專利名稱：一種開關柜局部放電定位儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力高壓開關電氣設備的局部放電信號檢測裝置，更具體的說涉及一種開關柜局部放電定位儀，其可以在不停電的狀態(tài)下對高壓開關柜局部放電進行有效檢測和定位。
背景技術：
高壓開關柜是使用極廣、數(shù)量最多的開關設備，由于在設計、制造、安裝和運行維護方面存在著不同程度的問題，因而事故率比較高。同時因污穢、絕緣薄弱、小動物侵入等原因常引發(fā)事故，表現(xiàn)為外絕緣對地閃絡擊穿，內(nèi)絕緣對地閃絡擊穿，相間絕緣閃絡擊穿， 雷電過電壓閃絡擊穿，瓷瓶套管閃絡、污閃、擊穿、爆炸，CT閃絡、擊穿、爆炸，瓷瓶斷裂等。目前，電力系統(tǒng)中對開關柜檢修的管理辦法主要是通過《電力設備預防性試驗規(guī)程》對開關柜所規(guī)定的項目和相應的試驗周期，定期在停電狀態(tài)下進行絕緣性能的檢查性試驗，預防性試驗僅屬于一種計劃性的維修方式；長期的工作經(jīng)驗表明，這樣一個維修體系有其一定的局限性，具體體現(xiàn)為一、周期性檢修沒有考慮到設備運行環(huán)境的差異性，對所有設備均采取同樣的檢修標準，即在檢修不足、檢修過度和檢修盲目性三者之間的矛盾較為突出。二、周期性試驗和大修均需要在停電條件下進行，故其會造成很大的直接和間接經(jīng)濟損失。三、由于傳統(tǒng)預防性試驗是在停電的條件下進行的，與設備實際運行狀況總會有所差別；因此，對于一些只有在現(xiàn)場運行環(huán)境下才能體現(xiàn)出來的缺陷，在試驗條件下無法發(fā)現(xiàn)，可能造成設備潛在的絕緣缺陷。四、設備絕緣強度的劣化和缺陷的發(fā)展具有時間性，一般都是緩慢發(fā)展且具有一定潛伏期，因此對于周期性檢修方式來說，設備的絕緣狀態(tài)的質(zhì)變有可能發(fā)生在兩次檢修周期之間。隨著近代傳感器技術、信號處理技術、電子和光電子技術、計算機技術的發(fā)展，極大地提高了檢測儀器的靈敏度和可靠性。目前國內(nèi)局部放電檢測技術也得到了迅速發(fā)展， 目前局部放電的檢測方法按檢測的物理量性質(zhì)分有電測法和非電測法，根據(jù)局部放電過程中所產(chǎn)生的各種在放電現(xiàn)象，相應出現(xiàn)的檢測技術主要有脈沖電流法、泄漏或介損、射頻檢測法、超高頻法、聲測法、光測法和化學檢測法。其中，通過檢測局部放電產(chǎn)生的電磁波信號從而判定是否存在有局部放電現(xiàn)象， 是目前比較常用的技術，已經(jīng)廣泛應用于相應的檢測產(chǎn)品，但還是存在很多薄弱、不足之處，如局部放電點的定位、數(shù)據(jù)記錄存儲、導出、外界電磁的干擾等問題。有鑒于此，本發(fā)明人針對現(xiàn)有技術在對局部放電點進行定位時的上述缺陷深入研究，遂有本案產(chǎn)生
實用新型內(nèi)容
[0011]本實用新型的目的在于提供一種開關柜局部放電定位儀，其可以有效檢測局部放電的有無，并且還可以對局部放電進行精確的定位。為了達成上述目的，本實用新型的解決方案是一種開關柜局部放電定位儀，其中，包括兩個均可緊貼于開關柜表面的傳感器以及可與該兩個傳感器均相連的控制主機，該每一傳感器均采集局部放電在開關柜表面產(chǎn)生的暫態(tài)對地電壓并將得到的信號輸送至控制主機，該控制主機至少具有數(shù)據(jù)采集及輸入單元、數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)存儲單元、顯示單元、控制單元以及輸出單元，該數(shù)據(jù)采集及輸入單元可與每一傳感器相連而對其采集的局部放電數(shù)據(jù)進行濾波、自動調(diào)節(jié)觸發(fā)閥值而送入數(shù)據(jù)處理單元，該數(shù)據(jù)處理單元則分別與數(shù)據(jù)存儲單元、顯示單元、控制單元以及輸出單元相連。