CN215678615U - 一种基于多重传感器的局部放电监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于多重传感器的局部放电监测系统，其中系统包括传感器模块、前端模块、监测主机、网络模块、移动端和监控端，所述传感器模块与前端模块连接，所述前端模块与监测主机连接，所述监测主机与网络模块连接，所述移动端、监控端分别与网络模块连接；所述的传感器模块采用至少两种不同类型的传感器构成。与现有技术相比，本实用新型具有显著提高局部放电监测系统的精确度，避免误判及误发报警等优点。

Description

一种基于多重传感器的局部放电监测系统

技术领域

本实用新型涉及局部放电监测技术，尤其是涉及一种基于多重传感器的局部放电监测系统。

背景技术

国家电网电力设备带电检测技术红皮书提到，85％的电气事故都是因为早期没有检测到局部放电现象，如果早期能够对局部放电现象进行监测的话，超过80％的电力安全事故可以做到提前预测，避免电气事故造成的人和资产的损失。根据电力设备故障因素统计数据，可以发现，电气设备绝缘老化是引发电气设备故障的重要原因之一。

现有的局部放电监测系统主要存在以下问题：(1)通常只使用一种类型的传感器，容易受到环境噪声的干扰，导致出现漏报警和误报警的情况(例如中国专利公开号CN110703062A和CN112379232A等)。(2)无法侦测到绝缘劣化初期的局部放电信号，不能及时进行检修和维护，导致绝缘失效加速，增加系统运行成本。(3)不具备全寿命周期监测与管理功能。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于多重传感器的局部放电监测系统。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

根据本实用新型的一个方面，提供了一种基于多重传感器的局部放电监测系统，包括传感器模块、前端模块、监测主机、网络模块、移动端和监控端，所述传感器模块与前端模块连接，所述前端模块与监测主机连接，所述监测主机与网络模块连接，所述移动端、监控端分别与网络模块连接；所述的传感器模块采用至少两种不同类型的传感器构成。

作为优选的技术方案，所述的不同类型的传感器包括高频电流互感器HFCT、特高频电流互感器UHFCT、瞬时地电压传感器和超声波传感器。

作为优选的技术方案，所述的高频电流互感器HFCT为Rogowski线圈电流传感器。

作为优选的技术方案，所述的传感器模块包括高频电流互感器HFCT和特高频电流互感器UHFCT。

作为优选的技术方案，所述的前端模块包括相互连接的局部放电信号采集电路和局部放电信号处理电路；所述的局部放电信号采集电路与传感器模块连接，所述的局部放电信号处理电路与监测主机连接。

作为优选的技术方案，所述的网络模块包括相互连接的路由器和云端服务器，所述的路由器分别与监测主机和监控端连接，所述的云端服务器与移动端连接。

作为优选的技术方案，所述的移动端为手机、平板电脑或笔记本电脑。

作为优选的技术方案，所述的前端模块和监测主机设置在防护箱内。

作为优选的技术方案，所述的传感器模块通过RG58电缆与前端模块连接。

作为优选的技术方案，所述的移动端通过无线网络与云端服务器连接。

与现有技术相比，本实用新型能够对电力设备的局部放电信号进行24小时不间断在线监测，具有灵敏度高、判断准确、能够辨识绝缘劣化初期的局部放电信号、数据上报简单迅速、安装使用方便等优点。当设备发生局部放电后，可以及时对电力设备绝缘状态进行预测，并制定相关的电力设备检修、维护或者更换计划，实现对电力设备全寿命周期监测与管理，为电力系统的安全与稳定运行提供有力保障。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型Rogowski线圈的结构示意图

其中1为传感器模块、2为前端模块、3为监测主机、4为网络模块、5为移动端、6为监控端、11为高频电流互感器HFCT、12为特高频电流互感器UHFCT、13为瞬时地电压传感器、21为局部放电信号采集电路、22为局部放电信号处理电路、41为路由器、42为云端服务器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提出了基于多重传感器的高精度局部放电在线监测系统，在硬件上，同时使用多种类型的传感器，显著提高局部放电监测系统的精确度，避免误判及误发报警。

本实用新型适用于气体绝缘开关(GIS)、变压器、发电机、配电柜、电缆等各类电力设备的局部放电在线监测。

如图1所示，一种基于多重传感器的局部放电监测系统，包括传感器模块1、前端模块2、监测主机3、网络模块4、移动端5和监控端6，所述传感器模块1与前端模块2连接，所述前端模块2与监测主机3连接，所述监测主机3与网络模块4连接，所述移动端5、监控端6分别与网络模块4连接；所述的传感器模块1采用至少两种不同类型的传感器构成，通过将不同类型传感器接收到的局部放电信号进行相互验证，显著提升局部放电判断精度。

所述的不同类型的传感器包括高频电流互感器HFCT11、特高频电流互感器UHFCT12、瞬时地电压传感器13和超声波传感器。

上述技术方案中，通过监测主机3设定最低取样位准，最少取样次数，最少取样时间；所述前端模块2储存取样位准(mV)，通过传感器模块1获得放电波形，前端模块判断是否大于取样位准，监测主机3记录并判断是否局部放电。当局部放电次数累计到能影响电气设备的绝缘系统时，该监测主机及时通过网络模块4主动向上级发出报警信号。同时局部放电监测系统内部的报警继电器动作，输出无源触点信号，此时在液晶显示屏上显示出报警信号，同时后台监控计算机通过网络向用户的电子邮件和指定的手机发送报警信息。通过上述技术方案，能够使监测主机3的判断结果通过网络模块4传输给中控室的监控端或通过云端服务器传输给移动端，从而方便维修人员接受局部放电相关信息。

