專利名稱：檢測氣體絕緣組合電器設(shè)備內(nèi)部局部放電的方法和檢測定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測氣體絕緣組合電器設(shè)備內(nèi)部局部放電的方法和檢測定位裝置，尤其是一種適用于在使用現(xiàn)場的檢測氣體絕緣組合電器設(shè)備內(nèi)部局部放電的方法和便攜式檢測定位裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)今的電氣設(shè)備中，普遍使用氣體絕緣技術(shù)，因此氣體絕緣組合電器設(shè)備即GIS被廣泛地使用，由于氣體絕緣組合電器設(shè)備長途運輸時，內(nèi)部活動連接的金屬件受摩擦可能會產(chǎn)生少量的金屬屑，受顛簸或在充氣時漂移到電場中，因此在首次施加電壓時會出現(xiàn)放電信號，此時應(yīng)進行老煉處理，將其燒掉；同時在氣體絕緣組合電器設(shè)備使用時，定期對其內(nèi)部的局部放電進行檢測，對保障其安全使用具有重要的作用，氣體絕緣組合電器設(shè)備的內(nèi)部局部放電是一個重要的指標，目前氣體絕緣組合電器設(shè)備局部放電在線監(jiān)測技術(shù)正在逐步應(yīng)用，但現(xiàn)場測試方法、對檢測到信號的確認、診斷沒有足夠詳細、明確的方法；當檢測到信號時，往往無法判斷是干擾還是GIS內(nèi)部局部放電，因此無法為進一步的拆查提供足夠的信息，往往因不必要的拆查而造成巨額費用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服上述技術(shù)缺點，目的是提供一種檢測氣體絕緣組合電器設(shè)備內(nèi)部局部放電的方法和檢測定位裝置，提高氣體絕緣組合電器設(shè)備運行的安全可靠性能。
為達到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種檢測氣體絕緣組合電器設(shè)備內(nèi)部局部放電的方法，其步驟為 1、信號檢測器2的設(shè)定 (1)、啟動信號檢測器2，消除信號檢測器2中的黃色、紅色和藍色波動直線，使信號檢測器2進入局放檢測通道， (2)信號檢測器2的縱軸刻度設(shè)定為每大格100mV； 信號檢測器2的橫軸刻度設(shè)定為每大格20.0ms； 信號檢測器2的觸發(fā)電平值設(shè)定為“20.0mV”； 信號檢測器2的“CH1”通道設(shè)置如下耦合直流帶寬限制關(guān)伏/格粗調(diào)探頭1X反相關(guān)閉； 信號檢測器2觸發(fā)條件分別設(shè)置如下觸發(fā)源CH1觸發(fā)模式自動； 2、氣體絕緣組合電器設(shè)備內(nèi)部局部放電的檢測 (1)把探頭1設(shè)置為通過信號電纜3與示波器2“CH1”通道連接； (2)啟動探頭1工作，將模擬放電器4對在探頭1檢測窗口處模擬放電，觀察信號檢測器2的顯示界面應(yīng)有大于50mV的信號出現(xiàn)，表示裝置工作正常； (3)檢查裝置正常后，將探頭1檢測窗口與氣體絕緣組合電器設(shè)備的非金屬部分對正、貼緊，探頭1的弧形金屬屏蔽板與氣體絕緣組合電器設(shè)備兩側(cè)的金屬法蘭緊貼，若信號檢測器2的顯示界面上出現(xiàn)信號，表明該氣體絕緣組合電器設(shè)備內(nèi)部可能存在局部放電； (4)、信號檢測器2的顯示界面上出現(xiàn)信號時，若信號是在每個20ms的時間間隔內(nèi)周期性出現(xiàn)、信號是連續(xù)不間斷出現(xiàn)、存在一個信號最大的區(qū)域(遠離該區(qū)域時信號逐漸衰減)、調(diào)節(jié)信號檢測器2的“秒/格”旋鈕逐漸變小直至“M 500μs”～“5μs”區(qū)間時信號顯示為三角波，則判斷該信號為氣體絕緣組合電器設(shè)備內(nèi)部局部放電信號。
