CN204228902U - 一种便携式变压器套管末屏放电检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携式变压器套管末屏放电检测仪，包括壳体、设于壳体内的控制系统和连接于壳体上的便携式手柄；所述控制系统通过通道一连接超声波传感器，通过通道二连接声波传感器或高频CT传感器；所述超声波传感器上安装有集波器，所述壳体上还安装有内红外瞄准装置。本实用新型能够提高放电检测的准确性，同时能够实现非接触式放电信号检测，适用于对套管末屏放电情况进行日常的、大范围的、较准确的巡检。

Description

一种便携式变压器套管末屏放电检测仪

技术领域

本实用新型涉及一种放电检测仪，特别涉及一种便携式变压器套管末屏放电检测仪，属于检测技术领域。

背景技术

变压器是电力系统中重要的设备之一，担负着系统电压转换和电能传递的重要任务，因此做好变压器的运行维护是对电网的安全稳定运行的重要保障。高压电容型套管是变压器的重要组成部件，它将高压电流引入或引出变压器，并起到电气绝缘和机械支撑作用。高压电容型套管几乎都带有末屏引出装置，当末屏因接触不良或断开而发生轻微放电时，变压器仍可运行，但这种缺陷如不消除，起初较为轻微的末屏放电将继续发展，逐渐腐蚀电极，形成穿孔现象进而将末屏和第一层屏之间的绝缘层腐蚀破坏，放电产生的痕迹使电场分布更不均匀，最终可导致绝缘击穿事故的发生，危害巨大。

变压器套管末屏放电、其他电容型设备末屏放电及CT二次断线放电是一种在较短的空气间隙内发生击穿的放电，并且具有持续性，随着放电的进行，甚至会不断烧坏放电点，加长距离的间隙、产生更为剧烈的放电。这种空气间隙放电是小区域的能量爆发，剧烈的粒子碰撞和振动会伴随有声、光、热、电磁的释放。

目前国内外用于对异常放电实行带电检测和诊断的方法主要有红外检测、紫外检测、局部放电检测、油色谱抽样检测等，这些检测方法已逐步得到推广应用，但各有针对性，分析如下：

（1）红外成像检测

红外成像仪主要通过对温度的测量反映在电流致热型导电缺陷和电压致热型绝缘缺陷的诊断上都非常有效，而套管末屏放电通常还会伴随有明显的温升，即使有也较为滞后，且受季节天气等环境影响大，检测直观性和准确性不够。

（2）紫外成像检测

   紫外成像仪对于表面存在放电的情况能够接收到明显的异常图像。但是套管末屏放电发生在金属外壳内，紫外成像难以诊断到放电辐射出的紫外线。

（3）局部放电检测

目前采用的超声检测技术是在设备表面设置超声探头，通过电缆接至仪器进行信号分析，适合于怀疑存在局部放电的变压器进行定位；超（特）高频通常将天线预设在变压器内部，用于在线监测；暂态地电波检测技术是通过在金属外壳上放置电容耦合式传感器，接收局部放电电磁波产生的电压脉冲从金属外壳屏蔽层不连续处传播出去而形成的暂态对地电压，常用于开头柜局放的检测。这几种技术和方法都不适合用于对套管末屏接地情况进行日常的、大范围的、较准确的巡检。

（4）油色谱抽样检测

油色谱抽样分析是一种非常有效的检测手段，利用气相色谱法分析油中溶解气体的浓度，能够及时发现变压器局部放电、局部过热、 电弧放电等缺陷。随着智能变电站建设的逐步推进，500kV和220kV的变压器将全面安装油色谱在线监测装置。然而，套管末屏放电，并非发生在油介质中，而是发生在空气中，放电产生的高温也不会引起油中局部过热，因此油色谱抽样检测和监测都无法对此进行诊断。

随着变电站自动化水平的提高以及无人值班的普及，设备进行的安全性受到更加严格的考验，变电站巡检受到了更大的重视，根据以上分析可知，目前缺乏一种专门的、安全的、便携的、操作简单的、适合日常巡检的电容型套管末屏放电带电检测手段和装置，此问题有待解决。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种便携式变压器套管末屏放电检测仪，能够直观、准确的检测套管末屏放电现象。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种便携式变压器套管末屏放电检测仪，包括壳体、设于壳体内的控制系统和连接于壳体上的便携式手柄；所述控制系统通过通道一连接超声波传感器，通过通道二连接声波传感器或高频CT传感器；所述超声波传感器上安装有集波器；所述壳体上还连接有内红外瞄准装置。

所述集波器呈喇叭状，集波器的小口径端与超声波传感器连接。

所述控制系统包括模拟滤波电路、放大电路、模数转换电路、FPGA芯片、单片机和供电单元，所述单片机上还连接有用于人机交互的触摸液晶屏；

超声波传感器和声波传感器或高频CT传感器采集检测变压器套管末屏处的放电信号，依次经各自的模拟滤波电路滤波、放大电路放大，再经过模数转换电路转换为数字信号后，传输至FPGA芯片，进行数字滤波处理，提取被处理信号的最大峰值，传送至单片机进行线性修正；单片机对修正后的信号进行FFT运算，得到其频域波形，并控制触摸液晶屏输出显示。

