CN211577324U - 一种开关柜局部放电监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种开关柜局部放电监测装置。一种开关柜局部放电监测装置，其中，包括传感器模块、读取器、通讯管理后台和工频相位仪，所述传感器模块与所述读取器连接，所述读取器与所述工频相位仪连接，所述读取器与所述通讯管理后台连接。本实用新型能够对一个工频周期内局部放电次数、放电强度和放电辐值进行统计计算，将数据实时传输到通讯管理后台进行实时监控。

Description

一种开关柜局部放电监测装置

技术领域

本实用新型涉及局部放电检测技术领域，更具体地，涉及一种开关柜局部放电监测装置。

背景技术

目前，绝缘故障是导致高压电缆，开关柜和变压器损坏和安全事故的首要原因，而长期局部放电会造成绝缘劣化，加速绝缘损坏过程。局部放电是指当高压电气设备外加高电压时，绝缘部分区域发生放电，但还未形成固定放电通道的放电现象。局部放电最直接的现象即引起电极间的电荷移动，每一次局部放电都伴有一定数量的电荷通过电介质引起外部电极上的电压变化。每次放电过程持续时间很短，在气隙中一次放电过程在10ns量级，在油隙中一次放电时间也只有1ms。如此短时间的持续放电脉冲会产生高频的电信号向外辐射。局部放电监测法即是基于这两个原理。常见的检测方法有脉冲电流法、无线电干扰电压法、介质损耗分析法等，但现有超高频局部放电检测技术并没有一套完整的监测设备装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有的超高频局部放电检测技术缺少一个完整的监测设备的缺点。提供一种开关柜局部放电监测装置。本实用新型能够对一个工频周期内局部放电次数、放电强度和放电辐值进行统计计算，将数据实时传输到后台进行实时监控。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种开关柜局部放电监测装置，其中，包括传感器模块、读取器、通讯管理后台和工频相位仪，所述传感器模块与所述读取器连接，所述读取器与所述工频相位仪连接，所述读取器与所述通讯管理后台连接。本技术方案中，将传感器模块与读取器放入开关柜中，传感器模块对局部放电产生的信号进行接受，将信号传输到读取器中进行处理，读取器在工频相位仪的辅助下对信号进行解析，再将解析后的结果输出到通讯管理后台进行监控。

进一步的，所述传感器模块采用的是若干个超高频传感器，所述超高频传感器与所述读取器连接。所述超高频传感器采集150MHz～1800MHz区间的局部放电信号。读取器筛选出3个低干扰信号频段，中心频段分别为300MHz、600MHz和1200MHz，读取器可以根据不同高压电气设备特征选取频段，电气设备为电机、变压器和长电缆主要产生低频段局部放电信号；电气设备为开关柜的局部放电信号以中心频段为主，低频段和高频段信号振动分布；母线槽主要传输高频段局部放电信号。

进一步的，所述读取器包括CPU模块、A/D转换电路、RS485通讯模块、放大器和滤波电路，所述CPU模块与所述A/D转换电路连接，所述CPU模块与所述RS485通讯模块连接，所述滤波电路与所述放大器连接，所述放大器与所述A/D转换电路连接。传感器模块采集的电信号输入读取器的滤波电路，滤波电路对电信号进行滤波去噪处理，然后把去噪的电信号输入到放大器进行信号放大，再将放大的电信号输入A/D转换电路模拟量转换成数字量，随后经过CPU模块中进行逻辑处理，把局部放电的次数和强度解析出来，最后由RS485通讯模块把包含局部放电次数和强度的信息发送给通讯管理后台。通讯管理后台处理后判断开关柜内是否发生局部放电。

进一步的，所述工频相位仪与所述CPU模块进行连接。所述工频相位仪向所述CPU模块输入工频相位信号。局部放电具有工频周期的特性，可以在波峰和波谷附近提取出局部放电信号的特征，根据局部放电信号经滤波放大后读取器捕获到的特征量显示，电信号在相位90°和260°附近有两次放电；本技术方案中将工频周期分为360个相位区间，为每个相位区间分配存放脉冲个数的存储地址；那么，读取器读取数据时可以筛选波峰和波谷的局部放电量。由于信号量分为三大类，读取器采集到噪声信号与工频不相关，信号持续时长不确定；表面局部放电信号发生在工频负半周期，其特征为奇次谐波和偶次谐波明显增加；内部局部放电信号发生在工频正、负半周期，放电表现为偶数谐波，读取器解析出工频周期内发生的放电信号，包括放电次数和放电强度，通过一个累计工频周期内特定相位区间的放电辐值，对累计值做加权平均后，输出表面局部放电和内部局部放电的实时数据。

