CN206209054U - Gis局部放电带电检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种GIS局部放电带电检测系统，该系统由暂态地电压传感器和超声波传感器采集局部放电信号，分别经过暂态地电压放大器、暂态地电压检波器和超声波放大器后，由数据采集模块进行高速采集，通过USB传输线传输到便携式计算机，最后由系统软件对数据进行滤波、显示、存储和分析，可以准确判断GIS内是否出现局部放电，识别故障。该检测系统可以实时采集和存储GIS局部放电暂态地电压和超声波信号，并可对局部放电信号的时域、频域分布等信息进行分析，从而实现对故障位置进行定位。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种绝缘开关技术，具体地说是一种GIS局部放电带电检测系统。
背景技术
GIS，又称气体绝缘金属封闭开关设备，是电力系统中非常重要的电气设备，目前10kV、35kV金属封闭开关成套设备已广泛应用于各个变电站。但是GIS在生产、装配、运输以及开关动作等过程中，会在GIS内部产生诸如：有金属突起、开关元件内部有气泡、有自由金属颗粒、触头接触不良、存在污秽及受潮等的绝缘缺陷，这些缺陷会严重影响GIS内部的电场分布，导致电场畸变，危及设备的运行安全。GIS控制的负荷多是市区的重要负荷，一旦GIS设备出现故障，就会造成大面积、长时间停电。由此可见，对GIS进行局部放电带电检测，在绝缘故障早期及时被发现而预防事故的发生，对保证供电可靠性具有重要意义。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，克服现有GIS存在的不足，提供一种可以实时采集和存储GIS局部放电暂态地电压和超声波信号，并可对局部放电信号的时域、频域分布等信息进行分析，从而实现对故障位置进行定位的检测系统。
该检测系统是这样实现的：
该系统主要由暂态地电压传感器、超声波传感器、暂态地电压放大器、暂态地电压检波器、超声波放大器、数据采集模块、USB传输线和系统软件构成。由暂态地电压传感器和超声波传感器采集局部放电信号，分别经过暂态地电压放大器、暂态地电压检波器和超声波放大器后，由数据采集模块进行高速采集，通过USB传输线传输到便携式计算机，最后由系统软件处理。
所述暂态地电压传感器，采用圆板状贴片式传感器，圆板半径32.5mm，检测频段范围3～200MHz。
所述超声波传感器，采用压电陶瓷传感器，中心频率30kHz，60dB频带范围20～110kHz，灵敏度峰值大于80dB。
所述暂态地电压放大器，采用常规放大电路设计，放大倍数100倍，噪声水平小于5μv，放大频率范围10kHz～500MHz，功率5.6w。
所述暂态地电压检波器，采用常规检波电路设计，检波方式正极性包络检波，低电平灵敏度＞0.5mV/μw，频率响应±0.2～0.4dB，检波频率范围10kHz～200MHz。
所述超声波放大器，采用常规放大电路设计，频带范围10～1200kHz，放大倍数1000倍。
所述数据采集模块，由4路同步采样模拟输入通道，信号调理电路，高精度逐次逼近寄存器(SAR)16位ADC，USB数字输出端口组成，其支持热插拔操作，工作温度范围-40℃～70℃。其功能是从暂态地电压检波器、超声波放大器获取电压模拟信号，立即就地进行模数转换。
所述系统软件，使用虚拟仪器LabVIEW软件构建。该系统软件由同步采集、数据分析和波形回放三部分组成，同步采集包括暂态地电压、超声波局部放电信号的采集、通信、有效提取局部放电超声波信号特征量、波形完整存储和放电信号存储；数据分析包括对局部放电信号的时域、频域分布等特征进行分析、绘制放电次数-相位、放电次数-放电量以及相位分布(PRPD)等分析图谱；波形回放包括对暂态地电压、超声波局部放电时域信号进行回放。本实用新型综合运用暂态地电压检测技术、超声波检测技术及数字信号处理技术。系统地应用数字信号处理技术实现GIS局部放电信号的高速可靠采集，在准确提取局放信号的基础上，使用图形化编程语言LabVIEW开发了上位机软件系统，采用USB传输协议实现上下位机的通信。该系统可以实时采集和存储GIS局部放电暂态地电压和超声波信号，并可对局部放电信号的时域、频域分布等信息进行分析，对故障位置进行定位。
