CN203490332U

CN203490332U - 多功能手持式智能局放检测装置

Info

Publication number: CN203490332U
Application number: CN201320590655.XU
Authority: CN
Inventors: 冯晓棕
Original assignee: SE TECHNOLOGY Ltd GZ
Current assignee: SE TECHNOLOGY Ltd GZ
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2013-09-24
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2023-09-24

Abstract

多功能手持式智能局放检测装置，其特征在于包括高频电流传感器(HFCT）、特高频电流传感器(UHFCT)、超声波传感器（AE）、手持式主机，高频电流传感器(HFCT）的电信号输出、特高频电流传感器(UHFCT)的电信号输出、超声波传感器（AE）的电信号输出分别与手持式主机的电信号输入相连。本实用新型与已有技术相比，具有多功能，手持式，操作简单，同时采用脉冲电磁法、超声波法和超高频检测法来测量，并进行智能综合判定的优点。

Description

多功能手持式智能局放检测装置

技术领域：

本实用新型涉及一种多功能手持式智能局放检测装置。

背景技术：

10kV电缆配网系统庞大。一旦事故发生故障定位与迅速维修的工作量大、时间长。若能有一种简易的测试手段做预防性试验，防犯未然才为上策。在10KV变压器和10KV电缆分接箱的巡检过程中，检测其绝缘状态是一项至关重要的科目，而绝缘检测最有效的方法是检测绝缘损坏的局部放电状况。在设备运行的条件下发生局部放电时，伴随着出现声、光、化学、电磁辐射等各种物理现象，并且油中放电还会分解出气体，产生能量损失，引起局部过热，因此局部放电监测方法根据监测物理量的不同可分为：脉冲电磁法、超声波法、化学分析法、超高频检测法等。

发明内容：

本实用新型的发明目的在于提供一种多功能，手持式，操作简单，同时采用脉冲电磁法、超声波法和超高频检测法来测量，并进行智能综合判定的多功能手持式智能局放检测装置。

本实用新型是这样实现的，包括高频电流传感器(HFCT）、特高频电流传感器 (UHFCT)、超声波传感器（AE）、手持式主机，高频电流传感器(HFCT）的电信号输出、特高频电流传感器 (UHFCT)的电信号输出、超声波传感器（AE）的电信号输出分别与手持式主机的电信号输入相连。

具体功能包括用高频电流传感器采集脉冲电磁高频信号、特高频电流传感器采集超高频信号和超声波传感器采集超声波信号、对上述信号的处理和综合判定，打印和数据远程传输。

这里，特高频电流传感器的电信号输出通过包络检波电路处理后与手持式主机的相应的电信号输入相连。

这里，手持式主机包括信号预处理电路、模拟/数字转换电路、现场可编程门阵列电路（FPGA）、带有显示及控制装置及USB接口的微电脑芯片（MCU），高频电流传感器(HFCT）的电信号输出、通过超高频包络检波电路处理后的特高频电流传感器 (UHFCT)的电信号输出、超声波传感器（AE）的电信号输出依次通过信号预处理电路、A/D转换电路、现场可编程门阵列电路（FPGA）与带有USB接口的微电脑芯片（MCU）相连。信号预处理电路的作用是对高频电流传感器(HFCT）的电信号、通过超高频包络检波电路处理后的特高频电流传感器 (UHFCT)的电信号、超声波传感器（AE）的电信号进行判别。

用UHFCT来接收超高频无线电磁波，然后经过超高频包络检波电路，进行降频处理，得到高频信号。包络检波电路的作用是获得输入信号的局部峰值电压，即信号的包络，并去除输入信号中的高频载波分量，得到信号低频分量。局部放电产生的UHF信号与调幅信号类似，高频载波频率为300MHz~～3GHz，其包络为指数特性，UHF信号持续时间为50～500ns，近似认为调幅信号的低频分量的频率范围为2～20MHz，因此UHF信号经过包络检波电路后变为高频信号，可以和HFCT检测到的脉冲电磁信号经同一信号预处理电路后,经A/D变为数字信号。

当电力设备内部发生局部放电时，高频放电电流会沿着接地线向大地传播。通过在接地线上安装HFCT检测高频电流信号实现局部放电检测。HFCT使用Rogowski线圈方式，在环状磁芯材料上围绕多圈的导电线圈，高频电流穿过磁芯中心而引起的高频交变电磁场会在线圈上产生感应电压。由于HFCT传感器的测量回路与被测电缆之间没有直接的电气连接，属于非侵入式的检测方法，被检测设备不需要停运。

电力设备内部产生局部放电信号的时候，会产生冲击的振动及声音。通过超声波传感器来测量局部放电信号。其特点是传感器与电力设备的电气回路无任何联系，不受电气方面的干扰，但在现场使用时易受周围环境噪声或设备机械振动的影响。由于超声信号在电力设备常用绝缘材料中的衰减较大，超声波检测法的检测范围有限，但具有定位准确度高的优点。

