CN203502550U - 局部放电带电检测装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种局部放电带电检测装置。该局部放电带电检测装置包括：高频传感器、特高频传感器和超声波传感器，均用于检测电力设备的局部放电信号；以及示波器，与高频传感器、特高频传感器和超声波传感器均相连接，用于处理局部放电信号，得到并显示局部放电信号的相位分布图谱。通过本实用新型，解决了现有技术中局部放电带电检测装置受限于电力设备的问题，进而达到了提高局部放电带电检测装置的可适用性的效果。

Description

局部放电带电检测装置
技术领域
本实用新型涉及电力设备领域，具体而言，涉及一种局部放电带电检测装置。
背景技术
电力设备带电检测是发现设备潜伏性运行隐患的有效手段，是电力设备安全、稳定运行的重要保障，目前，可用的局部放电带电检测装置主要包括超声检测装置、特高频检测装置和高频检测装置，依次对应采用超声法、特高频法和高频法进行局部放电检测。
上述几种检测装置都可以采用非侵入式的方式对设备进行检测，不过对于不同类型的电力设备，几种检测装置的有效性和适用范围存在差别，有各自的优点及局限性。在实际具体操作中，单纯地同时采用上述几种检测装置的做法还存在诸多的问题：1）成本高昂，经济性存在问题，同时配齐这三种检测装置，按目前的市场价格，需要约300万；2）携带不便，现场操作复杂，大大增加了检测人员的工作强度；3）对检测人员的专业水平要求很高，三种检测设备的使用均需要高度专业的技术人员。
针对相关技术中局部放电带电检测装置受限于电力设备的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种局部放电带电检测装置，以解决现有技术中局部放电带电检测装置受限于电力设备的问题。
为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种局部放电带电检测装置，包括：高频传感器、特高频传感器和超声波传感器，均用于检测电力设备的局部放电信号；以及示波器，与高频传感器、特高频传感器和超声波传感器均相连接，用于处理局部放电信号，得到并显示局部放电信号的相位分布图谱。
进一步地，示波器包括：第一采集通道，与高频传感器相连接，用于接收来自高频传感器的表示局部放电信号的高频信号；第二采集通道，与特高频传感器相连接，用于接收来自特高频传感器的表示局部放电信号的特高频信号；第三采集通道，与超声波传感器相连接，用于接收来自超声波传感器的表示局部放电信号的超声波信号；采样控制单元，与第一采集通道、第二采集通道和第三采集通道均相连接，用于控制第一采集通道、第二采集通道和第三采集通道的采样模式；处理单元，与第一采集通道、第二采集通道和第三采集通道均相连接，用于接收高频信号、特高频信号和超声波信号，分别从高频信号、特高频信号和超声波信号中的提取特征参数，并查找预设数据库中与特征参数匹配的相位分布图谱，得到局部放电信号的相位分布图谱；以及显示单元，与第一采集通道、第二采集通道、第三采集通道和处理单元均相连接，用于显示高频信号、特高频信号、超声波信号和局部放电信号的相位分布图谱。
进一步地，示波器还包括：存储单元，与处理单元相连接，用于存储高频信号、特高频信号、超声波信号和查找到的局部放电信号的相位分布图谱。
进一步地，局部放电带电检测装置还包括：高频滤波器；特高频滤波器；高频前置放大器，与高频传感器相连接，并通过高频滤波器连接至示波器；特高频前置放大器，与特高频传感器相连接，并通过特高频滤波器连接至示波器；超声波前置放大器，连接在超声波传感器与示波器之间；以及调理及供电单元，具有连接在高频前置放大器和高频滤波器之间的高频转接口、连接在特高频前置放大器和特高频滤波器之间的特高频转接口、连接在超声波前置放大器和示波器之间的超声波转接口和与高频转接口、特高频转接口和超声波转接口均相连接的供电模块。
