一種開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了電網(wǎng)領(lǐng)域的一種開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)裝置,包括開(kāi)關(guān)柜和三相電纜線，以及超聲波傳感器、超高頻傳感器、示波器和計(jì)算機(jī)，所述開(kāi)關(guān)柜包括柜壁和三相預(yù)制頭，所述三相電纜線中的各個(gè)單相電纜線與所述三相預(yù)制頭中的各個(gè)單相預(yù)制頭對(duì)應(yīng)連接；所述超聲波傳感器位于所述開(kāi)關(guān)柜的柜壁上；所述超高頻傳感器位于所述三相預(yù)制頭的周圍；所述超聲波傳感器和所述超高頻傳感器均連接所述示波器；其還包括高頻電流傳感器和頻譜分析儀；所述高頻電流傳感器固定在所述三相電纜線中各個(gè)單相電纜線的屏蔽層上，所述高頻電流傳感器連接所述頻譜分析儀；所述頻譜分析儀和所述示波器連接所述計(jì)算機(jī)；所述超聲波傳感器和所述超高頻傳感器均是可移動(dòng)的。
【專利說(shuō)明】—種開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電網(wǎng)領(lǐng)域的一種開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]開(kāi)關(guān)柜的絕緣能力是決定開(kāi)關(guān)柜能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素。開(kāi)關(guān)柜現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方法的不足和投運(yùn)的開(kāi)關(guān)柜出現(xiàn)的絕緣故障嚴(yán)重威脅著電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。局部放電檢測(cè)是反應(yīng)開(kāi)關(guān)柜絕緣狀況的有效手段，也是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。對(duì)于開(kāi)關(guān)柜局部放電的檢測(cè)，目前常用的是聲電波檢測(cè)設(shè)備，即采用超聲波傳感器和超高頻傳感器連接示波器，示波器連接計(jì)算機(jī)，聲電波檢測(cè)設(shè)備直接以dB的形式表征局部放電活動(dòng)的強(qiáng)度，具有操作簡(jiǎn)單，規(guī)則明確的特點(diǎn)，深受現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員的歡迎。然而局部放電是微弱的電現(xiàn)象，在檢測(cè)過(guò)程中極易受到外界干擾的影響，如果不能有效識(shí)別出干擾并加以排除，將很難保證局部放電數(shù)據(jù)分析的正確性與有效性。此外，現(xiàn)有的聲電檢測(cè)設(shè)備的定位功能簡(jiǎn)單，只能實(shí)現(xiàn)單一放電點(diǎn)情況下開(kāi)關(guān)柜柜體的粗略定位，對(duì)于多放電點(diǎn)及開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部的精確定位定相都難以實(shí)現(xiàn)，這極大地降低了定位的有效性和檢修的效率。為此，拓展研究其它檢測(cè)技術(shù)在開(kāi)關(guān)柜方面的應(yīng)用很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)裝置，其能夠?qū)﹂_(kāi)關(guān)柜局部放電精確定位定相，并準(zhǔn)確確定開(kāi)關(guān)柜局部放電的類型。
[0004]實(shí)現(xiàn)上述目的的一種技術(shù)方案是:一種開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)裝置，包括開(kāi)關(guān)柜和三相電纜線，以及超聲波傳感器、超高頻傳感器、示波器和計(jì)算機(jī)，所述開(kāi)關(guān)柜包括柜壁和三相預(yù)制頭，所述三相電纜線中的各個(gè)單相電纜線與所述三相預(yù)制頭中的各個(gè)單相預(yù)制頭對(duì)應(yīng)連接；所述超聲波傳感器位于所述開(kāi)關(guān)柜的柜壁上；所述超高頻傳感器位于所述三相預(yù)制頭的周圍；所述超聲波傳感器和所述超高頻傳感器均連接所述示波器，所述示波器連接所述計(jì)算機(jī)；其特征在于:
[0005]其還包括高頻電流傳感器和頻譜分析儀；所述高頻電流傳感器固定在所述三相電纜線中各個(gè)單相電纜線的屏蔽層上，所述高頻電流傳感器連接所述頻譜分析儀；
[0006]所述頻譜分析儀連接所述計(jì)算機(jī)；
[0007]所述超聲波傳感器和所述超高頻傳感器均是可移動(dòng)的。
[0008]進(jìn)一步的，所述高頻電流傳感器通過(guò)夾持固定在三相電纜線中的各個(gè)單相電纜線的屏蔽層上。
[0009]進(jìn)一步的，所述三相電纜線上設(shè)有屏蔽層接地線，所述屏蔽層接地線上固定有高頻電流傳感器。
