CN204044296U - 一种局部放电检测系统 - Google Patents

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陈建红
徐建华
徐航
张明昭
司拴成
王晔辰
郑腾飞
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STATE GRID ZHEJIANG LANXI POWER SUPPLY Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
Jinhua Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
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STATE GRID ZHEJIANG LANXI POWER SUPPLY Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
Jinhua Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种局部放电检测系统,包括非接触式超高频传感器、信号调制单元、同轴屏蔽电缆、数据处理单元以及通讯单元,通过所述非接触式超高频传感器感应电磁信号,所述信号调制单元接通非接触式超高频传感器以获取局部放电信号并进行调制并传输给数据处理单元,所述通讯单元连接数据处理单元,所述信号调制单元包括信号放大器及与之连接的检波电路,通过包络检波方式产生超高频波形信号给数据处理单元。本实用新型局部放电检测系统可安装在户外高压开关柜中,通过接收柜体内局部放电产生的超高频电磁波实现局部放电检测和模式识别,并可在设备不停电情况下进行安装,并对设备状况进行实时动态监测,具有极强的抗干扰能力和较高的灵敏度。

Description

—种局部放电检测系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及电力设备在线监测技术,更特定言之,本实用新型主要涉及一种高压开关柜内的局部放电检测系统。
背景技术
[0002] 高压开关柜是电力系统非常重要的电气设备,其内部绝缘部分的缺陷或劣化、导电连接部分的接触不良都使安全运行受到威胁。根据1989〜1992年间全国电力系统6〜1kV开关柜事故统计,绝缘和载流引起的故障占总数的40.2%,其中由于绝缘部分的闪络造成的事故占绝缘事故总数的79.0%。由于在事故潜伏期可能产生放电现象,故可以通过对放电的监测得到相关的信息。而目前的局部放电在线监测装置应用于变电站中,在户外环网柜中鲜见应用。同时这些装置均无法在设备不停电的情况下进行安装。
实用新型内容
[0003] 本实用新型专利技术中的局部放电检测系统可安装在户外高压开关柜中,通过接收柜体内局部放电产生的超高频电磁波,实现局部放电检测和模式识别,并可在设备不停电的情况下进行安装,并对设备状况进行实时动态监测,具有极强的抗干扰能力和较高的灵敏度。
[0004] 为了解决上述技术问题,本实用新型采用如下技术方案:一种局部放电检测系统,包括非接触式超高频传感器、信号调制单元、同轴屏蔽电缆、数据处理单元以及通讯单元,通过所述的非接触式超高频传感器感应高压开关柜内局部放电产生的电磁信号,所述信号调制单元通过同轴屏蔽电缆接通所述非接触式超高频传感器以获取局部放电信号并进行调制,传输给数据处理单元进行信号处理并转换为数字信号,所述通讯单元连接数据处理单元以远端传输所述的数字信号,其中所述的信号调制单元包括耦合所述同轴屏蔽电缆的信号放大器,以及与之连接的一个检波电路,通过包络检波方式产生超高频波形信号给数据处理单元。
[0005] 非接触式超高频传感器内嵌了阿基米德双臂螺旋天线。
[0006] 所述阿基米德双臂螺旋天线检测的局部放电信号带宽频率为500〜1500MHz。
[0007] 所述信号放大器内嵌入贝塞尔型有源带通滤波器,其放大增益设为40dB。
[0008] 本实用新型设计了局部放电检测的一种新方法,在电力设备如GIS、同步电机、变压器、电缆等的检测中得以应用。阿基米德双臂螺旋天线具有外界干扰信号少的特点,其电性能与频率大小无关,具有宽频带、圆极化、尺寸小等优点,因而检测系统受外界干扰影响小,可以极大提高电气设备局部放电检测,特别是在线检测的可靠性和灵敏度。用于高压开关柜在线监测有明显的优点,因此这一技术在例如400kV变电站中取得经验。通过已收集的一万多条涵盖所有不同型号的高压设备的数据库,对高压柜体内器件(如CT、PT)、母线连接处、支持绝缘子表面及开断装置,例如熔断器、拉闸开关等进行了试验验证。