由于使用的方法簡單，判斷圖形明確，及時發(fā)現(xiàn)內(nèi)部局部放電現(xiàn)象，可以根據(jù)該檢測結(jié)果，制定檢修計劃，進行設(shè)備檢修，避免故障擴大，提高了氣體絕緣組合電器設(shè)備運行的安全可靠性能。
當根據(jù)上述過程判斷為內(nèi)部局部放電時，通過以下步驟可以確定氣體絕緣組合電器設(shè)備內(nèi)部局部放電的位置。
1、調(diào)節(jié)信號檢測器2的“秒/格”旋鈕，顯示界面底部中間位置顯示值為“M 20.0ms”；逐步一改變探頭1在氣體絕緣組合電器設(shè)備的絕緣子的位置，把信號最大的位置設(shè)置為Q點； 2、把第二個探頭1與信號檢測器2的“CH2”通道連接，并按步驟1的信號檢測器2的設(shè)定進行設(shè)置，但觸發(fā)源仍設(shè)置為“CH1”；同時調(diào)節(jié)信號檢測器2的“秒/格”旋鈕，使顯示界面底部中間位置顯示值顯示為“M 10.0ns”； 3、將兩個探頭1分別放置在Q點兩側(cè)的絕緣子上，信號檢測器2的顯示界面上將同時出現(xiàn)CH1通道的黃色、CH2通道的藍色信號，當兩個信號波形相似、幅值不同，將信號檢測器2的顯示界面上的圖像固定，讀取從藍色信號出現(xiàn)到黃色信號出現(xiàn)間隔的時間，兩圖相差的大格數(shù)設(shè)置為n，則該時間差為Δt＝n×10ns，放電位置距離兩個傳感器探頭的距離差即為 S＝c×Δt(m) 其中c＝0.3米/納秒 測量兩個探頭1之間的距離并設(shè)置為D，設(shè)Q點距離第一個探頭的距離為X，距離第二個探頭的距離為Y，則有以下方程 X-Y＝S X+Y＝D 解方程可得出 X＝(S+D)/2(m) Y＝(D-S)/2(m) 當使用兩個探頭1時，通過測定形成圖像的時間差，計算出放電位置，從而保證了有目的地對氣體絕緣組合電器設(shè)備進行維修，減低了維修成本，保證了整機的性能。
檢測氣體絕緣組合電器設(shè)備內(nèi)部局部放電的檢測裝置包含有探頭、信號檢測器、信號電纜和模擬放電器；探頭設(shè)置有N型頭插口，信號檢測器設(shè)置有BNC頭插口，信號電纜的一端設(shè)置為N型頭并其另一端設(shè)置為BNC頭，探頭設(shè)置為通過信號電纜與信號檢測器連接，信號檢測器設(shè)置為示波器。
四

附圖為本發(fā)明的檢測裝置的示意圖。
五具體實施例方式 一種檢測氣體絕緣組合電器設(shè)備內(nèi)部局部放電的方法的實施例，其步驟為 1、探頭1內(nèi)置高能充電電池，充電時，將充電器BNC頭與探頭1的BNC頭連接，將充電器與AC220V 50Hz 10A的兩孔插座電源連接，此時充電器指示燈為綠色；將探頭1上的開關(guān)打至“-”處，充電器指示燈變?yōu)榧t色，探頭1進入充電狀態(tài)；當充電器指示燈變?yōu)榫G色后，表示充電完成；將探頭1上的開關(guān)打至“0”處。
2、將信號電纜3的N型頭與探頭1上的N型頭連接；將信號檢測器2電源口與電源連接。在本實施例中，信號檢測器2設(shè)置為采用帶寬200MHz、采樣率2GMHz的示波器。