进一步地，高频转接口通过第一同轴电缆线与高频前置放大器相连接，特高频转接口通过第二同轴电缆线与特高频前置放大器相连接，超声波转接口通过第三同轴电缆线与超声波前置放大器相连接。
进一步地，高频传感器设置在电力设备的接地线上，特高频传感器设置在以电力设备为参考点的预设位置上，超声波传感器设置在电力设备的金属外壁上。
本实用新型采用以下结构的局部放电带电检测装置：高频传感器、特高频传感器和超声波传感器，均用于检测电力设备的局部放电信号；以及示波器，与高频传感器、特高频传感器和超声波传感器均相连接，用于处理局部放电信号，得到并显示局部放电信号的相位分布图谱。通过在局部放电带电检测装置中设置频传感器、特高频传感器和超声波传感器，并利用示波器处理局部放电信号，得到并显示局部放电信号的相位分布图谱，实现了可以对不同类型的电力设备进行局部放电信号检测，解决了现有技术中局部放电带电检测装置受限于电力设备的问题，进而达到了提高局部放电带电检测装置的可适用性的效果。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是根据本实用新型实施例的局部放电带电检测装置的示意图；
图2是根据本实用新型实施例的局部放电带电检测装置的具体示意图；
图3是根据本实用新型实施例的局部放电带电检测装置中传感器在电力设备上的位置设备示意图；以及
图4是根据本实用新型实施例的局部放电带电检测方法的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
本实用新型实施例提供了一种局部放电带电检测装置，以下对本实用新型实施例所提供的局部放电带电检测装置进行具体介绍：
图1是根据本实用新型实施例的局部放电带电检测装置的示意图，如图1所示，该实施例的局部放电带电检测装置主要包括高频传感器、特高频传感器、超声波传感器和示波器，其中：
高频传感器、特高频传感器和超声波传感器，均用于检测电力设备的局部放电信号。
示波器与高频传感器、特高频传感器和超声波传感器均相连接，用于处理局部放电信号，得到并显示局部放电信号的相位分布图谱。在本实用新型实施例中，示波器为高速数字存储式示波器。
本实用新型实施例的局部放电带电检测装置，通过在局部放电带电检测装置中设置高频传感器、特高频传感器和超声波传感器，并利用示波器处理局部放电信号，得到并显示局部放电信号的相位分布图谱，实现了可以对不同类型的电力设备进行局部放电信号检测，解决了现有技术中局部放电带电检测装置受限于电力设备的问题，进而达到了提高局部放电带电检测装置的可适用性的效果。
具体地，上述示波器主要包括三个采集通道、采样控制单元和处理单元：
每个采集通道分别对应连接一个传感器，其中，第一采集通道与高频传感器相连接，用于接收来自高频传感器的表示局部放电信号的高频信号，第二采集通道与特高频传感器相连接，用于接收来自特高频传感器的表示局部放电信号的特高频信号，第三采集通道与超声波传感器相连接，用于接收来自超声波传感器的表示局部放电信号的超声波信号。
采样控制单元与第一采集通道、第二采集通道和第三采集通道均相连接，用于控制第一采集通道、第二采集通道和第三采集通道的采样模式，其中，采样控制单元可以按照用户的操作指令对采样模式进行切换。在本实用新型实施例中，主要分为实时采样模式和连续采样模式，实时采样模式是指按照指定采样次数实时采集通道内传输的数据信号，并将采集到的数据传输至处理单元进行处理，达到指定采样次数后停止采样。连续采样模式是指不限定次数的实时采集通道内传输的数据信号，并将采集到的数据直接传输至显示单元显示。
处理单元同样与第一采集通道、第二采集通道和第三采集通道均相连接，用于接收高频信号、特高频信号和超声波信号，分别从高频信号、特高频信号和超声波信号中的提取特征参数，并查找预设数据库中与特征参数匹配的相位分布图谱，得到局部放电信号的相位分布图谱。
显示单元用于显示处理单元处理得到的局部放电信号的相位分布图谱，和来自采集通道的高频信号、特高频信号和超声波信号。