所述单片机上还连接机械按键，包括电源开关键、输入通道切换控制键、通道的增益档位调节键、图形显示方式控制键、暂停控制键和参数设置控制键。所述供电单元为可充电电池。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：提供了一种便携式变压器套管末屏放电检测仪，采用多种不同性质的传感器对套管末屏放电进行检测，不但可以扩大局放检测的范围，还可以减小单一传感器受干扰而产生的误判，提高放电检测的准确性，同时能够实现非接触式放电信号检测，适用于对套管末屏放电情况进行日常的、大范围的、较准确的巡检；

对超声波传感器配备了集波器，在检测大距离时使用，具有极高的灵敏度及方向性，能远距离探测变压器、绝缘装置、断路器、继电器、母线排等发生的电气放电，也可对架空电力线进行检测；

控制系统设置了模拟滤波电路和FPGA芯片，首先采用模拟滤波电路放电信号进行模拟滤波，初步滤除干扰，再使用FPGA芯片进行数字选频滤波，进一步排除干扰信号影响，有效的提高放电信号的检测精度；

采用手持式检测，触摸液晶屏和机械按键结合操作，方便使用者操作。

附图说明

图1是本实用新型的主视图。

图2是本实用新型的后视图。

图3是本实用新型的左视图。

图4是本实用新型的立体图。

图5是本实用新型控制系统的电路原理框图。

图中：1、壳体；2、超声波传感器；3、内红外瞄准装置；4、便携式手柄；5、集波器；6、触摸液晶屏；7、机械按键。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1至4所示，一种便携式变压器套管末屏放电检测仪，包括壳体1，设置在壳体1上方的超声波传感器2和内红外瞄准装置3，设置在壳体1下方的便携式手柄4以及设于壳体1内的控制系统。控制系统上设置有通道一和通道二，通道一连接超声波传感器2，通道二连接声波传感器或高频CT传感器。

超声波传感器2上可拆卸的安装有集波器5，集波器5呈喇叭状，集波器5的小口径端与超声波传感器2连接。

壳体1上还设有用于人机交互的触摸液晶屏6以及机械按键7，包括输入通道切换控制键、通道的增益档位调节键、图形显示方式控制键等，触摸液晶屏6和机械按键7结合操作，方便使用者操作。

如图5所示，为本实用新型控制系统的电路原理框图，包括模拟滤波电路、放大电路、模数转换电路、FPGA芯片、单片机和供电单元，触摸液晶屏6和机械按键7分别与单片机信号电信号连接。

供电单元采用续航能力较强的可充电电池，免去了电源线的使用限制。

本实用新型工作时，首先经内红外瞄准装置3定位，利用超声波传感器2、声波传感器或高频CT传感器检测变压器套管末屏处的放电信号；对检测到的放电信号通过前端5kHz--80kHz的模拟滤波电路进行滤波处理，初步滤掉一部分干扰信号，并将滤波处理的信号经过放大电路进行适当的放大处理；再经模数转换电路将处理后的模拟信号转换为数字信号；数字信号传输至FPGA芯片进行数字滤波处理，然后提取被处理信号的最大峰值，将信号送至单片机进行线性修正；单片机对信号进行FFT运算，得到其频域波形；单片机读取机械按键7信号，根据不同的按键信号分别实现对前端电路的输入通道选择、通道的增益档位选择、通道的图形显示方式选择等控制；单片机控制显示器输出显示，并显示读取的电量信号。

本发明为变压器套管末屏放电的带电巡检提供了适合的、有效的技术手段，可提高设备故障预警的能力，为状态评估以及进一步的状态检修提供有效的数据支持，从而减少事故的发生，具有显著的经济和社会效益。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1. 一种便携式变压器套管末屏放电检测仪，其特征在于，包括壳体、设于壳体内的控制系统和连接于壳体上的便携式手柄；

所述控制系统通过通道一连接超声波传感器，通过通道二连接声波传感器或高频CT传感器；所述超声波传感器上安装有集波器，所述壳体上还连接有内红外瞄准装置。

2. 根据权利要求1所述的便携式变压器套管末屏放电检测仪，其特征在于，所述集波器呈喇叭状，集波器的小口径端与超声波传感器连接。

3. 根据权利要求1所述的便携式变压器套管末屏放电检测仪，其特征在于，所述控制系统包括模拟滤波电路、放大电路、模数转换电路、FPGA芯片、单片机和供电单元，所述单片机上还连接有用于人机交互的触摸液晶屏；

超声波传感器和声波传感器或高频CT传感器采集检测变压器套管末屏处的放电信号，依次经各自的模拟滤波电路滤波、放大电路放大，再经过模数转换电路转换为数字信号后，传输至FPGA芯片，进行数字滤波处理，提取被处理信号的最大峰值，传送至单片机进行线性修正；单片机对修正后的信号进行FFT运算，得到其频域波形，并控制触摸液晶屏输出显示。

4. 根据权利要求3所述的便携式变压器套管末屏放电检测仪，其特征在于，所述单片机上还连接机械按键，包括电源开关键、输入通道切换控制键、通道的增益档位调节键、图形显示方式控制键、暂停控制键和参数设置控制键。

5. 根据权利要求3所述的便携式变压器套管末屏放电检测仪，其特征在于，所述供电单元为可充电电池。