3、(1)、啟動示波器2，示波器2啟動后約20秒，自動進入檢測狀態(tài)； (2)按動示波器2的操作面板上的“CH1 MENU”按鈕，顯示屏幕上會出現(xiàn)或消失黃色波動直線，當該黃線出現(xiàn)后，停止按動；同樣的方法將紅色線及藍色線去除；示波器2進入局放檢測通道； (3)旋轉(zhuǎn)“CH1 MENU”按鈕下部的旋鈕，觀察顯示屏幕左下角顯示值連續(xù)變化，至顯示為“CH1 100mV”時停止，此時示波器2的所示縱軸刻度設(shè)定為每大格100mV； (4)查看示波器2的顯示界面右側(cè)菜單，按動菜單右側(cè)對應(yīng)的按鈕，對“CH1”通道設(shè)置如下 耦合直流 帶寬限制關(guān) 伏/格粗調(diào) 探頭1X反相關(guān)閉 (5)按動示波器2的動操作面板上的“TRIG MENUE”按鈕，顯示界面右邊顯示“觸發(fā)源”、“觸發(fā)模式”設(shè)置菜單；調(diào)節(jié)顯示器右側(cè)的對應(yīng)按鈕，分別設(shè)置如下 觸發(fā)源CH1 觸發(fā)模式自動 (6)調(diào)節(jié)“TRIG MENUE”按鈕上部的“電平”旋鈕，觀察顯示界面右側(cè)有黃色箭頭上下移動，底部右側(cè)位置顯示值(黃色)對應(yīng)連續(xù)變化，至顯示為“20.0mV”時停止，此時示波器2僅檢測幅值大于20mV的放電信號，并將小于20mV的干擾屏蔽； (7)調(diào)節(jié)“秒/格”旋鈕，觀察顯示界面底部中間位置顯示值(白色)連續(xù)變化，至顯示為“M 20.0ms”時停止，此時示波器2的所示橫軸刻度設(shè)定為每大格20.0ms。
4、(1)將信號電纜3的BNC頭與示波器2“CH1”通道的BNC頭連接； (2)將探頭1上的按鈕打至”＝”處，給傳感器供電； (3)將模擬放電器4對在探頭1檢測窗口處(約10mm)模擬放電，觀察顯示器界面應(yīng)有大于50mV的信號出現(xiàn)，表示該裝置工作正常；如果沒有信號或信號較小，檢查示波器2設(shè)置是否正確、探頭電源是否提供(+12V)、信號電纜3連接是否正確； (4)檢查正常后，將探頭1檢測窗口與氣體絕緣組合電器設(shè)備的非金屬部分對正、貼緊，探頭1的弧形金屬屏蔽板與氣體絕緣組合電器設(shè)備兩側(cè)的金屬法蘭緊貼，即進入在線監(jiān)測狀態(tài)，在此過程中，注意觀察示波器2有無信號出現(xiàn)。
(5)示波器2如果出現(xiàn)信號，表明氣體絕緣組合電器設(shè)備內(nèi)部可能存在局部放電。
5、(1)、當示波器2如果出現(xiàn)信號時，觀察信號是否在每個20ms的時間間隔內(nèi)周期性出現(xiàn)(在每個20ms的固定位置出現(xiàn))或信號是否連續(xù)不間斷出現(xiàn)；若是周期性、連續(xù)不間斷出現(xiàn)，調(diào)節(jié)“秒/格”旋鈕，觀察顯示界面底部中間位置顯示值逐漸變小直至“M 500μs”～“5μs”區(qū)間，若此間信號顯示為正弦波、震蕩衰減正弦波或階躍信號，則應(yīng)為外界干擾信號，若此間信號顯示為周期性方波，則應(yīng)為手機等通訊信號，若此間信號顯示為三角波，則為放電信號。