[0010]再進(jìn)一步的，所述三相電纜線上還設(shè)有鎧裝層，所述鎧裝層上設(shè)有鎧裝層接地線，所述鎧裝層接地線上固定有高頻電流傳感器。
[0011]更進(jìn)一步的，所述高頻電流傳感器通過(guò)夾持固定在所述三相電纜線的屏蔽層接地線上和/或鎧裝層接地線上。
[0012]進(jìn)一步的，所述示波器為TDS680型數(shù)字存儲(chǔ)示波器。
[0013]進(jìn)一步的，所述頻譜分析儀為IFR2398型頻譜分析儀。
[0014]進(jìn)一步的，所述超聲波傳感器和所述超高頻傳感器均通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)與所述示波器連接。
[0015]進(jìn)一步的，所述高頻電流傳感器與所述頻譜分析儀通過(guò)總線或ZigBee網(wǎng)絡(luò)連接。
[0016]進(jìn)一步的，所述示波器和所述頻譜分析儀均通過(guò)總線或者Wlan無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與所述計(jì)算機(jī)連接。
[0017]采用了本發(fā)明的一種開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)裝置的技術(shù)方案，即開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)裝置包括超聲波傳感器、高頻電流傳感器、超高頻傳感器、示波器、頻譜分析儀和計(jì)算機(jī)，所述高頻電流傳感器固定在三相電纜線中各個(gè)單相電纜線的屏蔽層上，所述高頻電流傳感器連接所述頻譜分析儀，所述述超聲波傳感器和所述超高頻傳感器均是可移動(dòng)的，且均連接所述示波器，所述示波器和所述頻譜分析儀均連接所述計(jì)算機(jī)的技術(shù)方案。其技術(shù)效果是:有效解決了開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)過(guò)程中干擾問(wèn)題，提高檢測(cè)結(jié)果的可信度；并能對(duì)放電位置精確定位定相，對(duì)放電位置的定位精確到厘米級(jí)。并確定局部放電的類型，極大的方便了工程技術(shù)人員掌握開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行狀況。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明的一種開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明的發(fā)明人為了能更好地對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行理解，下面通過(guò)具體地實(shí)施例，并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明:
[0020]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明的一種開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)裝置，包括開(kāi)關(guān)柜I和三相電纜線2，開(kāi)關(guān)柜I包括柜壁11和三相預(yù)制頭12，三相電纜線2中的各個(gè)單相電纜線與三相預(yù)制頭12中的各個(gè)單相預(yù)制頭對(duì)應(yīng)連接；開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)裝置還包括超聲波(AE)傳感器3、高頻電流(HFCT)傳感器4、超高頻(UHF)傳感器5、示波器6、頻譜分析儀7和計(jì)算機(jī)8。
[0021]其中，超聲波傳感器3位于開(kāi)關(guān)柜I的柜壁11上，并且是可移動(dòng)的；超高頻傳感器5位于三相預(yù)制頭12的周圍，并且也是可移動(dòng)的。超聲波傳感器3和超高頻傳感器5均連接不波器6。
[0022]當(dāng)電力設(shè)備內(nèi)部局部放電發(fā)生時(shí)，放電脈沖的上升沿很陡，沿著局部放電路徑的電流上升時(shí)間〈1ns，脈沖寬度多為納秒級(jí)，能激勵(lì)起IGHz以上的超高頻電磁信號(hào)。超高頻電磁信號(hào)在空間傳播，通過(guò)安裝在開(kāi)關(guān)柜I的三相預(yù)制頭12周圍的超高頻傳感器5就可以接收超高頻電磁信號(hào)。此外，隨著放電的發(fā)生，伴隨著爆裂狀超聲波信號(hào)產(chǎn)生，且向四周介質(zhì)傳播，通過(guò)安裝在開(kāi)關(guān)柜I的柜壁11上的超聲波傳感器3接受該超聲波信號(hào)，超聲波傳感器3將超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換為超聲波電信號(hào)，超聲波傳感器3和超高頻傳感器5都能對(duì)設(shè)備內(nèi)的局部放電水平進(jìn)行測(cè)量。