進一步，該每一傳感器均具有電容耦合式傳感元件，該電容耦合式傳感元件內(nèi)置于傳感器的前部，并在測試時與開關柜金屬表面緊貼而檢測局部放電在開關柜表面產(chǎn)生的暫態(tài)對地電壓的大小。進一步，該每一傳感器還均具有晶體管數(shù)字顯示控制模塊、指示燈、功能操作按鈕控制模塊、功能切換模塊以及操作按鈕，該操作按鈕與功能操作按鈕控制模塊相連，該指示燈、功能切換模塊和功能操作按鈕控制模塊均與晶體管數(shù)字顯示控制模塊相連。進一步，該每一傳感器還具有BNC接頭，該BNC接頭與控制主機相連而將檢測到的信號大小傳送到控制主機中。進一步，該控制主機還具有可對儀器電池電量大小進行實時監(jiān)控的充電及電池信息單元。進一步，該控制主機還具有可與上位機相連的通訊接口單元。進一步，該兩個傳感器安裝間距大于600mm。采用上述結(jié)構(gòu)后，本實用新型涉及的一種開關柜局部放電定位儀，其通過設置有兩個傳感器和控制主機，其在需要檢測開關柜是否存在局部放電時，可以僅讓一個傳感器與控制主機相連而進行檢測工作；而在需要對局部放電進行精確定位時，則可以讓兩個傳感器同時工作而使控制主機的控制單元進行分析處理而獲得精確位置；另外本實用新型由于設置有數(shù)據(jù)存儲單元、顯示單元和輸出單元，使現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)可以進行存儲和導出，便于進行后續(xù)的數(shù)據(jù)分析。

[0021]圖I為本實用新型涉及一種開關柜局部放電定位儀中傳感器的檢測示意圖；[0022]圖2為本實用新型涉及一種開關柜局部放電定位儀在進行定位檢測時的原理示意圖；[0023]圖3為本實用新型中控制主機的功能結(jié)構(gòu)原理圖。[0024]圖中[0025]開關柜局部放電定位儀100[0026]傳感器I主機 2[0027]數(shù)據(jù)采集及輸入單元21數(shù)據(jù)處理單元 22[0028]數(shù)據(jù)存儲單元23顯示單元 24[0029]控制單元25 輸出單元26充電及電池信息單元 27 通訊接口單元28同軸電纜3 開關柜200。
具體實施方式
為了進一步解釋本實用新型的技術方案，下面通過具體方案來對本實用新型進行詳細闡述。如圖I至圖3所示，本實用新型涉及的一種開關柜200局部放電定位儀100，其包括兩個傳感器I以及主機2，該兩個傳感器I均可緊貼于開關柜200表面(如圖I和圖2所示)，該主機2可與該兩個傳感器I均相連，具體其是通過同軸電纜3相連。該每一傳感器I均采集局部放電在開關柜200表面產(chǎn)生的暫態(tài)對地電壓并將得到的信號輸送至主機2，該主機2至少具有數(shù)據(jù)采集及輸入單元21、數(shù)據(jù)處理單元22、數(shù)據(jù)存儲單元23、顯示單元24、控制單元25以及輸出單元26，該數(shù)據(jù)采集及輸入單元21可與每一傳感器I相連而對其采集的局部放電數(shù)據(jù)進行濾波、自動調(diào)節(jié)觸發(fā)閥值而送入數(shù)據(jù)處理單元22，該數(shù)據(jù)處理單元22則分別與數(shù)據(jù)存儲單元23、顯示單元24、控制單元25以及輸出單元26相連，該數(shù)據(jù)處理單元22對數(shù)據(jù)進行分析判斷，剔除相關的干擾信號后送至數(shù)據(jù)存儲單元23、顯示單元24和輸出單元26，數(shù)據(jù)存儲單元23將相應的數(shù)據(jù)保存至內(nèi)部的存儲介質(zhì)或者外接的存儲介質(zhì)中，顯示單元24則可以在觸摸屏上和傳感器I上顯示相應的數(shù)據(jù)， 輸出單元26則輸出對應通道相應的觸發(fā)脈沖信號，可以外接至示波器觀察分析，進而判斷可能的放電類型。