[0009] 本实用新型的技术原理是根据当高压电气设备发生局部放电时,放电电量先聚集在与放电点相邻的接地金属部分,形成电流脉冲并向各个方向传播。对于内部放电,放电电量聚集在接地屏蔽的内表面,因此,如果屏蔽层是连续时无法在外部检测到放电信号。但实际上,屏蔽层通常在绝缘部位、垫圈连接处、电缆绝缘终端等部位出现破损而导致不连续,这样,高频信号就会传输到设备外层。放电产生的电磁波通过金属箱体的接缝处或气体绝缘开关的衬垫传播出去。
[0010] 在一个实施例中,高压开关柜局部放电在线检测技术对开关设备局部放电状况进行检测及定位,通过耦合式传感探测器在被检环网柜设备的金属外壳上进行探测。装置检测由于局部放电而引起的短暂电压脉冲,测出局部放电电压脉冲的幅度峰值。采用多个耦合式探测器可以检测放电点发出的电磁波瞬间脉冲所经过的时间差来确定放电活动的位置,原理是采用比较电磁脉冲分别到达传感探测器所需要的时间。系统指示哪个通道先被触发,进而表明探测器离放电点的电气距离较近。脉冲是以光速或接近光速进行传播的,所以必须能够分辨很小的时间差,通常为ys级。采用比较电磁脉冲抵达不同探测器的时间差异来确定放电点的方法在本质上优于采用比较信号强度来确定放电点的方法,因为电磁波的多次反射可能造成幅值测量结果不正常。
[0011] 基于此,本实用新型实施例的技术效果显而易见,采用的高压开关柜局部放电超高频在线监测装置具有测量频带宽、抗干扰能力强、工作稳定性好等优点,能很好地满足开关柜局部放电在线监测的要求;装置在超高频传感器中内嵌了阿基米德双臂螺旋天线,具有宽频带、圆极化、尺寸小、效率高及非接触测量等优点,可实现在高压开关柜不停电工作状态下安装;采用检波电路获得得到局部放电产生的超高频信号的包络曲线,再利用数据处理单元提取信号峰值和相位特征量。这种方式大大降低了数据处理和采集的数据量,有效降低了装置本身的复杂程度及其对通信带宽、监控中心处理能力的要求。
附图说明
[0012] 图1示意性绘示出本实用新型局部放电检测系统的功能模块化框图;
具体实施方式
[0013] 参照图1,局部放电检测系统包括非接触式超高频传感器1、信号调制单元2、同轴屏蔽电缆3、数据处理单元4以及通讯单元5,通过非接触式超高频传感器1感应高压开关柜内局部放电产生的电磁信号,信号调制单元2通过同轴屏蔽电缆3接通所述非接触式超高频传感器1以获取局部放电信号并进行调制,传输给数据处理单元4进行信号处理并转换为数字信号,所述通讯单元5连接数据处理单元4以远端传输所述的数字信号,信号调制单元2包括耦合所述同轴屏蔽电缆3的信号放大器21,以及与之连接的一个检波电路22,通过包络检波方式产生超高频波形信号给数据处理单元4。
[0014] 非接触式超高频传感器1内嵌了阿基米德双臂螺旋天线,所述阿基米德双臂螺旋天线检测的局部放电信号带宽频率为500〜1500MHz。信号放大器21内嵌入贝塞尔型有源带通滤波器,其放大增益设为40dB。

Claims (4)

1.一种局部放电检测系统,其特征在于包括非接触式超高频传感器、信号调制单元、同轴屏蔽电缆、数据处理单元以及通讯单元,通过所述的非接触式超高频传感器感应高压开关柜内局部放电产生的电磁信号,所述信号调制单元通过同轴屏蔽电缆接通所述非接触式超高频传感器以获取局部放电信号并进行调制,传输给数据处理单元进行信号处理并转换为数字信号,所述通讯单元连接数据处理单元以远端传输所述的数字信号,其中所述的信号调制单元包括耦合所述同轴屏蔽电缆的信号放大器,以及与之连接的一个检波电路,通过包络检波方式产生超高频波形信号给数据处理单元。
2.根据权利要求1所述的局部放电检测系统,其特征在于:所述的非接触式超高频传感器内嵌了阿基米德双臂螺旋天线。
3.根据权利要求2所述的局部放电检测系统,其特征在于:所述阿基米德双臂螺旋天线检测的局部放电信号带宽频率为50(Tl500MHz。
4.根据权利要求1所述的局部放电检测系统,其特征在于:所述信号放大器内嵌入贝塞尔型有源带通滤波器,其放大增益为40dB。
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