[0023]在超高頻電磁信號(hào)傳播過(guò)程中，對(duì)于不同位置的超高頻傳感器5而言，不同超高頻傳感器5接受到超高頻電磁信號(hào)的時(shí)間是不一樣的。局部放電點(diǎn)的定位原理是超高頻傳感器5接受到超高頻電磁信號(hào)存在時(shí)間差，在開(kāi)關(guān)柜I發(fā)生局部放電位置，即三相預(yù)制頭12的兩端，圖1中為左右兩端各放置一個(gè)超高頻傳感器5，并在示波器6上觀察兩個(gè)超高頻傳感器5接收的超高頻電磁信號(hào)是否有時(shí)間差，有則可以計(jì)算局部放電點(diǎn)的位置，沒(méi)有則改變其中任意一個(gè)超高頻傳感器5的位置，直到在示波器6上觀察到兩個(gè)超高頻電磁信號(hào)存在時(shí)間差為止。然后計(jì)算局部放電點(diǎn)的位置。然而由于受超高頻電磁信號(hào)傳播路徑與超高頻傳感器5位置等因素的影響，超高頻電磁信號(hào)起始時(shí)間往往不能準(zhǔn)確辨識(shí)，只能進(jìn)行初步定位，難以實(shí)現(xiàn)局部放電的準(zhǔn)確定位。
[0024]超聲波定位是通過(guò)測(cè)量局部放電產(chǎn)生的超聲波信號(hào)傳播到位于開(kāi)關(guān)柜I的柜壁11上多個(gè)不同位置的超聲傳感器3，并在示波器6上觀察各個(gè)超聲波傳感器3在示波器6上產(chǎn)生超聲波電信號(hào)之間的時(shí)間差，根據(jù)時(shí)間差和超聲波傳播速度，利用空間解析幾何的方法計(jì)算局部放電點(diǎn)的準(zhǔn)確位置，實(shí)現(xiàn)局部放電點(diǎn)的定位，盡管超聲波在電力設(shè)備常用材料介質(zhì)中衰減較大，測(cè)量有效范圍較小，但卻能在超高頻傳感器5進(jìn)行局部放電點(diǎn)初步定為的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)局部放電點(diǎn)的準(zhǔn)確定位。
[0025]本發(fā)明中，先采用超高頻傳感器5對(duì)局部放電點(diǎn)進(jìn)行一次定位分析，確定局部放電點(diǎn)的大致范圍，然后采用超聲波傳感3器進(jìn)行二次定位分析，實(shí)現(xiàn)局部放電點(diǎn)的準(zhǔn)確定位。這樣由于同時(shí)檢測(cè)局部放電的超高頻電磁信號(hào)和超聲波電信號(hào)，因此通過(guò)對(duì)兩種傳感器檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行分析能更加有效地排除現(xiàn)場(chǎng)干擾，提高局部放電定位精度和缺陷類型識(shí)別的準(zhǔn)確性。
[0026]這樣設(shè)計(jì)的目的在于:超高頻傳感器5能夠檢測(cè)到開(kāi)關(guān)柜I中由局部放電而產(chǎn)生的激發(fā)信號(hào)，即超高頻電磁信號(hào)，該激發(fā)信號(hào)為頻率在UHF頻率段，即300M?3GHz的電磁波，由于通常的干擾信號(hào)，其頻率都在300MHz之下，超高頻傳感器5檢測(cè)到的超高頻電磁信號(hào)具有無(wú)可比擬的抗干擾性能。
[0027]本實(shí)施例中，采用的示波器6為TDS680型數(shù)字存儲(chǔ)示波器，以對(duì)超高頻傳感器5所采集的超高頻電磁信號(hào)和超聲波傳感器3所采集的超聲波電信號(hào)的波形進(jìn)行實(shí)時(shí)的存儲(chǔ)和調(diào)用。超聲波傳感器3和超高頻傳感器5均通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)與示波器6連接，提高本發(fā)明的一種開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)裝置的使用便捷性。
[0028]高頻電流傳感器4固定在三相電纜線2中各個(gè)單相電纜線的屏蔽層上，即三相電纜線2的本體上，也可以固定在三相電纜線2的屏蔽層接地線21上或者鎧裝層接地線22上。所有的高頻電流傳感器4連接頻譜分析儀7 ;高頻電流傳感器4利用電磁感應(yīng)耦合原理檢測(cè)流向大地的局部放電脈沖，將局部放電脈沖轉(zhuǎn)化為高頻電壓脈沖傳遞給頻譜分析儀7。根據(jù)頻譜分析儀7接收到的高頻電壓脈沖的波形和相位，計(jì)算機(jī)8可以對(duì)局部放電點(diǎn)進(jìn)行精確定相定位，并確定放電類型。當(dāng)然也可以根據(jù)頻譜分析儀7上顯示的波形和相位，人工對(duì)局部放電點(diǎn)進(jìn)行精確定相定位，并確定放電類型。本實(shí)施例中，頻譜分析儀7為IFR2398型頻譜分析儀，以提高頻譜分析儀7檢測(cè)高頻電壓脈沖的精確性。高頻電流傳感器4與頻譜分析儀7通過(guò)總線或ZigBee網(wǎng)絡(luò)連接，其中使用Zigbee網(wǎng)絡(luò)后，本發(fā)明的一種開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)裝置的使用更為便捷。
[0029]示波器6和頻譜分析儀7均通過(guò)總線或者Wlan無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)8連接，其中使用Wlan網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一種開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)裝置對(duì)開(kāi)關(guān)柜局部放電的遠(yuǎn)程監(jiān)控。[0030]鉗形高頻電流傳感器夾(圖中未顯示)使高頻電流傳感器4通過(guò)夾持固定在三相電纜線2的電纜本體或屏蔽層接地線21，或者鎧裝層接地線22上。該高頻電流傳感器4既能提取開(kāi)關(guān)柜I自身的局部放電脈沖，又能獲取來(lái)自三相電纜線2的高頻局部放電脈沖。