優(yōu)選地，該主機2還具有充電及電池信息單元27，對儀器電池電量大小進行實時監(jiān)測，當監(jiān)測到電池電壓低于設定值時將自動關機，另外進行充電時自動進行充電電流的監(jiān)測，同時內(nèi)置有過流保險絲，一旦充電出現(xiàn)斷路或過充，儀器能夠進行相應的保護；該主機2還具有通訊接口單元28，其可以實現(xiàn)與上位機的連接，進行軟件升級等相關操作。這樣，本實用新型涉及的一種開關柜200局部放電定位儀100，其通過設置有兩個傳感器I和主機2，其在需要檢測開關柜200是否存在局部放電時，可以僅讓一個傳感器I 與主機2相連而進行檢測工作；而在需要對局部放電進行精確定位時，則可以讓兩個傳感器I同時工作而使主機2的控制單元25進行分析處理而獲得精確位置；另外本實用新型由于設置有數(shù)據(jù)存儲單元23、顯示單元24和輸出單元26，使現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)可以進行存儲和導出，便于進行后續(xù)的數(shù)據(jù)分析。優(yōu)選地,該每一傳感器I均具有電容稱合式傳感兀件，該電容稱合式傳感兀件內(nèi)置于傳感器I的前部，并在測試時與開關柜200金屬表面緊貼而檢測局部放電在開關柜200 表面產(chǎn)生的暫態(tài)對地電壓的大小。另外，該每一傳感器I還均具有晶體管數(shù)字顯示控制模塊、指示燈、功能操作按鈕控制模塊、功能切換模塊以及操作按鈕，該操作按鈕與功能操作按鈕控制模塊相連，該指示燈、功能切換模塊和功能操作按鈕控制模塊均與晶體管數(shù)字顯示控制模塊相連。該每一傳感器I還具有BNC接頭，該BNC接頭與主機2相連而將檢測到的信號大小傳送到主機2中。請參見圖I和圖2，本實用新型的檢測原理是開關柜200內(nèi)絕緣缺陷會導致局部放電現(xiàn)象的產(chǎn)生，開關柜產(chǎn)生局部放電會發(fā)生聲、光、電、熱等物理和化學變化；這些特征都可作為局部放電檢測信號的傳感對象。當開關設備絕緣件發(fā)生內(nèi)部放電和電暈放電時，將產(chǎn)生電磁波，這些電磁波通過開關柜金屬外殼間的通道傳播出去，這些通道可能是金屬外殼間的間隔、襯墊或其它絕緣部件，當電磁波傳出金屬箱體時，同時在開關柜的金屬箱體上產(chǎn)生一個暫態(tài)對地電壓 (TEV)，暫態(tài)對地電壓(TEV)只有幾伏且只能維持幾納秒(ns);由此，我們可以通過在運行中的開關設備的金屬外箱殼上放置一個TEV傳感器來測試開關設備內(nèi)的內(nèi)部放電和電暈放電情況。本實用新型對開關柜局部放電就是基于暫態(tài)對地電壓(TEV)的檢測，并根據(jù)內(nèi)部放電而產(chǎn)生的暫態(tài)對地電壓的脈沖波到達不同位置所需的時間不同，通過比較兩只傳感器在不同位置測得暫態(tài)對地電壓信號所到達的時間，及比較放電信號強度大小的方法來確定內(nèi)部放電發(fā)生的位置；通過兩只傳感器檢測放電點發(fā)出的電磁波瞬間脈沖所經(jīng)過的時間來確定放電活動的位置，原理是采用比較電磁脈沖分別到達每只傳感器所需要的時間。系統(tǒng)指示哪個通道先被觸發(fā)，進而表明哪個傳感器離放電點的電氣距離較近；由于脈沖是以光速或接近光速進行傳播的，所以必須能夠分辨很小的時間差。本發(fā)明的產(chǎn)品的最低分辨率為2納秒，相當于光在空氣中走過600mm所用的時間，由此必須讓兩個傳感器的間距大于600mm ;本實用新型所采用比較電磁脈沖抵達不同傳感器的時間差異來確定放電點的方法在本質(zhì)上優(yōu)于采用比較信號強度來確定放電點的方法，因為電磁波的多次反射可能造成幅值測量結(jié)果不正常，即本實用新型具有測試更加準確的功效。上述實施方案和圖式并非限定本實用新型的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術領域的普通技術人員對其所做的適當變化或修飾，皆應視為不脫離本實用新型的專利范疇。
