CN202177665U - Gis局放在线监测用工频相位传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了GIS局放在线监测用工频相位传感器，工频相位传感器通过天线探测并接收GIS分相高压带电体频率为50Hz的工频信号，工频相位传感器还包括滤除高频杂波的LPF网络，工频相位传感器还包括3个分别对信号进行放大处理的积分放大模块，LPF网络与其中一个积分放大模块通讯链接，三个积分放大模块依次电链接。其中第二个积分放大模块还设有对信号进行控制的自动增益控制模块。本实用新型自动增益控制网络，对信号进行控制，使其不因为信号过大而失真，同时起到稳定信号的作用。本实用新型能够达到失真度很小的工频波形信号，输出信号电平在±1～5V之间，非常适合数字化处理，可直接用于GIS局部放电检测系统的同工频相位相关的数据分析。

Description

GIS局放在线监测用工频相位传感器

技术领域

本实用新型属于高压电力设备监控领域，涉及GIS局放在线监测用工频相位传感器，特别是该传感器用于电力系统GIS绝缘状态检测领域，用于产生局部放电分析用工频相位信号。 

背景技术

GIS设备是保证电网正常运行的重要环节，GIS设备等具有运行可靠性高、维护方便等得到广泛的应用，在我国，GIS的绝缘状态主要通过定期进行预防性试验来诊断，以确定设备可否继续投运。但是，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。 

局部放电的有效检测对于电力设备的安全稳定运行具有重要意义，局部放电与绝缘材料的劣化和击穿密切相关，它既是绝缘劣化的原因，又是绝缘劣化的先兆和表现形式，如何及时发现设备的局部放电对了解设备的绝缘安全状况具有重要意义。 

局部放电检测是以发生局部放电时产生的电、光等现象为依据，来判断局部放电的状态，包括放电点的定位和放电的程度等。目前国内外常见的检测方法有脉冲电流法、特高频检测法、超声波检测法、光测法、化学检测法等方法，其中脉冲电流法、气相色谱分析和特高频波检测法应用最为广泛。但脉冲电流法、气相色谱分析不便于在线检测，不能实时、及时的发现GIS设备局部放电。超声波检测法因检测频段在20-200kHz之间，频率较低，非常容易受到周围环 境干扰。 

超高频法(UHF法)是通过超高频信号传感器接收局部放电过程辐射的超高频电磁波，实现局部放电的检测。GIS设备局部放电产生的频段在0.3-3GHz，而运行现场主要电磁干扰集中在300MHz以下频段，电晕放电产生的电磁波频段集中在400MHz一下。当前GIS局部放电在线监测和带电检测多用超高频法。 

用超高频法检测GIS局部放电时，悬浮电位体放电，绝缘件内部气隙放电，沿面放电，金属尖端放电，都与工频相位具有高度相关性。分析GIS设备的局部放电，必须使用稳定可靠的GIS设备的工频相位信号。 

当前，GIS局部放电检测系统工频相位均为直接从电压互感器PT等直接取电，这样给二次系统带来了潜在的安全隐患，同时当该二次设备维修、替换时，又有可能影响局部放电检测系统的正常工作。 

实用新型内容

为了解决上述不足，提供了GIS局放在线监测用工频相位传感器，其所述工频相位传感器上设有天线，所述工频相位传感器通过天线探测并接收GIS分相高压带电体频率为50Hz的工频信号。 

