局部放電脈沖檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種局部放電脈沖檢測系統(tǒng)。其中，局部放電脈沖檢測系統(tǒng)包括：采集設(shè)備，用于采集局部放電脈沖信號，其中，采集設(shè)備包括高頻局放帶電檢測模塊、暫態(tài)地電壓局放帶電檢測模塊、超聲波局放帶電檢測模塊和特高頻局放帶電檢測模塊；以及信號處理器，與高頻局放帶電檢測模塊、暫態(tài)地電壓局放帶電檢測模塊、超聲波局放帶電檢測模塊和特高頻局放帶電檢測模塊分別相連接，用于處理采集到的局部放電脈沖信號。通過本實用新型，解決了現(xiàn)有技術(shù)中檢測到的放電脈沖信號的頻段比較單一的問題，達(dá)到了實現(xiàn)全頻段的覆蓋性檢測的效果。
【專利說明】局部放電脈沖檢測系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及放電檢測領(lǐng)域，具體而言，涉及一種局部放電脈沖檢測系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]絕緣的破壞或局部老化，多是從局部放電(Partial Discharge，簡稱為PD)，后文用此簡寫)開始的。由于絕緣內(nèi)部電場分布的不均勻性或存在缺陷或雜質(zhì)，使局部電場集中，在電場集中的地方，就有可能使局部絕緣(如油隙或固體絕緣等)擊穿或沿固體絕緣表面放電。這種放電只存在于絕緣的局部位置，而不會立即形成整個絕緣貫通性的擊穿或閃絡(luò)，稱之為局部放電。氣隙的放電時間很短，通常在10?100納秒以內(nèi)。油隙放電時間較長，約為數(shù)微秒或更長。
[0003]局部放電的產(chǎn)生，總是伴隨著高頻脈沖、電磁輻射、介質(zhì)損耗、聲、光、熱和化學(xué)過程等現(xiàn)象。對絕緣內(nèi)局部放電的探測，可根據(jù)這些不同的現(xiàn)象采用相應(yīng)的方法來測量。每一種測量方法都有它本身的規(guī)律性，所測得的量值各自反映了局部放電的一個側(cè)面。
[0004]實用新型人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的局部放電檢測系統(tǒng)通常僅能夠檢測到某一個頻段的放電脈沖信號，對放電脈沖信號的檢測單一，導(dǎo)致無法對局部放電脈沖信號進(jìn)行全面檢測，影響對局部放電脈沖的分析。
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中檢測到的放電脈沖信號的頻段比較單一的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的主要目的在于提供一種局部放電脈沖檢測系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中檢測到的放電脈沖信號的頻段比較單一的問題。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型實施例的一個方面，提供了一種局部放電脈沖檢測系統(tǒng)。根據(jù)本實用新型的局部放電脈沖檢測系統(tǒng)包括:采集設(shè)備，用于采集局部放電脈沖信號，其中，所述采集設(shè)備包括高頻局放帶電檢測模塊、暫態(tài)地電壓局放帶電檢測模塊、超聲波局放帶電檢測模塊和特高頻局放帶電檢測模塊；以及信號處理器，與所述高頻局放帶電檢測模塊、暫態(tài)地電壓局放帶電檢測模塊、超聲波局放帶電檢測模塊和特高頻局放帶電檢測模塊分別相連接，用于處理采集到的局部放電脈沖信號。
[0008]進(jìn)一步地，所述高頻局放帶電檢測模塊包括高頻局放傳感器，所述暫態(tài)地電壓局放帶電檢測模塊包括暫態(tài)地電壓局放傳感器，所述超聲波局放帶電檢測模塊包括超聲波局放傳感器，所述特高頻局放帶電檢測模塊包括特高頻局放傳感器。
[0009]進(jìn)一步地，所述信號處理器包括信號放大與濾波單元，所述信號放大與濾波單元與所述高頻局放帶電檢測模塊、所述暫態(tài)地電壓局放帶電檢測模塊、所述超聲波局放帶電檢測模塊和所述特高頻局放帶電檢測模塊分別相連接，用于對所述局部放電脈沖信號進(jìn)行濾波放大處理。