[0031]本【技術(shù)領(lǐng)域】中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)裝置，包括開(kāi)關(guān)柜(I)和三相電纜線(2)，以及超聲波傳感器(3)、超高頻傳感器(5)、示波器(6)和計(jì)算機(jī)(8)，所述開(kāi)關(guān)柜(I)包括柜壁(11)和三相預(yù)制頭(12)，所述三相電纜線(2)中的各個(gè)單相電纜線與所述三相預(yù)制頭(12)中的各個(gè)單相預(yù)制頭對(duì)應(yīng)連接；所述超聲波傳感器(3)位于所述開(kāi)關(guān)柜(I)的柜壁(11)上；所述超高頻傳感器(5)位于所述三相預(yù)制頭(12)的周圍；所述超聲波傳感器(3)和所述超高頻傳感器(5)均連接所述示波器(6)，所述示波器(6)連接所述計(jì)算機(jī)(8);其特征在于: 其還包括高頻電流傳感器(4)和頻譜分析儀(7);所述高頻電流傳感器(4)固定在所述三相電纜線(2)中各個(gè)單相電纜線的屏蔽層上，所述高頻電流傳感器(4)連接所述頻譜分析儀(7)； 所述頻譜分析儀(7)連接所述計(jì)算機(jī)(8)； 所述超聲波傳感器(3)和所述超高頻傳感器(5)均是可移動(dòng)的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)裝置，其特征在于:所述高頻電流傳感器(4 )通過(guò)夾持固定在三相電纜線(2 )中的各個(gè)單相電纜線的屏蔽層上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)裝置，其特征在于:所述三相電纜線(2)上設(shè)有屏蔽層接地線(21)，所述屏蔽層接地線(21)上固定有高頻電流傳感器(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)裝置，其特征在于:所述三相電纜線(2 )上還設(shè)有鎧裝層，所述鎧裝層上設(shè)有鎧裝層接地線(22 )，所述鎧裝層接地線(22 )上固定有高頻電流傳感器(4 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)裝置，其特征在于:所述高頻電流傳感器(4)通過(guò)夾持固定在所述三相電纜線(2)的屏蔽層接地線(21)上和/或鎧裝層接地線(22)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的一種開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)裝置，其特征在于:所述示波器(6)為TDS680型數(shù)字存儲(chǔ)示波器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的一種開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)裝置，其特征在于:所述頻譜分析儀(7)為IFR2398型頻譜分析儀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的一種開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)裝置，其特征在于:所述超聲波傳感器(3)和所述超高頻傳感器(5)均通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)與所述示波器(6)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的一種開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)裝置，其特征在于:所述高頻電流傳感器(4)與所述頻譜分析儀(7)通過(guò)總線或ZigBee網(wǎng)絡(luò)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的一種開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)裝置，其特征在于:所述示波器(6)和所述頻譜分析儀(7)均通過(guò)總線或者Wlan無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與所述計(jì)算機(jī)(8)連接。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK103558523SQ201310559585
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月12日
【發(fā)明者】朱欽, 薛明, 殷怡杰, 朱啟揚(yáng), 徐力揚(yáng), 黃成軍, 郭燦新 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)上海市電力公司, 上海華乘電氣科技有限公司