更具体地，处理单元主要包括接收模块、降噪模块、提取模块和查找模块，其中：
接收模块与第一采集通道、第二采集通道和第三采集通道均相连接，用于接收高频信号、特高频信号和超声波信号。
降噪模块与接收模块相连接，用于对高频信号、特高频信号和超声波信号分别进行抗干扰处理，在电力设备的局部放电信号的现场检测中，影响局部放电的干扰大致可以分为窄带干扰、白噪声干扰和脉冲型干扰。针对这三种类型的干扰，降噪模块主要分别采用基于FFT的窄带干扰抑制算法、基于小波的消噪算法和基于神经网络(NN)的滤波算法对相应的信号进行抗干扰处理。通过降噪模块对接收到的信号进行抗干扰处理，避免干扰信号对实际检测信号的影响，提高了对局部放电信号检测的精确度。
提取模块与降噪模块相连接，用于分别提取经过抗干扰处理后的高频信号、特高频信号和超声波信号中的特征参数，局部放电的基本特征参数主要有最大放电量MaxQ、平均放电量AvgQ、平均放电电流Ｉ、均方率DNQ等10余种。
查找模块与提取模块相连接，用于查找预设数据库中与特征参数匹配的相位分布图谱，得到局部放电信号的相位分布图谱。其中，预设数据库中存储有与不同特征参数对应的相位分布图谱，这些预先存储的相位分布图谱可以通过实验室模拟试验建立。电力设备有局部放电现象存在的情况下，局部放电类型不同所对应的放电信号中的特征参数也不同，特征参数能够在局部放电信号的相位分布图谱中体现。不同类型的局部放电信号，其相位分布图谱不同，因此，通过查找与特征参数匹配的相位分布图谱，并显示查找到的图谱，能够向检测者提供表征电力设备放电类型的准确指标，以方便人员对测试诊断结果的分析。在本实用新型实施例中，局部放电信号的相位分布图谱主要有最大放电量相位分布Hqmax(φ)、平均放电量相位分布Hqn(φ)、放电次数相位分布Hn(φ)、局部放电幅值分布Hf(p)和局部放电能量分布H(p)共五种二维放电谱图，以及一种三维放电谱图Hn(φ,q)。
进一步地，示波器还可以包括存储单元，该存储单元与处理单元相连接，用于存储高频信号、特高频信号、超声波信号和查找到的局部放电信号的相位分布图谱。
通过将高频信号、特高频信号、超声波信号和查找到的局部放电信号的相位分布图谱进行存储，便于以后的分析和测试报告的生成。实现了对现场检测信息的有效管理，为采样数据的详细分析提供了帮助。
更进一步地，如图2所示，本实用新型实施例的局部放电带电检测装置还包括高频滤波器、特高频滤波器、高频前置放大器、特高频前置放大器、超声波前置放大器和调理及供电单元，其中：
高频前置放大器与高频传感器相连接，并通过高频滤波器连接至示波器，高频前置放大器工作频带为500kHz～40MHz，增益为40dB。
特高频前置放大器与特高频传感器相连接，并通过特高频滤波器连接至示波器，特高频前置放大器工作频带为500MHz～1.5GHz，增益为40dB。
超声波前置放大器与超声波传感器相连接，超声放大器工作频带为20kHz～180kHz，增益为60dB。
调理及供电单元包含高频转接口、超声转接口、特高频转接口与高频转接口、特高频转接口和超声波转接口均相连接的供电模块。其中，高频转接口连接在高频前置放大器和高频滤波器之间，用于将高频前置放大器输出的信号输送至高频滤波器。特高频转接口连接在特高频前置放大器和特高频滤波器之间，用于将特高频前置放大器输出的信号输送至特高频滤波器。超声波转接口连接在超声波前置放大器和示波器之间，用于将超声波前置放大器输出的信号输送至示波器。供电模块则用于向高频前置放大器、特高频前置放大器和超声波前置放大器供电。
进一步地，高频转接口通过第一同轴电缆线与高频前置放大器相连接，特高频转接口通过第二同轴电缆线与特高频前置放大器相连接，超声波转接口通过第三同轴电缆线与超声波前置放大器相连接。
通过将各个转接口与各个前置放大器之间的连接电路设置为同轴电缆的形式，实现了供电模块与各前置放大器输出的信号共用一条信号线，各个前置放大器输出的信号从对应的转换口中分离之后向后端传输。