进一步的，所述通讯管理后台与所述RS485通讯模块进行连接。所述RS485通讯模块上设有RS485接口。通讯管理后台通过RS485接口与RS485接口通讯模块进行连接，所述传感器模块上设有传感器天线，所述传感器天线向所述滤波电路传送信号。

进一步的，所述读取器的外壳为塑料材料。所述传感器天线采用铝合金材料。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)通过在读取器中采用放大器与滤波电路的配合使用，能够提高读取器对局部放电信号的检测灵敏度。

(2)通过读取器与通讯管理后台的配合使用，能够准确测得局部放电次数、强度及其幅值，并在通讯管理后台进行实时的监测。

附图说明

图1为本实用新型一种开关柜局部放电监测装置的结构示意图。

图2为本实用新型一种开关柜局部放电监测装置的读取器的电路示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

如图1至图2所示为本实用新型一种开关柜局部放电监测装置的实施例。一种开关柜局部放电监测装置，其中，包括传感器模块、读取器、通讯管理后台和工频相位仪，传感器模块与读取器连接，读取器与工频相位仪连接，读取器与通讯管理后台连接。

其中，传感器模块采用了两个超高频传感器，两个超高频传感器与读取器通过传感天线进行数据传输。超高频传感器采集150MHz～1800MHz区间的局部放电信号，读取器筛选出3个低干扰信号频段，中心频段分别为300MHz、600MHz和1200MHz。

另外，读取器包括CPU模块、A/D转换电路、RS485通讯模块、放大器和滤波电路，CPU模块与A/D转换电路连接，CPU模块与所述RS485通讯模块连接，滤波电路与放大器连接，放大器与A/D转换电路连接。工频相位仪与CPU模块进行连接。通讯管理后台与RS485通讯模块进行连接。工频相位仪为CPU模块输入工频相位信号。通讯管理后台与RS485通讯模块进行连接，RS485通讯模块上设有RS485接口，传感器模块上设有传感器天线，传感器天线向滤波电路传送收集电信号；读取器的外壳为塑料材料，传感器天线采用铝合金材料。

本实施例的工作原理如下文所述：传感器模块采集的电信号通过传感器天线输入读取器的滤波电路，滤波电路对电信号进行滤波去噪处理，然后把去噪的电信号输入到放大器进行信号放大，再将放大的电信号输入A/D转换电路模拟量转换成数字量，随后经过CPU模块中进行逻辑处理，把局部放电的次数和强度解析出来，最后由RS485通讯模块把包含局部放电次数和强度的信息发送给通讯管理后台；通讯管理后台处理后判断开关柜内是否发生局部放电。并且通讯管理后台能够实时对开关柜内部的局部放电情况进行监测，在发生异常情况时，运用人员能够及时进行处理。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种开关柜局部放电监测装置，其特征在于：包括传感器模块、读取器、通讯管理后台和工频相位仪，所述传感器模块与所述读取器连接，所述读取器与所述工频相位仪连接，所述读取器与所述通讯管理后台连接。

2.根据权利要求1所述的一种开关柜局部放电监测装置，其特征在于：所述传感器模块采用的是若干个超高频传感器，所述超高频传感器与所述读取器连接。

3.根据权利要求2所述的一种开关柜局部放电监测装置，其特征在于：所述超高频传感器采集150MHz～1800MHz区间的局部放电信号。

4.根据权利要求2所述的一种开关柜局部放电监测装置，其特征在于：所述读取器包括CPU模块、A/D转换电路、RS485通讯模块、放大器和滤波电路，所述CPU模块与所述A/D转换电路连接，所述CPU模块与所述RS485通讯模块连接，所述滤波电路与所述放大器连接，所述放大器与所述A/D转换电路连接。

5.根据权利要求4所述的一种开关柜局部放电监测装置，其特征在于：所述工频相位仪与所述CPU模块进行连接。

6.根据权利要求5所述的一种开关柜局部放电监测装置，其特征在于：所述通讯管理后台与所述RS485通讯模块进行连接。

7.根据权利要求6所述的一种开关柜局部放电监测装置，其特征在于：所述RS485通讯模块上设有RS485接口。

8.根据权利要求4所述的一种开关柜局部放电监测装置，其特征在于：所述超高频传感器上设有传感器天线，所述传感器天线向所述滤波电路传送信号。

9.根据权利要求8所述的一种开关柜局部放电监测装置，其特征在于：所述读取器的外壳为塑料材料。

10.根据权利要求9所述的一种开关柜局部放电监测装置，其特征在于：所述传感器天线采用铝合金材料。

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