[0010]進(jìn)一步地，所述信號處理器還包括:數(shù)據(jù)采集卡，與所述信號放大與濾波單元相連接，用于檢測采集到的局部放電的單脈沖信號；處理終端，與所述數(shù)據(jù)采集卡相連接，用于通過軟件對采集到的信號處理。
[0011]進(jìn)一步地，所述信號處理器包括數(shù)字示波器，所述數(shù)字示波器與所述信號放大與濾波單元相連接，用于檢測采集到的局部放電的單脈沖信號。
[0012]進(jìn)一步地，所述信號處理器還包括:脈沖校準(zhǔn)器，所述脈沖校準(zhǔn)器與所述數(shù)字示波器相連接。
[0013]進(jìn)一步地，所述高頻局放帶電檢測模塊用于從容性設(shè)備末屏接地線或電纜接地線、交叉互聯(lián)線中提取局部放電信號。
[0014]進(jìn)一步地，所述高頻局放帶電檢測模塊包括信號采集單元、高頻CT和同步線圈，其中，所述高頻CT卡在所述容性設(shè)備末屏接地線或電纜接地線上，所述同步線圈卡在接地線或電纜本體上并與所述信號采集單元連接。
[0015]根據(jù)本實用新型實施例，通過利用高頻局放帶電檢測模塊、暫態(tài)地電壓局放帶電檢測模塊、超聲波局放帶電檢測模塊和特高頻局放帶電檢測模塊對電力設(shè)備發(fā)生的局部放電信號進(jìn)行檢測，解決了現(xiàn)有技術(shù)中檢測到的放電脈沖信號的頻段比較單一的問題，達(dá)到了實現(xiàn)全頻段的覆蓋性檢測的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進(jìn)一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0017]圖1是根據(jù)本實用新型實施例的局部放電脈沖檢測系統(tǒng)的示意圖；
[0018]圖2是根據(jù)本實用新型實施例的電纜或容性設(shè)備測試接線示意圖；以及
[0019]圖3是根據(jù)本實用新型實施例的電纜中間接頭測試接線示意圖。

【具體實施方式】
[0020]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本實用新型。
[0021]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本實用新型方案，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分的實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本實用新型保護的范圍。
[0022]需要說明的是，本實用新型的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列元器件的裝置、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些元器件，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些裝置、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它元器件。
[0023]本實用新型實施例提供了一種局部放電脈沖檢測系統(tǒng)。
[0024]圖1是根據(jù)本實用新型實施例的局部放電脈沖檢測系統(tǒng)的流程圖。如圖1所示，該局部放電脈沖檢測系統(tǒng)包括:采集設(shè)備10和信號處理器20。
[0025]采集設(shè)備10用于采集局部放電脈沖信號，其中，采集設(shè)備10包括高頻局放帶電檢測模塊101、暫態(tài)地電壓局放帶電檢測模塊102、超聲波局放帶電檢測模塊103和特高頻局放帶電檢測模塊104。
[0026]其中，高頻局放帶電檢測模塊101用于采集高頻(15ΜΗζ-40ΜΗζ)放電脈沖信號，暫態(tài)地電壓局放帶電檢測模塊102用于采集暫態(tài)地電壓(1ΜΗζ-30ΜΗζ)的放電脈沖信號，超聲波局放帶電檢測模塊103用于采集全超聲波(20kHz-lMHz)的脈沖信號，特高頻局放帶電檢測模塊104用于檢測特高頻(300MHz-3GHz)頻段的放電脈沖信號。