附图说明
图1是本实用新型的结构原理框图；
图2是本实施例之系统软件的工作原理图；
图3是本实施例之系统软件的程序流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作详细说明，但并不因此而限制本实用新型的内容。
实施例 一种GIS局部放电带电检测系统
图1是本实施例之GIS局部放电带电检测系统的结构原理框图，主要包括：暂态地电压传感器、超声波传感器、暂态地电压放大器、暂态地电压检波器、超声波放大器、数据采集模块、USB传输线与系统软件。
所述暂态地电压传感器，采用圆板状贴片式传感器，实施时将暂态地电压传感器紧贴在GIS柜体表面。
所述超声波传感器，采用压电式传感器，实施时将超声波传感器紧贴在GIS柜体表面，为了使超声波传感器更好的采集超声波信号，在传感器表面涂抹上耦合剂，防止信号衰减。
所述暂态地电压放大器，放置在待检测GIS附近，输入端接暂态地电压传感器，输出端接暂态地电压检波器。
所述暂态地电压检波器，放置在待检测GIS附近，输入端接暂态地电压放大器，输出端接数据采集模块。
所述超声波放大器，放置在待检测GIS附近，输入端接超声波传感器，输出端接数据采集模块。
所述数据采集模块，放置在待检测GIS附近，输入端分别接暂态地电压检波器和超声波放大器，输出端接USB传输线。
所述USB传输线，一端接数据采集模块，另一端接系统软件。
所述采集分析软件，即系统软件，由虚拟仪器语言开发，系统实施时，通过该软件，可以实时观测局部放电信号的时域波形，并且进行频域分析和相应的谱图绘制，系统可以准确判断GIS内是否出现局部放电，识别故障类型及对故障位置进行定位。
图2显示了本实施例之系统软件的工作原理图；
所述数据采集模块由4路同步采样模拟输入通道、信号调理电路、高精度逐次逼近寄存器(SAR)16位ADC、USB数字输出端口组成。放置在待检测GIS附近。其输入端分别接暂态地电压检波器和超声波放大器，输出端接USB传输线。
图3是本实施例之系统软件的程序流程图。
采集分析软件使用虚拟仪器LabVIEW软件构建。软件系统由同步采集、数据分析和波形回放三部分组成。
Claims (6)
1.GIS局部放电带电检测系统，其特征在于：主要由暂态地电压传感器、超声波传感器、暂态地电压放大器、暂态地电压检波器、超声波放大器、数据采集模块、USB传输线构成；由暂态地电压传感器和超声波传感器采集局部放电信号，分别经过暂态地电压放大器、暂态地电压检波器和超声波放大器后，由数据采集模块进行高速采集，通过USB传输线传输到便携式计算机。
2.根据权利要求1所述GIS局部放电带电检测系统，其特征在于：所述暂态地电压传感器，采用圆板状贴片式传感器，圆板半径32.5mm，检测频段范围3～200MHz。
3.根据权利要求1所述GIS局部放电带电检测系统，其特征在于：所述超声波传感器，采用压电陶瓷传感器，中心频率30kHz，60dB频带范围20～110kHz，灵敏度峰值大于80dB。
4.根据权利要求1所述GIS局部放电带电检测系统，其特征在于：所述暂态地电压放大器，采用常规放大电路设计，放大倍数100倍，噪声水平小于5μv，放大频率范围10kHz～500MHz，功率5.6w。
5.根据权利要求1所述GIS局部放电带电检测系统，其特征在于：所述超声波放大器，采用常规放大电路设计，频带范围10～1200kHz，放大倍数1000倍。
6.根据权利要求1所述GIS局部放电带电检测系统，其特征在于：所述数据采集模块，由4路同步采样模拟输入通道、信号调理电路、高精度逐次逼近寄存器(SAR)16位ADC、USB数字输出端口组成，其支持热插拔操作，工作温度范围-40℃～70℃，其从暂态地电压检波器、超声波放大器获取电压模拟信号，立即就地进行模数转换。
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