高频转接口为高频信号经由调理及供电单元直接输出，超声转接口为超声信号经由调理及供电单元直接输出，特高频转接口为特高频信号经由调理及供电单元直接输出。调理及供电单元还为上述各个前置放大器供电。
图3中示意性示出了上述各个传感器相对电力设备A的具体设置位置，如图3所示：
应用于现场检测中，高频传感器设置在电力设备的接地线上，可以获取电力设备发生局部放电时的高频电流信号，在本放实用新型实施例中，高频传感器采用Rogowski线圈，为外置钳式结构，传递函数5.0Ω，检测频带为500kHz～40MHz。
特高频传感器安装在电力设备附近，具体设置在以电力设备为参考点的预设位置上，可以检测到电力设备内部泄漏出来的局部放电时的电磁波信号，在本放实用新型实施例中，特高频传感器采用外置式微带天线结构，检测频带为500MHz～1.5GHz，应用于现场检测中。
超声传感器粘贴在电力设备接地的金属外壁上，可以检测到电力设备内部发生局部放电时产生的超声波信号，在本放实用新型实施例中，超声传感器采用压电陶瓷式的声发射传感器，检测带宽为20kHz～180kHz，应用于现场检测中。
基于图2中示出的本实用新型实施例的局部放电带电检测装置，具体说明本实用新型实施例的局部放电带电检测装置的工作原理：
当电力设备内部发生局部放电时，会有高频脉冲电流从放电源沿设备的金属外壁向接地端传播，同时从放电源向外激发出特高频电磁波和超声波信号。当被测电力设备内部发生局部放电时，放电产生的三种信号会被安装于电力设备接地线上的高频传感器，置于电力设备附近易于泄漏电磁波的位置处的特高频传感器，粘贴在电力设备的金属外壁上的超声传感器检测到，经前置放大器预处理之后发送到调理及供电单元，局部放电信号经过相应的综合调理之后再传输到示波器分析系统做采样、分析、诊断。通过示波器分析系统对放电信号的采样、数据特征参数分析、数据存储、数据显示、查询和数据诊断等内容，给出电力设备的检测结果。
本实用新型实施例还提供了一种局部放电带电检测方法，该局部放电带电检测方法主要通过本实用新型实施例上述内容所提供的任一种局部放电带电检测装置执行，以下对本实用新型实施例所提供的局部放电带电检测方法进行具体介绍：
图4是根据本实用新型实施例的局部放电带电检测方法的流程图，如图4所示，该实施例的局部放电带电检测方法主要包括如下步骤S402和S404：
S402：接收来自高频传感器、特高频传感器和超声波传感器检测到的电力设备的局部放电信号。
S404：处理局部放电信号，得到并显示局部放电信号的相位分布图谱。
本实用新型实施例的局部放电带电检测方法，通过利用高频传感器、特高频传感器和超声波传感器对电力设备的局部放电信号进行检测，并对三者检测到的局部放电信号进行处理，得到并显示局部放电信号的相位分布图谱，实现了可以对不同类型的电力设备进行局部放电信号检测，解决了现有技术中进行局部放电检测受限于电力设备的问题，进而达到了提高局部放电检测可适用性的效果。
具体地，接收来自高频传感器、特高频传感器和超声波传感器检测到的电力设备的局部放电信号包括：接收来自高频传感器的表示局部放电信号的高频信号；接收来自特高频传感器的表示局部放电信号的特高频信号；以及接收来自超声波传感器的表示局部放电信号的超声波信号。
处理局部放电信号，得到并显示局部放电信号的相位分布图谱包括：
分别从高频信号、特高频信号和超声波信号中的提取特征参数；查找预设数据库中与特征参数匹配的相位分布图谱，得到局部放电信号的相位分布图谱；以及显示高频信号、特高频信号、超声波信号和局部放电信号的相位分布图谱。
优选地，在分别提取高频信号、特高频信号和超声波信号中的特征参数之前，本实用新型实施例的局部放电带电检测方法还包括：对高频信号、特高频信号和超声波信号分别进行抗干扰处理，其中，分别提取高频信号、特高频信号和超声波信号中的特征参数则是：分别提取经过抗干扰处理后的高频信号、特高频信号和超声波信号中的特征参数。
