CN202025065U - Gis局放在线监测用特高频对数传感器及其监测系统 - Google Patents

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赵晓楠
李春茂
王克中
郭宏福
刘金忠
王荣亮
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Abstract

本实用新型公开了一种GIS局放在线监测用特高频对数传感器,所述特高频对数传感器上设有弧面带宽天线,所述特高频对数传感器通过弧面宽带天线接收频率在500MHz-1500MHz的GIS局部放电脉冲信号;匹配电路,用于对上述GIS局部放电脉冲信号进行阻抗匹配,使天线输入阻抗为50欧姆,驻波比小于2;对数降频模块,用于将上述匹配后的信号降频到0-20MHz;低通滤波模块,用于对上述降频后的信号进行滤波放大,再经过信号输出设备将其输出。本实用新型由于采用了一体化的设计,非常好的屏蔽了外界的各种射频干扰,使输出信号的信噪比大幅度提高。

Description

GIS局放在线监测用特高频对数传感器及其监测系统
技术领域
[0001] 本实用新型属于高压电力设备监控领域,涉及局部放电在线监测用的特高频传感器及其监测系统,特别是GIS局部放电在线监测使用的特高频对数传感器及其监测系统。
背景技术
[0002] 气体绝缘金属封闭开关设备(Gas hsulated Switchgear,简称:GIS)是电网运行中的重要设备,是保证供电可靠性的基础。它具有占地面积小、运行可靠性高、维护方便等特点,在国内外得到了广泛的应用。然而统计资料表明,GIS等电气设备长期运行时受温度、 雷击、过电压、自身发热等作用,绝缘会逐步老化,导致局部放电像的出现,并且会逐步扩大从而导致设备绝缘击穿,造成恶性事故。
[0003] 目前国内GIS设备的绝缘状态主要通过定期进行预防性试验和检修,监测出设备内部是否存在绝缘缺陷,防止发生绝缘事故。随着国民经济的发展,社会对供电可靠性的要求越来越高,电力系统也日益壮大,传统的定期停电进行预防性试验的做法不仅不能满足电网高可靠性的要求,在测试期间断电会间接带来许多经济损失,且不能真实反映设备在带电运行状态下的绝缘状态,不易发现设备在运行状态下绝缘缺陷。
[0004] 因此需要一种对GIS设备进行在线监测的有效手段,能在不停电状态下及时了解设备运行状况,减少停电带来的经济损失;能在运行电压下发现预防性试验无法发现的绝缘缺陷;可随时对运行设备进行绝缘监测,发现设备内部局放隐患,使得GIS的检修工作能有计划地进行,缩短检修时间和节省检修费用,从而提高GIS运行可靠性。
[0005] GIS局部放电在线监测系统中最重要的部分就是局部放电信号探测传感器。GIS 内局部放电时产生的电流脉冲激发出电磁波,包括中低频和UHF段(0.3〜3GHz)电磁波, 均可从GIS上盘式绝缘子处泄露出来并由传感器接收,然后根据接收的信号来分析局部放电的严重程度及其位置。由于使用U HF段信号监测,可避开常规的电气干扰(主要是 <150MHz的电晕干扰)。UHF段信号虽抗干扰性能好,但该频段信号较弱,频带宽,需要精密的高频宽带传感器来测量。同时高频率和宽频带需要高采样率的后续处理平台,对整个局放监测系统的要求大幅度提高。
实用新型内容
[0006] 为了解决上述不足,提供了一种GIS局放在线监测用特高频对数传感器,所述特高频对数传感器上设有弧面带宽天线,所述特高频对数传感器通过弧面宽带天线接收频率在500MHz-1500MHz的GIS局部放电脉冲信号。
[0007] 进一步,还包括匹配电路,用于对上述GIS局部放电脉冲信号进行阻抗匹配,使天线输入阻抗为50欧姆,驻波比小于2。
[0008] 进一步,还包括数降频模块,用于将上述匹配后的信号降频到0-20MHZ。
[0009] 进一步,还包括低通滤波模块,用于对上述降频后的信号进行滤波放大,再经过信号输出设备将其输出。[0010] 进一步,所述传感器还包括有绝缘介质板,天线板,信号处理板及金属屏蔽外壳, 所述绝缘介质板,天线板,信号处理板由下往上固定在屏蔽外壳上。 [0011 ] 进一步所述介质板通过防水胶密封金属屏蔽壳下端开口。
[0012] 一种GIS在线监测系统,包括至少一个特高频对数传感器,所述特高频对数传感器通过弧面宽带天线接收频率在500MHz-1500MHz的GIS局部放电脉冲信号;匹配电路,用于对上述GIS局部放电脉冲信号进行阻抗匹配,使天线输入阻抗为50欧姆,驻波比小于2 ; 对数降频模块,用于将上述匹配后的信号降频到0-20MHZ ;低通滤波模块,用于对上述降频后的信号进行滤波放大,再经过信号输出设备将其输出。
[0013] 进一步,所述系统还包括数据采集卡,工控机,服务器及监测模块,所述特高频对数传感器、数据采集卡,工控机,服务器及监测模块依次通讯链接。
[0014] 本实用新型的优点:本实用新型采用一体化设计,通过特别设计的弧面宽带天线, 接收500MHz-1500MHz的放电脉冲信号,匹配处理后经过对数降频处理,取出放电信号的波形,本地放大后输出,输出信号的频率范围小于20MHz,方便信号进行远距离的传输,同时对后续处理平台的要求大幅度降低。由于采用了一体化的设计,非常好的屏蔽了外界的各种射频干扰,使输出信号的信噪比大幅度提高。
附图说明
[0015] 为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例。
[0016] 图1本实用新型传感器信号流原理图;
[0017] 图2传感器安装结构图;
[0018] 图3 GIS在线监测系统结构图。
具体实施方式
[0019] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
[0020] 本实用新型采用特别设计弧面宽带天线,可以接收到500MHz-1500MHz的局部放电脉冲信号。
[0021] 采用对数降频技术,把接收到的超高频放电脉冲信号的频率降到0-20MHZ,方便后续处理。
[0022] 对输出信号进行本地滤波放大,增加信号的传输距离,提高信号的信噪比。
[0023] 如图1所示,GIS局放在线监测用特高频对数传感器,GIS局放在线监测用特高频对数传感器通过宽带天线1接收频率在500MHz-1500MHz的GIS局部放电脉冲信号,经过匹配电路进行阻抗匹配后,使天线的输入阻抗为50欧姆,驻波比小于2,匹配后的信号进入对数降频模块,降频后输出信号频率范围(Γ20ΜΗζ,降频后的信号经过低通滤波模块,然后放大输出。
[0024] 如图2所示,GIS局放在线监测用特高频对数传感器主要有绝缘介质板1,天线板 2,信号处理板3和金属屏蔽外壳4构成,以此由下往上固定在屏蔽外壳4中,介质板通过防水胶密封金属屏蔽壳下端开口。
[0025] 传感器采用一体化设计,采用铸造金属外壳,很好的屏蔽掉各种射频干扰信号,使传感器输出最大的信噪比。
[0026] 如图3所示,一种GIS在线监测系统,该监测系统由多个GIS局放在线监测用特高频对数传感器,数据采集卡,工控机,服务器和监测模块构成。传感器获取到放电信号后,传输给数据采集卡,数据采集卡采集后通过工控机传输给数据服务器。数据服务器存储数据后,通过监测显示软件显示监测结果。
[0027] 上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
[0028] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。

