專利名稱：高壓開關(guān)柜局部放電檢測(cè)定位系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電氣安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高壓開關(guān)柜局部放電檢測(cè)定位系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
高壓開關(guān)柜是電力系統(tǒng)中非常重要的電氣設(shè)備，目前10kV、35kV金屬封閉開關(guān)成套設(shè)備已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電カ系統(tǒng)中的各個(gè)變電站。高壓開關(guān)柜在運(yùn)行中由于絕緣劣化會(huì)發(fā)生局部放電現(xiàn)象，這種放電不斷蔓延和發(fā)展，會(huì)引起絕緣的損傷，如果任其發(fā)展則會(huì)導(dǎo)致絕緣喪失介電性能而造成事故。目前的高壓開關(guān)柜局部放電檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)功能單一，有的基于暫態(tài)地電波法，有的基于超高頻，有的基于超聲波方法，檢測(cè)方法単一，檢測(cè)準(zhǔn)確性不高，如暫態(tài)地電波法， 需要檢測(cè)多個(gè)開關(guān)柜的局放大小，通過比較，才能大致確定局放所在的開關(guān)柜，而超高頻方法也存在抗干擾能力不強(qiáng)的問題，無(wú)法準(zhǔn)確確定局放所在的開關(guān)柜位置，超聲波方法準(zhǔn)確度比較高，抗干擾能力較強(qiáng)，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)定位功能。通過檢測(cè)事故潛伏期電氣設(shè)備的局部放電特性，對(duì)放電點(diǎn)進(jìn)行定位，及時(shí)對(duì)其進(jìn)行處理，有效地預(yù)防高壓開關(guān)柜電氣設(shè)備故障，防患于未然。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上面技術(shù)背景中描述的目前使用的高壓開關(guān)柜局部放電檢測(cè)系統(tǒng)，在檢測(cè)方法、檢測(cè)效率及定位方面的不足，本發(fā)明提出了一種高壓開關(guān)柜局部放電檢測(cè)定位系統(tǒng)和方法。一種高壓開關(guān)柜局部放電檢測(cè)定位系統(tǒng)其特征在于，所述系統(tǒng)包括超聲波傳感器、暫態(tài)地電波傳感器、信號(hào)處理采集模塊和平板電腦；所述信號(hào)處理采集模塊包括暫態(tài)地電波信號(hào)檢波放大器、超聲波信號(hào)濾波放大器、USB數(shù)據(jù)米集卡和充電電池；其中，所述超聲波信號(hào)濾波放大器分別與所述超聲波傳感器、USB數(shù)據(jù)采集卡和充電電池連接，用于將超聲波傳感器檢測(cè)到的超聲波信號(hào)進(jìn)行濾波和放大，便于USB數(shù)據(jù)采集卡對(duì)處理后的信號(hào)進(jìn)行采集；所述暫態(tài)地電波信號(hào)檢波放大器分別與所述暫態(tài)地電波傳感器、USB數(shù)據(jù)采集卡和充電電池連接，用于實(shí)現(xiàn)高頻信號(hào)的檢波與放大，將高頻信號(hào)變?yōu)榈皖l信號(hào)，便于USB數(shù)據(jù)采集卡對(duì)處理后的信號(hào)進(jìn)行采集；所述USB數(shù)據(jù)采集卡分別與所述超聲波信號(hào)濾波放大器、暫態(tài)地電波信號(hào)檢波放大器和平板電腦連接，用于多通道同歩數(shù)據(jù)采集和傳輸；所述充電電池分別與所述超聲波信號(hào)濾波放大器和暫態(tài)地電波信號(hào)檢波放大器連接，用于給信號(hào)處理和采集模塊提供電源，保證檢測(cè)系統(tǒng)供電；所述平板電腦與所述USB數(shù)據(jù)采集卡連接，接收由USB數(shù)據(jù)采集卡傳輸來(lái)的超聲波信號(hào)和暫態(tài)地電波信號(hào)，并進(jìn)行比對(duì)，以暫態(tài)地電波信號(hào)為時(shí)間基準(zhǔn)，利用時(shí)域波形，確定暫態(tài)地電波信號(hào)與超聲波信號(hào)的傳輸時(shí)延，再結(jié)合超聲波在空氣中的傳播速度，確定局放源與超聲波傳感器之間的空間距離，對(duì)局放源進(jìn)行定位。所述信號(hào)處理采集模塊還包括電源管理模塊；與所述充電電池連接，用于電池管理。所述超聲波傳感器為空氣傳導(dǎo)式傳感器。所述USB數(shù)據(jù)采集卡采用的多通道同歩數(shù)據(jù)采集卡。一種高壓開關(guān)柜局部放電檢測(cè)定位方法，其特征是包括下列步驟