[0027]信號處理器20與高頻局放帶電檢測模塊101、暫態(tài)地電壓局放帶電檢測模塊102、超聲波局放帶電檢測模塊103和特高頻局放帶電檢測模塊104分別相連接，用于處理采集到的局部放電脈沖信號。
[0028]信號處理器20可以用于對采集到的各頻段的放電脈沖信號進(jìn)行處理，例如，對放電脈沖信號的發(fā)生時間進(jìn)行檢測，或者對放電次數(shù)進(jìn)行檢測，還可以是對單脈沖信號進(jìn)行特征分析和檢測。
[0029]根據(jù)本實用新型實施例，通過利用高頻局放帶電檢測模塊、暫態(tài)地電壓局放帶電檢測模塊、超聲波局放帶電檢測模塊和特高頻局放帶電檢測模塊對電力設(shè)備發(fā)生的局部放電信號進(jìn)行檢測，解決了現(xiàn)有技術(shù)中檢測到的放電脈沖信號的頻段比較單一的問題，達(dá)到了實現(xiàn)全頻段的覆蓋性檢測的效果。
[0030]優(yōu)選地，高頻局放帶電檢測模塊包括高頻局放傳感器，暫態(tài)地電壓局放帶電檢測模塊包括暫態(tài)地電壓局放傳感器，超聲波局放帶電檢測模塊包括超聲波局放傳感器，特高頻局放帶電檢測模塊包括特高頻局放傳感器。
[0031]優(yōu)選地，高頻局放帶電檢測模塊用于從容性設(shè)備末屏接地線或電纜接地線、交叉互聯(lián)線中提取局部放電信號。
[0032]進(jìn)一步地，高頻局放帶電檢測模塊包括信號采集單元、高頻CT和同步線圈，其中，高頻CT卡在容性設(shè)備末屏接地線或電纜接地線上，同步線圈卡在接地線或電纜本體上并與信號采集單元連接。
[0033]具體地，高頻局放帶電檢測技術(shù)對容性設(shè)備末屏接地線(包括電纜接地線)進(jìn)行高頻局放檢測。該類檢測設(shè)備采用電磁耦合的方法，利用高頻CT從容性設(shè)備末屏接地線或電纜接地線、交叉互聯(lián)線中提取信號，通過濾波、信號特征提取、頻譜分析等手段將放電脈沖信號從外界噪聲干擾中分離出來，并對放電類型進(jìn)行識別，達(dá)到發(fā)現(xiàn)輸變電設(shè)備潛在缺陷的目的。儀器主要包括信號采集單元(主機)、高頻CT、同步線圈。信號采集單元主要有高頻檢測通道、同步輸入以及通訊接口。高頻檢測通道可測量接地線或交叉互聯(lián)線上采集的ro信號，采樣頻率為一般為100MHz，帶寬一般為16kHz至30MHz，這樣的采樣頻率和帶寬完全滿足局放測試的要求。現(xiàn)場測試時將高頻CT卡在容性設(shè)備末屏接地線或電纜接地線上，同步線圈卡在接地線或電纜本體上并與信號采集單元連接，如圖2和圖3所示，其中，201是指電纜或者其他容性設(shè)備，202是指末屏接地線或電纜接地線，203是指高頻CT，204是指同步線圈。
[0034]本實用新型實施例中，對于暫態(tài)地電壓局放帶電檢測模塊，如果高壓柜(如金屬鎧裝開關(guān)柜或電纜終端)相對地絕緣有局放，少量放電將會通過電容從高壓導(dǎo)體系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到接地的金屬鎧裝上。轉(zhuǎn)移的放電量很小，通常用皮庫來計量(PC)。放電轉(zhuǎn)移通常發(fā)生在納秒之間。由于電量為時間和電流之和，100pC的放電持續(xù)1ns將產(chǎn)生10mA的電流。對于這種短暫的沖擊，檢查樣本的表現(xiàn)不再是集中元件而展現(xiàn)的是傳輸線效應(yīng)。其電氣性能主要由樣本的分布電容和電感決定。當(dāng)局放發(fā)生時，電磁波從放電點向外傳導(dǎo)。這些波產(chǎn)生的電流進(jìn)而產(chǎn)生電壓，電壓值等于電流及其流經(jīng)的阻抗之積。因此，100pC的局放能夠在1ns內(nèi)局部地將地電位抬高I到7伏。這一電壓脈沖在金屬鎧裝內(nèi)傳導(dǎo)最終從開口、接頭、面板等間隙釋出。它們能夠在鎧裝外傳導(dǎo)，因而可以用容性探頭檢測。