Claims (7)

1. Gis局放在线监测用特高频对数传感器,其特征在于,所述特高频对数传感器上设有弧面带宽天线,所述特高频对数传感器通过弧面宽带天线接收频率在500MHZ-1500MHZ的 GIS局部放电脉冲信号。
2.根据权利要求1所述的GIS局放在线监测用特高频对数传感器,其特征在于,还包括匹配电路,用于对上述GIS局部放电脉冲信号进行阻抗匹配,使天线输入阻抗为50欧姆,驻波比小于2。
3.根据权利要求1或2所述的GIS局放在线监测用特高频对数传感器,其特征在于,还包括对数降频模块,用于将上述匹配后的信号降频到0-20MHZ。
4.根据权利要求3所述的GIS局放在线监测用特高频对数传感器,其特征在于低通滤波模块,用于对上述降频后的信号进行滤波放大,再经过信号输出设备将其输出。
5.根据权利要求4所述的GIS局放在线监测用特高频对数传感器,其特征在于,所述传感器还包括有绝缘介质板,天线板,信号处理板及金属屏蔽外壳,所述绝缘介质板,天线板, 信号处理板由下往上固定在屏蔽外壳上。
6.根据权利要求5所述的GIS局放在线监测用特高频对数传感器,其特征在于,所述介质板通过防水胶密封金属屏蔽壳下端开口。
7. —种GIS在线监测系统,其特征在于,包括至少一个特高频对数传感器,所述特高频对数传感器通过弧面宽带天线接收频率在500MHz-1500MHz的GIS局部放电脉冲信号;匹配电路,用于对上述GIS局部放电脉冲信号进行阻抗匹配,使天线输入阻抗为50欧姆,驻波比小于2 ;对数降频模块,用于将上述匹配后的信号降频到0-20MHZ ;低通滤波模块,用于对上述降频后的信号进行滤波放大,再经过信号输出设备将其输出。
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