FPGA对采样的数字信号进行处理，并把处理的结果传送给MCU，MCU进行局部放电的综合判定。通过对三种信号的对比分析，能更加有效地排除现场干扰，提高局部放电定位精度和缺陷类型识别的准确性，有利于发现并确定绝缘缺陷，实现变电站设备的安全运行。

在局部放电识别和判定局部放电的类型中采用了逻辑门和神经网络算法。逻辑门根据信号量(q)、相位(φ)、密度(n)、时间(t)多重判别分为0,1,2,3级；神经网络根据判别PD概率的输出<90%、90%～95%、95%～98%、98%～100%为0,1,2,3级。综合判断将多重逻辑门及神经网络判别结果作交叉综合处理得到综合判断结果，即无报警，初级警报，中级警报，高级警报。将UHF法快速定位法和超声法精确定位的特点有效结合，增加了局部放电定位的准确性，提高了10kV电缆配网系统的检修效率。

使用时，可同时安装UHFCT、HFCT和AE三种传感器，同时探测局部放电的三种信号。UHFCT可架设在电力设备傍无遮挡的地方，用来接收局部放电产生的特高频电磁波；HFCT固定在中间接头或终端的接地线上，电缆本体或附件等内部出现局部放电电流将会沿着接地线向大地传播，在电缆接地线上可检测出局部放电的高频脉冲信号；AE传感器探测局部放电产生的震动及声音。设备在扫描检测后，经智能判别，得到各种数据，并判断局部放电的类型和位置。微型打印机打印数据和判定结果，设备还能把判定的结果以短信的方式发送到后台服务器。

本实用新型本具有较强抗干扰技术，超高频传感器多频段可选，传感器还可指定为干扰参考传感器，并提供多种分析处理手段和数字滤波抑制干扰技术，另外通过三种测试手段，全方位检测10kV电缆配网系统的局部放电信号，得到重要的数据，并通过逻辑门和神经网络算法，做出智能判定，提高了局部放电定位的准确性。

附图说明：

图1为本实用新型的电路方框图；

图2为包络检波电路图。

具体实施方式：

现结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细描述：

如图1所示，本实用新型包括高频电流传感器(HFCT）、带有包络检波电路特高频电流传感器 (UHFCT)、超声波传感器（AE）、手持式主机，手持式主机包括信号预处理电路、模拟/数字转换电路（A/D）、现场可编程门阵列电路（FPGA）、带有显示/控制装置（KEY、LCD）和USB接口以及通用分组无线模块（GPRS模块）以及声光报警模块(Flash)的微电脑芯片（MCU），高频电流传感器(HFCT）的电信号输出、通过超高频包络检波电路处理后的特高频电流传感器 (UHFCT)的电信号输出、超声波传感器（AE）的电信号输出依次通过信号预处理电路、A/D转换电路、现场可编程门阵列电路（FPGA）与带有USB接口的微电脑芯片（MCU）相连。

用UHFCT来接收超高频无线电磁波，然后经过超高频包络检波电路，如图2所示，进行降频处理，得到高频信号。包络检波电路利用检波二极管D1的单向导电特性和电容的电荷存储功能，获得输入信号的局部峰值电压，即信号的包络。其中检波二极管为非线性器件，等效为非线性电阻，和积分电容C1一起构成低通滤波器，去除输入信号中的高频载波分量，得到信号低频分量。局部放电产生的UHF信号与调幅信号类似，高频载波频率为300MHz~～3GHz，其包络为指数特性，UHF信号持续时间为50～500ns，近似认为调幅信号的低频分量的频率范围为2～20MHz，因此UHF信号经过检波电路后变为高频信号，可以和HFCT检测到的脉冲电磁信号经同一信号预处理电路后,经A/D变为数字信号。

Claims

1.多功能手持式智能局放检测装置，其特征在于包括高频电流传感器(HFCT）、特高频电流传感器 (UHFCT)、超声波传感器（AE）、手持式主机，高频电流传感器(HFCT）的电信号输出、特高频电流传感器 (UHFCT)的电信号输出、超声波传感器（AE）的电信号输出分别与手持式主机的电信号输入相连。

2.根据权利要求1所述的多功能手持式智能局放检测装置，其特征在于特高频电流传感器的电信号输出通过包络检波电路处理后与手持式主机的相应的电信号输入相连。

3.根据权利要求1或2所述的多功能手持式智能局放检测装置，其特征在于手持式主机包括信号预处理电路、模拟/数字转换电路、现场可编程门阵列电路（FPGA）、带有显示及控制装置及USB接口的微电脑芯片（MCU），高频电流传感器(HFCT）的电信号输出、通过超高频包络检波电路处理后的特高频电流传感器 (UHFCT)的电信号输出、超声波传感器（AE）的电信号输出依次通过信号预处理电路、A/D转换电路、现场可编程门阵列电路（FPGA）与带有USB接口的微电脑芯片（MCU）相连。