[0035]使用暫態(tài)地電壓方法探測、測量和定位高壓設(shè)備的局放部位。將一個、兩個和多個探頭放在待測設(shè)備的接地的金屬鎧裝上來測量。儀器接收局部放電產(chǎn)生的短期暫態(tài)電信號，每次探測到局放即給出視覺和聲音的指示。儀器可以測量暫態(tài)電過程的峰值。而且能夠構(gòu)建暫態(tài)的傳播方向。
[0036]本實用新型實施例中，對于超聲波局放帶電檢測模塊，超聲波局放檢測技術(shù)主要適用于空氣中的放電檢測。聲的干擾主要是機械振動和電磁振動，其頻率一般小于1kHz，而空氣中的放電頻率非常豐富，一般高于10kHz。超聲波檢測主要采用20kHz以上頻帶，可不受外部噪聲的干擾。通常認(rèn)為，當(dāng)在被測設(shè)備外殼的接縫處進(jìn)行測量時，由于探頭完全置于設(shè)備體外，放電信號通過絕緣介質(zhì)衰減很嚴(yán)重，靈敏度較差、定量分析比較困難，僅對局放初測及比較嚴(yán)重的空氣中的放電才比較有效。但是，現(xiàn)場檢測實踐表明當(dāng)處于某一發(fā)展階段的缺陷主要反應(yīng)為振動信號時，超聲檢測方法發(fā)現(xiàn)缺陷是具有優(yōu)勢的。超聲波局部放電帶電檢測儀可以把接收到的超聲波信號轉(zhuǎn)化成可聽的聲音信號。這種可聽的信號可以用耳機收聽，也可以儲存下來供其它人員使用。
[0037]本實用新型實施例中，對于特高頻局放帶電檢測模塊，特高頻局放檢測技術(shù)是目前國際上對GIS類設(shè)備普遍采用的帶電檢測技術(shù)。GIS中各種形式的放電，如電暈、雜質(zhì)粒子的放電、澆注環(huán)氧樹脂內(nèi)部氣隙的放電，持續(xù)時間短，脈沖電流可以達(dá)到ns級。GIS多處裝有盆式絕緣子，而它與GIS的金屬外殼連接處存在絕緣縫隙，當(dāng)電磁波沿著金屬筒傳播時，可以從這里輻射到GIS體外，對應(yīng)于盆式絕緣子外緣的縫隙處，用其接收GIS內(nèi)部局部放電所產(chǎn)生的特高頻信號。便攜式特高頻局部放電帶電檢測儀主要由超高頻傳感器、高速數(shù)據(jù)采集單元、分析診斷軟件三部分組成。其中，超高頻傳感器用來收集由局部放電脈沖激發(fā)并能透過絕緣介質(zhì)向外傳播的超高頻電磁波信號，同時將該信號轉(zhuǎn)換成可以通過高速數(shù)據(jù)采集單元進(jìn)行采集的電信號；高速數(shù)據(jù)采集單元將傳感器收集并轉(zhuǎn)換后的電信號變成數(shù)字信號存儲到計算機中；分析診斷軟件利用自帶的且能夠不斷學(xué)習(xí)擴充的譜圖庫對存儲的數(shù)字信號進(jìn)行分析診斷，評價局放類型和嚴(yán)重程度。
[0038]優(yōu)選地，信號處理器包括信號放大與濾波單元，信號放大與濾波單元與高頻局放帶電檢測模塊、暫態(tài)地電壓局放帶電檢測模塊、超聲波局放帶電檢測模塊和特高頻局放帶電檢測模塊分別相連接，用于對局部放電脈沖信號進(jìn)行濾波放大處理。
[0039]進(jìn)一步地，信號處理器還包括數(shù)據(jù)采集卡和處理終端，數(shù)據(jù)采集卡與信號放大與濾波單元相連接，用于檢測采集到的局部放電的單脈沖信號。處理終端與數(shù)據(jù)采集卡相連接，用于通過軟件對采集到的信號處理。在處理終端上配置有用于處理脈沖信號的軟件，通過該軟件對脈沖信號進(jìn)行處理。
[0040]可選地，信號處理器還包括數(shù)字示波器，數(shù)字示波器與信號放大與濾波單元相連接，用于檢測采集到的局部放電的單脈沖信號。
[0041]本實用新型實施例中，通過特高頻、高頻、超聲波和暫態(tài)地電壓檢測傳感器檢測電力設(shè)備發(fā)生的局部放電信號，并利用高速示波器或數(shù)據(jù)采集卡實現(xiàn)局部放電的單脈沖檢測，實現(xiàn)了多種方法和全頻段的檢測覆蓋性，并具有儀器設(shè)備少、方法簡便、存儲快和分辨率高等特點。
[0042]進(jìn)一步地，信號處理器還包括:脈沖校準(zhǔn)器，脈沖校準(zhǔn)器與數(shù)字示波器相連接。脈沖校準(zhǔn)器用于對數(shù)字示波器的脈沖信號進(jìn)行校正。