进一步，所述工频相位传感器还包括滤除高频杂波的LPF网络，所述LPF网络是电感、电容无源低通滤波网络。 

进一步，所述工频相位传感器还包括3个分别对信号进行放大处理的积分放大模块，所述LPF网络与其中一个积分放大模块通讯链接，三个积分放大模块依次电链接。 

进一步，其中所述第二个积分放大模块还设有对信号进行控制的自动增益控制模块 

进一步，所述工频相位传感器还包括输出信号模块，输出电平在±1～5V之间，输出信号模块与第三个放大器模块通信链接。 

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内。 

进一步，所述介质板通过防水胶密封金属屏蔽壳下端开口。 

进一步，所述工频相位传感器安装在GIS分相盆式绝缘子上。 

本实用新型的优点： 

1.自动增益控制网络，对信号进行控制，使其不因为信号过大而失真，同时起到稳定信号的作用。 

2.该传感器的滤波和放大调理转换单元放置在定制的金属传感器壳体内，具有良好的抗干扰性。 

3.本实用新型能够达到失真度很小的工频波形信号，输出信号电平在±1～5V之间，非常适合数字化处理，可直接用于GIS局部放电检测系统的同工频相关的数据分析。 

4.本传感器灵敏度高，输出的工频信号幅值稳定，线性度好，在河南焦作供电公司博爱变、春林变、天津红旗变应用取得了良好的效果，在焦作博爱变发现了局部放电信号。 

附图说明

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。 

图1本实用新型传感器信号流原理图； 

图2传感器安装结构图； 

图3GIS在线监测系统结构图。 

具体实施方式

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。 

传感器用于电力系统GIS绝缘状态检测领域，用于产生局部放电分析用工频相位信号，其安装在GIS分相盆式绝缘子外部，用非接触特制天线接收提取GIS一次设备的工频相位信号，和GIS一次和二次设备均没有直接的电气联系， 可以应用于GIS制造、安装和运行维护等场合。 

如图1所示，GIS局放在线监测用工频相位传感器，所述工频相位传感器上设有天线，天线探测并接收频率在50Hz的GIS分相高压带电体的工频信号，将接收到的信号通过电感、电容无源低通滤波网络滤除高频杂波，再通过3个积分放大模块分别对信号进行放大处理，最后通过输出模块输出电平在±1～5V之间。其中第二个积分放大模块还设有自动增益控制模块，对信号进行控制，使其不因为信号过大而失真，同时起到稳定信号的作用。 

LPF：Low-pass Filter(低通滤波器)，低通滤波器(LPF)是一种能够顺利传播低频率并且会对比近路频率高的频率进行消弱或降低的滤波器。由于这个原因，其有时候被称为高频消弱过滤器。 

如图2所示，GIS局放在线监测用工频相位传感器主要有绝缘介质板，天线板，信号处理板和金属屏蔽外壳构成，以此由下往上固定在屏蔽外壳中，介质板通过防水胶密封金属屏蔽壳下端开口处。 

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，使传感器输出具有最大的信噪比。 

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及单只GIS局放在线监测用工频相位传感器，数据采集卡，工控机，服务器和显示模块构成。传感器获取到放电信号和工频信号后，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。 

其中一般一套系统1只工频相位传感器提取A、B、C其中任一相即可。同时提取A、B、C三相需要3只工频相位传感器。 

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。 

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 (8)

1.GIS局放在线监测用工频相位传感器，其特征在于：所述工频相位传感器上设有天线，所述工频相位传感器通过天线探测并接收GIS分相高压带电体频率为50Hz的工频信号。

2.根据权利要求1所述的GIS局放在线监测用工频相位传感器，其特征在于，所述工频相位传感器还包括滤除高频杂波的LPF网络，所述LPF网络是电感、电容无源低通滤波网络。

3.根据权利要求1或2所述的GIS局放在线监测用工频相位传感器，其特征在于，所述工频相位传感器还包括3个分别对信号进行放大处理的积分放大模块，所述LPF网络与其中一个积分放大模块通讯链接，三个积分放大模块依次电链接。

4.根据权利要求3所述的GIS局放在线监测用工频相位传感器，其特征在于，其中所述第二个积分放大模块还设有对信号进行控制的自动增益控制模块

5.根据权利要求4所述的GIS局放在线监测用工频相位传感器，其特征在于，所述工频相位传感器还包括输出信号模块，输出电平在±1～5V之间，输出信号模块与第三个放大器模块通信链接。

6.根据权利要求5所述的GIS局放在线监测用工频相位传感器，其特征在于，所述工频相位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内。

7.根据权利要求6所述的GIS局放在线监测用工频相位传感器，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。

8.根据权利要求7所述的GIS局放在线监测用工频相位传感器，其特征在于，所述工频相位传感器安装在GIS分相盆式绝缘子上。 

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