一種基于雙uhf傳感器的局部放電源快速定位方法
【專利摘要】一種基于雙UHF傳感器的局部放電源快速定位方法，所述方法利用一種便攜式局放UHF信號定位裝置，通過布置兩路UHF傳感器，接收待測高壓電氣設(shè)備內(nèi)部局放產(chǎn)生的UHF信號，對UHF信號進行濾波、放大、模/數(shù)轉(zhuǎn)換，獲取兩路UHF信號的完整波形，通過比較局放源到達兩路UHF傳感器的信號時間差，當(dāng)信號時間差為0時，表明局放源位于兩個UHF傳感器連線的中分面上，在三維空間中分別確定相互垂直的三個中分面，局放源位置為三個中分面的交點。本發(fā)明適用于高壓開關(guān)柜、變壓器、電力電纜、GIS設(shè)備等高壓電氣設(shè)備內(nèi)部局放源的定位。
【專利說明】—種基于雙UHF傳感器的局部放電源快速定位方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種高壓電氣設(shè)備局部放電(簡稱局放)源定位方法，屬高壓電氣設(shè)備運行維護檢修【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0003]高壓電氣設(shè)備在發(fā)生絕緣介質(zhì)擊穿之前往往表現(xiàn)為局部放電(簡稱局放)的逐步發(fā)展和增強，絕緣故障常常起源于局放造成的絕緣劣化。局放是絕緣發(fā)生劣化的重要征兆，絕緣的劣化程度越高，局放活動越強烈；同時局放也是導(dǎo)致絕緣進一步劣化的重要原因。因此需要一種有效手段對高壓電氣設(shè)備內(nèi)部局放進行檢測和定位，以提設(shè)備運行可靠性。
[0004]為了定位帶電高壓電氣設(shè)備內(nèi)部局放源，一般采用超聲波方法、聲-電(超聲波-電脈沖)聯(lián)合方法，但局放產(chǎn)生的超聲波信號衰減較快，超聲波方法靈敏度和定位精度較低；高壓開關(guān)柜、GIS (Gas Insulated Switchgear)等設(shè)備無法安裝高頻電流傳感器,限制了聲-電聯(lián)合法的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是，為了提高高壓電氣設(shè)備內(nèi)部局放源的定位精度和定位效率，本發(fā)明公開了一種基于雙UHF傳感器的局部放電源快速定位方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是，利用一種便攜式局放UHF信號定位裝置，通過布置兩路UHF傳感器，接收待測高壓電氣設(shè)備內(nèi)部局放產(chǎn)生的UHF信號，對UHF信號進行濾波、放大、模/數(shù)轉(zhuǎn)換，獲取兩路UHF信號的完整波形，通過比較局放源到達兩路UHF傳感器的信號時間差，從而確定局放源位置。
[0007]本發(fā)明一種便攜式局放UHF信號定位裝置，包括UHF傳感器、UHF信號調(diào)理單元、可選濾波器組件、數(shù)據(jù)采集單元；數(shù)據(jù)采集單元通過可選濾波器組件連接UHF信號調(diào)理單元的輸出端;UHF信號調(diào)理單元的輸入端連接UHF傳感器。
[0008]UHF傳感器包括第一 UHF傳感器和第二 UHF傳感器，用于放置在高壓開關(guān)柜箱體縫隙、觀察窗、變壓器箱沿接縫、GIS設(shè)備盆式絕緣子等處，以接受來自設(shè)備內(nèi)部局放產(chǎn)生的UHF信號；
UHF信號調(diào)理單元，用于對所述UHF信號進行前置處理，將所述UHF信號進行帶通濾波、對數(shù)放大等預(yù)處理輸出調(diào)理后信號；
可選濾波器組件包括第一可選濾波器組件和第二可選濾波器組件，用于根據(jù)現(xiàn)場背景干擾信號特征，對所述調(diào)理后信號進行可選的高通、低通或帶通濾波，以抑制現(xiàn)場干擾，輸出待采集信號；
數(shù)據(jù)采集單元，用于對所述待采集信號進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，將待采集信號保真地轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，獲取信號完整波形，并提供人機交互界面，進行顯示、分析、存儲。[0009]優(yōu)選地，所述UHF傳感器為0.3GHz~1.5GHz頻帶的UHF傳感器。