[0043]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種局部放電脈沖檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括: 采集設(shè)備，用于采集局部放電脈沖信號，其中，所述采集設(shè)備包括高頻局放帶電檢測模塊、暫態(tài)地電壓局放帶電檢測模塊、超聲波局放帶電檢測模塊和特高頻局放帶電檢測模塊；以及 信號處理器，與所述高頻局放帶電檢測模塊、暫態(tài)地電壓局放帶電檢測模塊、超聲波局放帶電檢測模塊和特高頻局放帶電檢測模塊分別相連接，用于處理采集到的局部放電脈沖信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局部放電脈沖檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述高頻局放帶電檢測模塊包括高頻局放傳感器，所述暫態(tài)地電壓局放帶電檢測模塊包括暫態(tài)地電壓局放傳感器，所述超聲波局放帶電檢測模塊包括超聲波局放傳感器，所述特高頻局放帶電檢測模塊包括特高頻局放傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局部放電脈沖檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述信號處理器包括信號放大與濾波單元，所述信號放大與濾波單元與所述高頻局放帶電檢測模塊、所述暫態(tài)地電壓局放帶電檢測模塊、所述超聲波局放帶電檢測模塊和所述特高頻局放帶電檢測模塊分別相連接，用于對所述局部放電脈沖信號進(jìn)行濾波放大處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的局部放電脈沖檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述信號處理器還包括: 數(shù)據(jù)采集卡，與所述信號放大與濾波單元相連接，用于檢測采集到的局部放電的單脈沖信號； 處理終端，與所述數(shù)據(jù)采集卡相連接，用于通過軟件對采集到的信號處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的局部放電脈沖檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述信號處理器還包括數(shù)字示波器，所述數(shù)字示波器與所述信號放大與濾波單元相連接，用于檢測采集到的局部放電的單脈沖信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的局部放電脈沖檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述信號處理器還包括:脈沖校準(zhǔn)器，所述脈沖校準(zhǔn)器與所述數(shù)字示波器相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的局部放電脈沖檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述高頻局放帶電檢測模塊用于從容性設(shè)備末屏接地線或電纜接地線、交叉互聯(lián)線中提取局部放電信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的局部放電脈沖檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述高頻局放帶電檢測模塊包括信號采集單元、高頻CT和同步線圈，其中，所述高頻CT卡在所述容性設(shè)備末屏接地線或電纜接地線上，所述同步線圈卡在接地線或電纜本體上并與所述信號采集單元連接。
【文檔編號】G01R31/12GK204256113SQ201420719926
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】陶詩洋, 任志剛, 馮義, 晉文杰, 王文山, 齊偉強, 劉若溪, 石磊 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)北京市電力公司