(2)、當信號為三角波時，調(diào)節(jié)“秒/格”旋鈕，觀察顯示界面底部中間位置顯示值恢復(fù)為“M 20.0ms”。按絕緣子的位置順序逐一改變探頭監(jiān)測的位置，觀察信號是否存在“某個位置信號最大、其它位置隨距離增加信號幅值逐漸衰減”的現(xiàn)象；如果是，定義該處為Q點； 把第二個探頭1與示波器2的“CH2”通道連接，并按步驟3進行設(shè)置，但觸發(fā)源仍設(shè)置為“CH1”；調(diào)節(jié)“秒/格”旋鈕，觀察顯示界面底部中間位置顯示值顯示為“M 10.0ns”時停止； 將兩個傳感器探頭分別放置在Q點兩側(cè)的絕緣子上，當確為內(nèi)部放電時，顯示器上將同時出現(xiàn)黃色(CH1通道)、藍色(CH2通道)信號，如果沒有同時出現(xiàn)，則信號為干擾信號，若兩個信號波形相似、幅值不同，此時按下示波器2的操作面板右上角的“RUN/STOP”按鈕，將圖像固定，讀取從藍色信號出現(xiàn)到黃色信號出現(xiàn)間隔的時間，如圖相差1個大格，則該時間差為Δt＝1×10ns＝10ns，放電位置距離兩個傳感器探頭的距離差即為 S＝c×Δt＝0.3×10＝3(米) 其中c＝0.3米/納秒 測量2個探頭1之間的距離并設(shè)置為D，設(shè)Q點距離第一個探頭的距離為X，距離第二個探頭的距離為Y，則有以下方程 X-Y＝3 X+Y＝D 解方程可得出 X＝(3+D)/2 Y＝(D-3)/2 再根據(jù)信號的強弱，判斷Q的位置，即Q點距離信號幅值較大的探頭近，從而準確定出放電位置，并進行有針對性的拆查。
(3)、可移動其中的一個探頭，進行2次以上的測量。
6、檢測完成后，信號電纜3從示波器2上拆下，再關(guān)閉示波器2電源、探頭1電源按鈕置于中間位置“0”處。
附圖為本發(fā)明的檢測裝置一個實施例，結(jié)合附圖具體說明本實施例，包含有探頭1、信號檢測器2、信號電纜3和模擬放電器4；探頭1設(shè)置有N型頭插口，信號檢測器2設(shè)置有BNC頭插口，信號電纜3的一端設(shè)置為N型頭并其另一端設(shè)置為BNC頭，探頭1設(shè)置為通過信號電纜3與信號檢測器2連接。
在本實施例中，信號檢測器2設(shè)置為采用帶寬200MHz、采樣率2GMHz的示波器，模擬放電器4用以驗證整個裝置是否能夠正常工作。
在本實施例中，探頭1設(shè)置為傳感器式，其型號是TKHD-2002。
在本實施例中，信號檢測器2的型號是TDS2022B A10L7。
在本實施例中，模擬放電器4的型號是TKHD-2005。
把信號檢測器2設(shè)定在上述方法中描述的狀態(tài)，再使用模擬放電器4檢測探頭1通過信號電纜3與信號檢測器2連接后的整個裝置是否處于工作狀態(tài)，再把探頭1放在氣體絕緣組合電器設(shè)備的絕緣子上，通過上述方法中的步驟調(diào)節(jié)信號檢測器2，當按該步驟確定為內(nèi)部局部放電時，可以根據(jù)該檢測結(jié)果，制定檢修計劃，進行設(shè)備檢修，避免故障擴大，提高了氣體絕緣組合電器設(shè)備運行的安全可靠性能。
在本發(fā)明的檢測裝置的另一個實施例中，探頭1設(shè)置為兩個并設(shè)置為通過信號電纜3分別與信號檢測器2的兩個通道連接，實現(xiàn)對內(nèi)部局部放電的定位。
通過兩個探頭1的不同位置，在信號檢測器2中形成的兩個信號的時間間隔和兩個探頭1之間的距離，通過上述方法中的方程式，計算出氣體絕緣組合電器設(shè)備內(nèi)部放電位置。
本發(fā)明具有下特點 1、可以在GIS運行期間隨時安排在線監(jiān)測GIS內(nèi)部局放而無需對GIS的運行進行調(diào)整，整個監(jiān)測過程既對GIS的正常運行無任何影響，也不會對檢測人員和設(shè)備形成任何危險。
2、判斷信號明確，操作步驟簡單，提高了對氣體絕緣組合電器設(shè)備檢測效率。