步驟I :所述超聲波傳感器和暫態(tài)地電波傳感器進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)，得到超聲波信號(hào)和暫態(tài)地電波信號(hào)；步驟2 :所述超聲波信號(hào)濾波放大器和暫態(tài)地電波信號(hào)檢波放大器分別對(duì)從超聲波傳感器和暫態(tài)地電波傳感器傳來(lái)的超聲波信號(hào)和暫態(tài)地電波信號(hào)進(jìn)行處理；步驟3 :所述USB數(shù)據(jù)采集卡采用多通道同歩數(shù)據(jù)采集卡對(duì)暫態(tài)地電波信號(hào)和超聲波信號(hào)進(jìn)行采集，并發(fā)送到平板電腦；步驟4:以暫態(tài)地電波信號(hào)為時(shí)間基準(zhǔn)，利用時(shí)域波形，確定暫態(tài)地電波信號(hào)與超聲波信號(hào)的傳輸時(shí)延，再結(jié)合超聲波在空氣中的傳播速度，確定局放源與超聲波傳感器之間的空間距離；步驟5 :確定局放源是在以超聲波傳感器為中心，以得到的局放源與傳感器之間的空間距離為半徑的圓周上。本發(fā)明的有益效果是，通過本發(fā)明提出的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓開關(guān)柜局部放電的檢測(cè)和定位，原理簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確度高，能有效降低因絕緣喪失介電性能而造成事故。


圖I是本發(fā)明提供的一種高壓開關(guān)柜局部放電檢測(cè)定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明提供的一種高壓開關(guān)柜局部放電檢測(cè)定位方法的定位流程圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的測(cè)量局放源與超聲波傳感器之間的空間距離的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)說明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。圖I是本發(fā)明提供的一種高壓開關(guān)柜局部放電檢測(cè)定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。圖I中，一種高壓開關(guān)柜局部放電檢測(cè)定位系統(tǒng)包括超聲波傳感器、暫態(tài)地電波傳感器、信號(hào)處理采集模塊和平板電腦；所述信號(hào)處理采集模塊包括暫態(tài)地電波信號(hào)檢波放大器、超聲波信號(hào)濾波放大器、USB數(shù)據(jù)采集卡和充電電池。所述信號(hào)處理采集模塊還包括電池管理模塊，用于電池管理。所述超聲波信號(hào)濾波放大器分別與所述超聲波傳感器和USB數(shù)據(jù)采集卡連接，用于將超聲波傳感器檢測(cè)到的超聲波信號(hào)進(jìn)行濾波和放大，便于USB數(shù)據(jù)采集卡對(duì)處理后的信號(hào)進(jìn)行采集。所述暫態(tài)地電波信號(hào)檢波放大器分別與所述暫態(tài)地電波傳感器和USB數(shù)據(jù)采集卡連接，實(shí)現(xiàn)高頻信號(hào)的檢波與放大，將高頻信號(hào)變?yōu)榈皖l信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大，便于USB數(shù)據(jù)采集卡對(duì)處理后的信號(hào)進(jìn)行采集。所述USB數(shù)據(jù)采集卡分別與所述超聲波信號(hào)濾波放大器、暫態(tài)地電波信號(hào)檢波放大器和平板電腦連接，用于多通道同歩數(shù)據(jù)采集和傳輸。