[0010]優(yōu)選地，所述UHF信號調(diào)理單元包括依次連接的帶通濾波器、對數(shù)放大器。
[0011]優(yōu)選地，所述可選濾波器組件為三個子模塊，分別為高通、低通、帶通濾波組件，高通濾波組件截止頻率為0.6GHz，低通濾波組件截止頻率為0.45GHz，帶通濾波組件通帶頻率為1.3GHz~1.5GHz ;定位時雙路濾波器組件選擇應(yīng)相同。
[0012]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集單元的最高采樣速率為4GSa/s，帶寬為1.5GHz，模/數(shù)轉(zhuǎn)換分辨率12bit，能夠保真地獲取UHF信號波形，以讀取波形起始沿；具備USB接口通過外部存儲保存信號。
[0013]便攜式局放UHF信號定位裝置的工作原理是，安裝在高壓開關(guān)柜箱體縫隙、觀察窗、變壓器箱沿接縫、GIS設(shè)備盆式絕緣子等處的UHF傳感器將采集到的局放信號送至UHF信號調(diào)理單元的輸入端，對UHF信號進行前置處理，將UHF信號進行帶通濾波、對數(shù)放大等預(yù)處理輸出調(diào)理后信號；調(diào)理后信號送至可選濾波器組件進行可選的高通、低通或帶通濾波，以抑制現(xiàn)場干擾，輸出待采集信號至數(shù)據(jù)采集單元；數(shù)據(jù)采集單元對待采集信號進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，將待采集信號保真地轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，獲取信號完整波形，并提供人機交互界面，進行顯示、分析、存儲。
[0014]本發(fā)明一種高壓電氣設(shè)備局部放電源定位方法為:
(I)將第一 UHF 傳感器11 (或第二 UHF傳感器12)放置在待檢測現(xiàn)場地面并遠離待測設(shè)備，進行背景噪聲測試。
[0015](2)將所述第一 UHF傳感器11 (或第二 UHF傳感器12)放置在待檢測設(shè)備如高壓開關(guān)柜前后面板觀察窗，檢測判斷有無放電信號。
[0016](3)如有放電信號，將第一 UHF傳感器11和第二 UHF傳感器12放置在待檢測設(shè)備附近地面，并分開一定距離時，適當(dāng)移動第一 UHF傳感器11和第二 UHF傳感器12的位置，比較局放源到達兩路UHF傳感器的信號時間差，當(dāng)信號時間差為O時，表明局放源5位于第
一UHF傳感器11與第二 UHF傳感器12連線的中分面61上。
[0017](4)同步驟(3)原理，當(dāng)兩路UHF信號時間差為O時，在三維空間的x、y、z平面上先后確定三個中分面，三個中分面形成的交點即為放電源位置。
[0018](5)當(dāng)局放源的位置較高時，受現(xiàn)場安全或其它影響UHF傳感器無法超過局放源位置而形成中分面，則局放源的高度位置由下式確定:
【權(quán)利要求】
1.一種基于雙UHF傳感器的局部放電源快速定位方法，其特征在于，所述方法利用一種便攜式局放UHF信號定位裝置，通過布置兩路UHF傳感器，接收待測高壓電氣設(shè)備內(nèi)部局放產(chǎn)生的UHF信號，對UHF信號進行濾波、放大、模/數(shù)轉(zhuǎn)換，獲取兩路UHF信號的完整波形，通過比較局部放電源到達兩路UHF傳感器的信號時間差，從而確定局部放電源位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙UHF傳感器的局部放電源快速定位方法，其特征在于，所述方法中，當(dāng)?shù)谝?UHF傳感器(11)和第二 UHF傳感器(12)放置在待檢測設(shè)備附近地面，并分開一定距離時，適當(dāng)移動第一 UHF傳感器(11)和第二 UHF傳感器(12)的位置，比較局部放電源到達兩路UHF傳感器的信號時間差，當(dāng)信號時間差為O時，表明局部放電源(5)位于第一 UHF傳感器(11)與第二 