3、使用的電子設(shè)備成本低，便于攜帶，可以適應(yīng)不同的使用現(xiàn)場。
4、通過在線采集GIS內(nèi)部局部放電所發(fā)出的特高頻電磁波信號，對運行中GIS的內(nèi)部絕緣進行定性監(jiān)測并定位，從而及時發(fā)現(xiàn)絕緣隱患，避免突發(fā)故障的發(fā)生。
在檢測氣體絕緣組合電器設(shè)備內(nèi)部局部放電的方法和便攜式檢測定位裝置技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)；凡是包含有對信號檢測器2的設(shè)定為電平值設(shè)定為“20.0mV”、橫軸刻度設(shè)定為每大格20.0ms，探頭1設(shè)置為通過信號電纜3與示波器2“CH1”通道連接，信號是在每個20ms的時間間隔內(nèi)周期性出現(xiàn)、信號是連續(xù)不間斷出現(xiàn)、存在一個信號最大的區(qū)域(遠離該區(qū)域時信號逐漸衰減)、調(diào)節(jié)信號檢測器2的“秒/格”旋鈕逐漸變小直至“M 500μs”～“5μs”區(qū)間時信號顯示為三角波，采用2個探頭1定位的具體方法的技術(shù)內(nèi)容都在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種檢測氣體絕緣組合電器設(shè)備內(nèi)部局部放電的方法，其特征是
一、信號檢測器2的設(shè)定
(1)、啟動信號檢測器2，消除信號檢測器2中的黃色、紅色和藍色波動直線，使信號檢測器2進入局放檢測通道，
(2)信號檢測器2的縱軸刻度設(shè)定為每大格100mV；
信號檢測器2的橫軸刻度設(shè)定為每大格20.0ms；
信號檢測器2的觸發(fā)電平值設(shè)定為“20.0mV”；
信號檢測器2的“CH1”通道設(shè)置如下耦合直流 帶寬限制關(guān) 伏/格粗調(diào)探頭1X 反相關(guān)閉；
信號檢測器2觸發(fā)條件分別設(shè)置如下觸發(fā)源CH1觸發(fā)模式自動；
二、氣體絕緣組合電器設(shè)備內(nèi)部局部放電的檢測
(1)把探頭1設(shè)置為通過信號電纜3與示波器2“CH1”通道連接；
(2)啟動探頭1工作，將模擬放電器4對在探頭1檢測窗口處模擬放電，觀察信號檢測器2的顯示界面應(yīng)有大于50mV的信號出現(xiàn)，表示裝置工作正常；
(3)檢查裝置正常后，將探頭1檢測窗口與氣體絕緣組合電器設(shè)備的非金屬部分對正、貼緊，探頭1的弧形金屬屏蔽板與氣體絕緣組合電器設(shè)備兩側(cè)的金屬法蘭緊貼，若信號檢測器2的顯示界面上出現(xiàn)信號，表明該氣體絕緣組合電器設(shè)備內(nèi)部可能存在局部放電；
(4)、信號檢測器2的顯示界面上出現(xiàn)信號時，若信號是在每個20ms的時間間隔內(nèi)周期性出現(xiàn)、信號是連續(xù)不間斷出現(xiàn)、存在一個信號最大的區(qū)域(遠離該區(qū)域時信號逐漸衰減)、調(diào)節(jié)信號檢測器2的“秒/格”旋鈕逐漸變小直至“M 500μs”～“5μs”區(qū)間時信號顯示為三角波，則判斷該信號為氣體絕緣組合電器設(shè)備內(nèi)部局部放電信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測氣體絕緣組合電器設(shè)備內(nèi)部局部放電的方法，其特征是通過以下步驟進行故障位置定位