所述充電電池與所述電池管理模塊、暫態(tài)地電波信號(hào)檢波放大器、和超聲波信號(hào)濾波放大器連接，用于給信號(hào)處理和采集模塊提供電源，保證檢測(cè)系統(tǒng)供電。圖2是本發(fā)明提供的一種高壓開關(guān)柜局部放電檢測(cè)定位方法的定位流程圖。具體包括以下步驟步驟201 :通過超聲波傳感器和暫態(tài)地電波傳感器進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)，得到超聲波信號(hào)和暫態(tài)地電波信號(hào)； 步驟202 :通過超聲波信號(hào)濾波放大器和暫態(tài)地電波信號(hào)檢波放大器分別對(duì)所接收的超聲波信號(hào)和暫態(tài)地電波信號(hào)進(jìn)行處理；步驟203 :采用多通道同歩數(shù)據(jù)采集卡對(duì)暫態(tài)地電波信號(hào)和超聲波信號(hào)進(jìn)行采集，并發(fā)送給平板電腦；步驟204 :以暫態(tài)地電波信號(hào)為時(shí)間基準(zhǔn)，利用時(shí)域波形，確定暫態(tài)地電波信號(hào)與超聲波信號(hào)的傳輸時(shí)延，再結(jié)合超聲波在空氣中的傳播速度，確定局放源與超聲波傳感器之間的空間距離；步驟205 :確定局放源是在以超聲波傳感器為中心，以得到的局放源與傳感器之間的空間距離為半徑的圓周上。圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的測(cè)量局放源與超聲波傳感器之間的空間距離的示意圖。圖3中，b表示局放發(fā)生的時(shí)刻，、表示超聲傳感器接收到信號(hào)的時(shí)刻，At即為超聲傳輸時(shí)延。由于電磁波在空氣中近似于光速傳播，因此相對(duì)于超聲波信號(hào)，可認(rèn)為接收到暫態(tài)地電波信號(hào)的時(shí)刻即為局放發(fā)生的時(shí)刻，然后以暫態(tài)地電波信號(hào)作為時(shí)間基準(zhǔn)，通過比較暫態(tài)地電波信號(hào)與超聲波信號(hào)，得到超聲波的傳輸時(shí)延，再根據(jù)超聲波在空氣中的傳播速度即可得出局放源與超聲波傳感器之間的空間距離，進(jìn)而確定局放源是在以超聲波傳感器為中心，以得到的局放源與傳感器之間的空間距離為半徑的圓周上。本發(fā)明g在提供一種高壓開關(guān)柜局部放電檢測(cè)定位系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)能有效提高高壓開關(guān)柜局部放電檢測(cè)的準(zhǔn)確度，并可對(duì)其進(jìn)行定位。以上所述實(shí)施例，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變換或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)カ來(lái)要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種高壓開關(guān)柜局部放電檢測(cè)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括超聲波傳感器、暫態(tài)地電波傳感器、信號(hào)處理采集模塊和平板電腦；所述信號(hào)處理采集模塊包括暫態(tài)地電波信號(hào)檢波放大器、超聲波信號(hào)濾波放大器、USB數(shù)據(jù)米集卡和充電電池； 其中，所述超聲波信號(hào)濾波放大器分別與所述超聲波傳感器、USB數(shù)據(jù)采集卡和充電電池連接，用于將超聲波傳感器檢測(cè)到的超聲波信號(hào)進(jìn)行濾波和放大，便于USB數(shù)據(jù)采集卡對(duì)處理后的信號(hào)進(jìn)行采集； 所述暫態(tài)地電波信號(hào)檢波放大器分別與所述暫態(tài)地電波傳感器、USB數(shù)據(jù)采集卡和充電電池連接，用于實(shí)現(xiàn)高頻信號(hào)的檢波與放大，將高頻信號(hào)變?yōu)榈皖l信號(hào)，便于USB數(shù)據(jù)采集卡對(duì)處理后的信號(hào)進(jìn)行采集； 所述USB數(shù)據(jù)采集卡分別與所述超聲波信號(hào)濾波放大器、暫態(tài)地電波信號(hào)檢波放大器和平板電腦連接，用于多通道同歩數(shù)據(jù)采集和傳輸； 