通过降噪模块对接收到的信号进行抗干扰处理，避免干扰信号对实际检测信号的影响，提高了对局部放电信号检测的精确度。
进一步地，本实用新型实施例的局部放电带电检测方法还包括：存储高频信号、特高频信号、超声波信号和查找到的局部放电信号的相位分布图谱。
通过将高频信号、特高频信号、超声波信号和查找到的局部放电信号的相位分布图谱进行存储，便于以后的分析和测试报告的生成。实现了对现场检测信息的有效管理，为采样数据的详细分析提供了帮助。
从以上的描述中，可以看出，本实用新型实现了可以对不同类型的电力设备进行局部放电信号检测，而不受限于电力设备的具体类型，达到了提高局部放电带电检测可适用性的效果。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。

Claims (6)

1.一种局部放电带电检测装置，其特征在于，包括：
高频传感器、特高频传感器和超声波传感器，均用于检测电力设备的局部放电信号；以及
示波器，与所述高频传感器、所述特高频传感器和所述超声波传感器均相连接，用于处理所述局部放电信号，得到并显示所述局部放电信号的相位分布图谱。
2.根据权利要求1所述的局部放电带电检测装置，其特征在于，所述示波器包括：
第一采集通道，与所述高频传感器相连接，用于接收来自所述高频传感器的表示所述局部放电信号的高频信号；
第二采集通道，与所述特高频传感器相连接，用于接收来自所述特高频传感器的表示所述局部放电信号的特高频信号；
第三采集通道，与所述超声波传感器相连接，用于接收来自所述超声波传感器的表示所述局部放电信号的超声波信号；
采样控制单元，与所述第一采集通道、所述第二采集通道和所述第三采集通道均相连接，用于控制所述第一采集通道、所述第二采集通道和所述第三采集通道的采样模式；
处理单元，与所述第一采集通道、所述第二采集通道和所述第三采集通道均相连接，用于接收所述高频信号、所述特高频信号和所述超声波信号，分别从所述高频信号、所述特高频信号和所述超声波信号中的提取特征参数，并查找预设数据库中与所述特征参数匹配的相位分布图谱，得到所述局部放电信号的相位分布图谱；以及
显示单元，与所述第一采集通道、所述第二采集通道、所述第三采集通道和所述处理单元均相连接，用于显示所述高频信号、所述特高频信号、所述超声波信号和所述局部放电信号的相位分布图谱。
3.根据权利要求2所述的局部放电带电检测装置，其特征在于，所述示波器还包括：
存储单元，与所述处理单元相连接，用于存储所述高频信号、所述特高频信号、所述超声波信号和查找到的所述局部放电信号的相位分布图谱。
4.根据权利要求1所述的局部放电带电检测装置，其特征在于，所述局部放电带电检测装置还包括：
高频滤波器；
特高频滤波器；
高频前置放大器，与所述高频传感器相连接，并通过所述高频滤波器连接至所述示波器；
特高频前置放大器，与所述特高频传感器相连接，并通过所述特高频滤波器连接至所述示波器；
超声波前置放大器，连接在所述超声波传感器与所述示波器之间；以及
调理及供电单元，具有连接在所述高频前置放大器和所述高频滤波器之间的高频转接口、连接在所述特高频前置放大器和所述特高频滤波器之间的特高频转接口、连接在所述超声波前置放大器和所述示波器之间的超声波转接口和与所述高频转接口、所述特高频转接口和所述超声波转接口均相连接的供电模块。
5.根据权利要求1所述的局部放电带电检测装置，其特征在于，
所述高频转接口通过第一同轴电缆线与所述高频前置放大器相连接，
所述特高频转接口通过第二同轴电缆线与所述特高频前置放大器相连接，
所述超声波转接口通过第三同轴电缆线与所述超声波前置放大器相连接。
6.根据权利要求1所述的局部放电带电检测装置，其特征在于，
所述高频传感器设置在所述电力设备的接地线上，
所述特高频传感器设置在以所述电力设备为参考点的预设位置上，
所述超声波传感器设置在所述电力设备的金属外壁上。
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