(1)、調(diào)節(jié)信號檢測器2的“秒/格”旋鈕，顯示界面底部中間位置顯示值為“M 20.0ms”；逐一改變探頭1在氣體絕緣組合電器設(shè)備的絕緣子的位置，把信號最大的位置設(shè)置為Q點；
(2)、把第二個探頭1與信號檢測器2的“CH2”通道連接，并按步驟1中信號檢測器2的設(shè)定進行設(shè)置，但觸發(fā)源仍設(shè)置為“CH1”；同時調(diào)節(jié)信號檢測器2的“秒/格”旋鈕，使顯示界面底部中間位置顯示值顯示為“M 10.0ns”；
(3)、將兩個探頭1分別放置在Q點兩側(cè)的絕緣子上，信號檢測器2的顯示界面上將同時出現(xiàn)CH1通道的黃色、CH2通道的藍色信號，當兩個信號波形相似、幅值不同，將信號檢測器2的顯示界面上的圖像固定，讀取從藍色信號出現(xiàn)到黃色信號出現(xiàn)間隔的時間，兩圖相差的大格數(shù)設(shè)置為n，則該時間差為Δt＝n×10ns，放電位置距離兩個傳感器探頭的距離差即為
S＝c×Δt(m)
其中c＝0.25米/納秒
測量兩個探頭1之間的距離并設(shè)置為D，設(shè)Q點距離第一個探頭的距離為X，距離第二個探頭的距離為Y，則有以下方程
X-Y＝S
X+Y＝D
解方程可得出
X＝(S+D)/2(m)
Y＝(D-S)/2(m)
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的檢測氣體絕緣組合電器設(shè)備內(nèi)部局部放電的方法，其特征是檢測氣體絕緣組合電器設(shè)備內(nèi)部局部放電的檢測定位裝置包含有探頭(1)、信號檢測器(2)、信號電纜(3)和模擬放電器(4)，探頭(1)設(shè)置有N型頭插口，信號檢測器(2)設(shè)置有BNC頭插口，信號電纜(3)的一端設(shè)置為N型頭并其另一端設(shè)置為BNC頭，探頭(1)設(shè)置為通過信號電纜(3)與信號檢測器(2)連接，信號檢測器(2)設(shè)置為示波器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測氣體絕緣組合電器設(shè)備內(nèi)部局部放電的檢測定位裝置，其特征是探頭(1)設(shè)置為兩個并設(shè)置為通過信號電纜(3)分別與信號檢測器(2)的“CH1”“CH2”通道連接。
全文摘要
一種檢測氣體絕緣組合電器設(shè)備內(nèi)部局部放電的方法和檢測定位裝置，對信號檢測器2的設(shè)定為電平值設(shè)定為“20.0mV”、橫軸刻度設(shè)定為每大格20.0ms，探頭1設(shè)置為通過信號電纜3與示波器2“CH1”通道連接，信號是在每個20ms的時間間隔內(nèi)周期性出現(xiàn)、信號是連續(xù)不間斷出現(xiàn)、存在一個信號最大的區(qū)域(遠離該區(qū)域時信號逐漸衰減)、調(diào)節(jié)信號檢測器2的“秒/格”旋鈕逐漸變小直至“M 500μs”～“5μs”區(qū)間時信號顯示為三角波，采用2個探頭1定位的具體方法，因此，可以根據(jù)該檢測結(jié)果，制定檢修計劃，進行設(shè)備檢修，避免故障擴大，提高了氣體絕緣組合電器設(shè)備運行的安全可靠性能。
文檔編號G01R31/12GK101813743SQ20101015654
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月22日
發(fā)明者連甲強, 汪建成, 唐東升, 于清, 曹燕 申請人:山東泰開高壓開關(guān)有限公司