本实施例中，所述传感器模块1包括HFCT传感器和UHF传感器，HFCT传感器为高频电流传感器，UHF传感器为超高频电磁波传感器。通过双重物理量检测，提高了局部放电信号的报警的准报率，可以有效避免进行局部放电在线监测过程中出现的误报警和漏报警情况。

HFCT传感器即Rogowski线圈电流传感器，如图2所示。作为优选方案，本实用新型拟采用高磁导率的磁芯作为Rogowski线圈的骨架，以提高HFCT的灵敏度。使用时，将待检测的导体穿过环形线圈，将电流对时间的积分进行输出。当发生局部放电时，放电引起的电荷转移会在接地线上产生高频的脉冲电流，该电流在周围空间中产生磁场，HFCT从局部放电产生的磁场中获取能量，并通过电磁耦合将能量转换为二次线圈中的电流，从而准确、有效地提取局部放电信号。

UHFCT具有良好的抗电晕性能，而且其工作频率高，对环境噪声的衰减大，因此非常适合于局部放电的在线监测。绝缘介质中每次局部放电均会发生正负电荷中和，并伴随有1个陡的电流脉冲，同时向周围辐射特高频电磁波，通过检测特高频电磁波，即可实现对局部放电的监测。

网络模块包括路由器和云端服务器，路由器与云端服务器电性连接。移动端可以为手机、平板电脑、笔记本电脑等可联网设备。所述传感器模块与前端模块电性连接，前端模块与监测主机电性连接，监测主机与网络模块内的路由器电性连接，监控端与网络模块内的路由器电性连接，移动端与云端服务器无线通信。

本实施例中，所述前端模块2和监测主机3设置在防护箱内，从而对前端模块和监测主机安装在电力设备上后进行防护，延长其使用寿命。本实施例中，所述前端模块包括局部放电信号采集电路和信号处理电路，放电信号采集电路用于获得放电信号，信号处理电路对放电信号进行处理。

本实施例中，所述传感器模块1安装在GIS上，GIS是气体绝缘开关设备，从而能够监控设备的局部放电。所述UHF传感器安装于气室绝缘隔离子位置，所述UHF传感器为外置式。GIS发生局部放电时，UHF传感器接收经由盘式绝缘子辐射出的放电信号。传感器与前端模块之间通过RG58电缆连接。

本实用新型应用于GIS的局部放电在线监测时，GIS的接地线穿过HFCT传感器，UHFCT传感器选用外置式，安装于气室绝缘隔离子位置，发生局部放电时，UHFCT接收经由盘式绝缘子辐射出的电磁波信号。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于多重传感器的局部放电监测系统，其特征在于，包括传感器模块(1)、前端模块(2)、监测主机(3)、网络模块(4)、移动端(5)和监控端(6)，所述传感器模块(1)与前端模块(2)连接，所述前端模块(2)与监测主机(3)连接，所述监测主机(3)与网络模块(4)连接，所述移动端(5)、监控端(6)分别与网络模块(4)连接；所述的传感器模块(1)采用至少两种不同类型的传感器构成。

2.根据权利要求1所述的一种基于多重传感器的局部放电监测系统，其特征在于，所述的不同类型的传感器包括高频电流互感器HFCT(11)、特高频电流互感器UHFCT(12)、瞬时地电压传感器(13)和超声波传感器。

3.根据权利要求2所述的一种基于多重传感器的局部放电监测系统，其特征在于，所述的高频电流互感器HFCT为Rogowski线圈电流传感器。

4.根据权利要求2所述的一种基于多重传感器的局部放电监测系统，其特征在于，所述的传感器模块(1)包括高频电流互感器HFCT(11)和特高频电流互感器UHFCT(12)。

5.根据权利要求1所述的一种基于多重传感器的局部放电监测系统，其特征在于，所述的前端模块(2)包括相互连接的局部放电信号采集电路(21)和局部放电信号处理电路(22)；所述的局部放电信号采集电路(21)与传感器模块(1)连接，所述的局部放电信号处理电路(22)与监测主机(3)连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于多重传感器的局部放电监测系统，其特征在于，所述的网络模块(4)包括相互连接的路由器(41)和云端服务器(42)，所述的路由器(41)分别与监测主机(3)和监控端(6)连接，所述的云端服务器(42)与移动端(5)连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于多重传感器的局部放电监测系统，其特征在于，所述的移动端(5)为手机、平板电脑或笔记本电脑。

8.根据权利要求1所述的一种基于多重传感器的局部放电监测系统，其特征在于，所述的前端模块(2)和监测主机(3)设置在防护箱内。

9.根据权利要求1所述的一种基于多重传感器的局部放电监测系统，其特征在于，所述的传感器模块(1)通过RG58电缆与前端模块(2)连接。

10.根据权利要求6所述的一种基于多重传感器的局部放电监测系统，其特征在于，所述的移动端(5)通过无线网络与云端服务器(42)连接。

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