UHF傳感器(12)連線的中分面(61)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于雙UHF傳感器的局部放電源快速定位方法，其特征在于，所述方法中，當(dāng)兩路UHF彳目號時間差為O時，在二維空間的x、y、z平面上先后確定二個中分面，三個中分面形成的交點即為放電源位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于雙UHF傳感器的局部放電源快速定位方法，其特征在于，所述方法中，當(dāng)局部放電源的位置較高時，受現(xiàn)場安全或其它影響UHF傳感器無法超過局部放電源位置而形成中分面，局部放電源位置由下式確定:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙UHF傳感器的局部放電源快速定位方法，其特征在于，所述便攜式局放UHF信號定位裝置由第一 UHF傳感器(11)、第二 UHF傳感器(12)、UHF信號調(diào)理單元(2)、第一可選濾波器組件(31)、第二可選濾波器組件(32)和數(shù)據(jù)采集單元(4)組成；數(shù)據(jù)采集單元(4)分別通過第一可選濾波器組件(31)和第二可選濾波器組件(32)連接UHF信號調(diào)理單元(2)的輸出端；UHF信號調(diào)理單元(2)的輸入端分別連接第一UHF傳感器(11)和第二 UHF傳感器(12)； 所述第一 UHF傳感器(11)和第二 UHF傳感器(12)，用于放置在高壓開關(guān)柜箱體縫隙、觀察窗、變壓器箱沿接縫、GIS設(shè)備盆式絕緣子等處，以接受來自設(shè)備內(nèi)部局放產(chǎn)生的UHF信號; 所述UHF信號調(diào)理單元(2)，用于對所述UHF信號進行前置處理，將所述UHF信號進行帶通濾波、對數(shù)放大等預(yù)處理輸出調(diào)理后信號； 所述第一可選濾波器組件(31)和第二可選濾波器組件(32)，用于根據(jù)現(xiàn)場背景干擾信號特征，對所述調(diào)理后信號進行可選的高通、低通或帶通濾波，以抑制現(xiàn)場干擾，輸出待采集信號； 所述數(shù)據(jù)采集單元(4)，用于對所述待采集信號進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，將待采集信號保真地轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，獲取信號完整波形，并提供人機交互界面，進行顯示、分析、存儲。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于雙UHF傳感器的局部放電源快速定位方法，其特征在于，所述UHF傳感器為0.3GHz~1.5GHz頻帶的UHF傳感器；所述UHF信號調(diào)理單元包括依次連接的帶通濾波器、對數(shù)放大器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于雙UHF傳感器的局部放電源快速定位方法，其特征在于，所述可選濾波器組件為三個子模塊，分別為高通、低通、帶通濾波組件，高通濾波組件截止頻率為0.6GHz,低通濾波組件截止頻率為0.45GHz,帶通濾波組件通帶頻率為.1.3GHz~1.5GHz ;定位時雙路濾波器組件選擇應(yīng)相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于雙UHF傳感器的局部放電源快速定位方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集單元的最高采樣速率為4GSa/s，帶寬為1.5GHz，模/數(shù)轉(zhuǎn)換分辨率.12bit，能夠保真地獲取UHF信號波形，以讀取波形起始沿；具備USB接口通過外部存儲保存信號。
【文檔編號】G01R31/12GK103913683SQ201410132542
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】劉明軍, 周求寬, 黃成軍 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)江西省電力科學(xué)研究院