權利要求1.一種開關柜局部放電定位儀，其特征在于，包括兩個均可緊貼于開關柜表面的傳感器以及可與該兩個傳感器均相連的控制主機，該每一傳感器均采集局部放電在開關柜表面產(chǎn)生的暫態(tài)對地電壓并將得到的信號輸送至控制主機，該控制主機至少具有數(shù)據(jù)采集及輸入單元、數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)存儲單元、顯示單元、控制單元以及輸出單元，該數(shù)據(jù)采集及輸入單元可與每一傳感器相連而對其采集的局部放電數(shù)據(jù)進行濾波、自動調(diào)節(jié)觸發(fā)閥值而送入數(shù)據(jù)處理單元，該數(shù)據(jù)處理單元則分別與數(shù)據(jù)存儲單元、顯示單元、控制單元以及輸出單元相連。
2.如權利要求I所述的一種開關柜局部放電定位儀，其特征在于，該每一傳感器均具有電容耦合式傳感元件，該電容耦合式傳感元件內(nèi)置于傳感器的前部并在測試時與開關柜金屬表面緊貼而檢測局部放電在開關柜表面產(chǎn)生的暫態(tài)對地電壓的大小。
3.如權利要求I所述的一種開關柜局部放電定位儀，其特征在于，該每一傳感器還均具有晶體管數(shù)字顯示控制模塊、指示燈、功能操作按鈕控制模塊、功能切換模塊以及操作按鈕，該操作按鈕與功能操作按鈕控制模塊相連，該指示燈、功能切換模塊和功能操作按鈕控制模塊均與晶體管數(shù)字顯示控制模塊相連。
4.如權利要求I所述的一種開關柜局部放電定位儀，其特征在于，該每一傳感器還具有BNC接頭，該BNC接頭與控制主機相連而將檢測到的信號大小傳送到控制主機中。
5.如權利要求I所述的一種開關柜局部放電定位儀，其特征在于，該控制主機還具有可對儀器電池電量大小進行實時監(jiān)控的充電及電池信息單元。
6.如權利要求I所述的一種開關柜局部放電定位儀，其特征在于，該控制主機還具有可與上位機相連的通訊接口單元。
7.如權利要求I所述的一種開關柜局部放電定位儀，其特征在于，該兩個傳感器安裝間距大于600mm。
專利摘要本實用新型公開一種開關柜局部放電定位儀，包括兩個均可緊貼于開關柜表面的傳感器以及可與該兩個傳感器均相連的控制主機，該每一傳感器均采集局部放電在開關柜表面產(chǎn)生的暫態(tài)對地電壓并將得到的信號輸送至控制主機，該控制主機至少具有數(shù)據(jù)采集及輸入單元、數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)存儲單元、顯示單元、控制單元以及輸出單元，該數(shù)據(jù)采集及輸入單元可與每一傳感器相連而對其采集的局部放電數(shù)據(jù)進行濾波、自動調(diào)節(jié)觸發(fā)閥值后而送入數(shù)據(jù)處理單元，該數(shù)據(jù)處理單元則分別與數(shù)據(jù)存儲單元、顯示單元、控制單元以及輸出單元相連。本實用新型可以有效檢測開關柜局部放電的有無，同時還可以對局部放電進行精確的定位。
文檔編號G01R31/08GK202351380SQ20112047004
公開日2012年7月25日 申請日期2011年11月23日 優(yōu)先權日2011年11月23日
發(fā)明者李文斐, 董春雷, 蔡怡然, 鄧敏 申請人:廈門紅相電力設備股份有限公司