所述充電電池分別與所述超聲波信號(hào)濾波放大器和暫態(tài)地電波信號(hào)檢波放大器連接，用于給信號(hào)處理和采集模塊提供電源，保證檢測(cè)系統(tǒng)供電； 所述平板電腦與所述USB數(shù)據(jù)采集卡連接，用于接收由USB數(shù)據(jù)采集卡傳輸來(lái)的超聲波信號(hào)和暫態(tài)地電波信號(hào)，并進(jìn)行比對(duì)，以暫態(tài)地電波信號(hào)為時(shí)間基準(zhǔn)，利用時(shí)域波形，確定暫態(tài)地電波信號(hào)與超聲波信號(hào)的傳輸時(shí)延，再結(jié)合超聲波在空氣中的傳播速度，確定局放源與超聲波傳感器之間的空間距離，對(duì)局放源進(jìn)行定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種高壓開關(guān)柜局部放電檢測(cè)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)處理采集模塊還包括電源管理模塊；與所述充電電池連接，用于電池管理。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種高壓開關(guān)柜局部放電檢測(cè)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲波傳感器為空氣傳導(dǎo)式傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種高壓開關(guān)柜局部放電檢測(cè)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述USB數(shù)據(jù)采集卡采用的多通道同歩數(shù)據(jù)采集卡。
5.一種高壓開關(guān)柜局部放電檢測(cè)定位方法，其特征是，所述方法包括下列步驟 步驟I :超聲波傳感器和暫態(tài)地電波傳感器進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)，得到超聲波信號(hào)和暫態(tài)地電波信號(hào)； 步驟2 :超聲波信號(hào)濾波放大器和暫態(tài)地電波信號(hào)檢波放大器分別對(duì)從超聲波傳感器和暫態(tài)地電波傳感器傳來(lái)的超聲波信號(hào)和暫態(tài)地電波信號(hào)進(jìn)行處理； 步驟3 : USB數(shù)據(jù)采集卡采用多通道同歩數(shù)據(jù)采集卡對(duì)暫態(tài)地電波信號(hào)和超聲波信號(hào)進(jìn)行采集，并發(fā)送到平板電腦； 步驟4 :平板電腦接收由USB數(shù)據(jù)采集卡傳輸來(lái)的超聲波信號(hào)和暫態(tài)地電波信號(hào)，并進(jìn)行比對(duì)，以暫態(tài)地電波信號(hào)為時(shí)間基準(zhǔn)，利用時(shí)域波形，確定暫態(tài)地電波信號(hào)與超聲波信號(hào)的傳輸時(shí)延，再結(jié)合超聲波在空氣中的傳播速度，確定局放源與超聲波傳感器之間的空間距離； 步驟5 :確定局放源是在以超聲波傳感器為中心，以得到的局放源與傳感器之間的空間距離為半徑的圓周上。
全文摘要
本發(fā)明公開了電氣安全技術(shù)領(lǐng)域中的一種高壓開關(guān)柜局部放電檢測(cè)定位系統(tǒng)。技術(shù)方案是，所述系統(tǒng)包括超聲波傳感器、暫態(tài)地電波傳感器、信號(hào)處理采集模塊和平板電腦；所述信號(hào)處理采集模塊包括暫態(tài)地電波信號(hào)檢波放大器、超聲波信號(hào)濾波放大器、USB數(shù)據(jù)采集卡和充電電池；其中，超聲波信號(hào)濾波放大器分別與充電電池、超聲波傳感器和USB數(shù)據(jù)采集卡連接；暫態(tài)地電波信號(hào)檢波放大器分別與充電電池、暫態(tài)地電波傳感器和USB數(shù)據(jù)采集卡連接。本發(fā)明有效提高高壓開關(guān)柜局部放電檢測(cè)的準(zhǔn)確度，并對(duì)其進(jìn)行定位。
文檔編號(hào)G01R31/12GK102692588SQ20121019389
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月8日
發(fā)明者劉云鵬, 律方成, 李海德, 王子建, 金虎 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)(保定)