一種高壓開關(guān)柜內(nèi)局部放電檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高壓開關(guān)柜內(nèi)局部放電檢測裝置，包括多個非接觸式超高頻傳感器，它具有一個片狀設(shè)置的電路板，在所述電路板上設(shè)置有用于接收局部放電信號的對稱天線平面，以及與所述天線平面連接的包絡(luò)檢波電路，生成局部放電產(chǎn)生的超高頻信號包絡(luò)曲線。本發(fā)明高壓開關(guān)柜內(nèi)局部放電檢測裝置可安裝在戶外高壓開關(guān)柜中，通過接收柜體內(nèi)局部放電產(chǎn)生的超高頻電磁波，實現(xiàn)局部放電檢測和模式識別，并可在設(shè)備不停電的情況下進(jìn)行安裝，并對設(shè)備狀況進(jìn)行實時動態(tài)監(jiān)測，具有極強的抗干擾能力和較高的靈敏度。
【專利說明】—種高壓開關(guān)柜內(nèi)局部放電檢測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)，更特定言之，本發(fā)明主要涉及一種高壓開關(guān)柜內(nèi)局部放電檢測裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]高壓開關(guān)柜是電力系統(tǒng)非常重要的電氣設(shè)備，其內(nèi)部絕緣部分的缺陷或劣化、導(dǎo)電連接部分的接觸不良都使安全運行受到威脅。根據(jù)1989?1992年間全國電力系統(tǒng)6?1kV開關(guān)柜事故統(tǒng)計，絕緣和載流引起的故障占總數(shù)的40.2%，其中由于絕緣部分的閃絡(luò)造成的事故占絕緣事故總數(shù)的79.0%。由于在事故潛伏期可能產(chǎn)生放電現(xiàn)象，故可以通過對放電的監(jiān)測得到相關(guān)的信息。而目前的局部放電在線監(jiān)測裝置應(yīng)用于變電站中，在戶外環(huán)網(wǎng)柜中鮮見應(yīng)用。同時這些裝置均無法在設(shè)備不停電的情況下進(jìn)行安裝。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明專利技術(shù)中的局部放電檢測裝置可安裝在戶外高壓開關(guān)柜中，通過接收柜體內(nèi)局部放電產(chǎn)生的超高頻電磁波，實現(xiàn)局部放電檢測和模式識別，并可在設(shè)備不停電的情況下進(jìn)行安裝，并對設(shè)備狀況進(jìn)行實時動態(tài)監(jiān)測，具有極強的抗干擾能力和較高的靈敏度。
[0004]因此，設(shè)計一種高壓開關(guān)柜內(nèi)局部放電檢測裝置，包括非接觸式超高頻傳感器，它具有一個電路板，在所述電路板上設(shè)置有用于接收局部放電信號的天線布置平面，為了使天線小型化，電路板通常設(shè)置成為板狀結(jié)構(gòu)或圓形結(jié)構(gòu)；以及與所述天線平面連接的包絡(luò)檢波電路，生成局部放電產(chǎn)生的超高頻信號包絡(luò)曲線給一個信號處理器進(jìn)行曲線分析和提取特性值。
[0005]在一個實施例中，所述包絡(luò)檢波電路包括:第一信號轉(zhuǎn)換部件，連接所述天線平面并將接收到的局部放電信號能量轉(zhuǎn)換為表示局部放電特性的交流電信號；第二信號轉(zhuǎn)換部件，連接所述第一信號轉(zhuǎn)換部件并將所述交流電信號轉(zhuǎn)換為模擬脈沖信號；信號檢測部件，連接所述的第二信號轉(zhuǎn)換部件，用于抽取其中的模擬正弦波信號并提取信號峰值和相位特性值。
[0006]在一個實施例中，所述第一信號轉(zhuǎn)換部件為射頻發(fā)射機(jī)，所述第二信號轉(zhuǎn)換部件為射頻接收機(jī)。或者所述第一信號轉(zhuǎn)換部件為光信號編碼發(fā)射機(jī)，所述第二信號轉(zhuǎn)換部件為光信號解碼接收機(jī)。
[0007]在一個實施例中，所述的電路板具有50?200pF的電容值。
[0008]在一個實施例中，所述天線平面檢測的局部放電信號帶寬頻率為500?1500MHz。
[0009]在一個實施例中，所述信號放大器內(nèi)嵌入貝塞爾型有源帶通濾波器，其放大增益為 40dB。
[0010]本發(fā)明設(shè)計了局部放電檢測的一種新方法，在電力設(shè)備如GIS、同步電機(jī)、變壓器、電纜等的檢測中得以應(yīng)用，天線具有外界干擾信號少的特點，其電性能與頻率大小無關(guān)，具有寬頻帶、圓極化、尺寸小等優(yōu)點，因而檢測系統(tǒng)受外界干擾影響小，可以極大提高電氣設(shè)備局部放電檢測，特別是在線檢測的可靠性和靈敏度。用于高壓開關(guān)柜在線監(jiān)測有明顯的優(yōu)點，因此這一技術(shù)在例如400kV變電站中取得經(jīng)驗。通過已收集的一萬多條涵蓋所有不同型號的高壓設(shè)備的數(shù)據(jù)庫，對高壓柜體內(nèi)器件(如CT、PT)、母線連接處、支持絕緣子表面及開斷裝置，例如熔斷器、拉閘開關(guān)等進(jìn)行了試驗驗證。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)原理是根據(jù)當(dāng)高壓電氣設(shè)備發(fā)生局部放電時，放電電量先聚集在與放電點相鄰的接地金屬部分，形成電流脈沖并向各個方向傳播。對于內(nèi)部放電，放電電量聚集在接地屏蔽的內(nèi)表面，因此，如果屏蔽層是連續(xù)時無法在外部檢測到放電信號。但實際上，屏蔽層通常在絕緣部位、墊圈連接處、電纜絕緣終端等部位出現(xiàn)破損而導(dǎo)致不連續(xù)，這樣，高頻信號就會傳輸?shù)皆O(shè)備外層。放電產(chǎn)生的電磁波通過金屬箱體的接縫處或氣體絕緣開關(guān)的襯墊傳播出去。
[0012]在一個實施例中，高壓開關(guān)柜局部放電在線檢測技術(shù)對開關(guān)設(shè)備局部放電狀況進(jìn)行檢測及定位，通過耦合式傳感探測器在被檢環(huán)網(wǎng)柜設(shè)備的金屬外殼上進(jìn)行探測。裝置檢測由于局部放電而引起的短暫電壓脈沖，測出局部放電電壓脈沖的幅度峰值。采用多個耦合式探測器可以檢測放電點發(fā)出的電磁波瞬間脈沖所經(jīng)過的時間差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(dá)傳感探測器所需要的時間。系統(tǒng)指示哪個通道先被觸發(fā)，進(jìn)而表明探測器離放電點的電氣距離較近。脈沖是以光速或接近光速進(jìn)行傳播的，所以必須能夠分辨很小的時間差，通常為μs級。采用比較電磁脈沖抵達(dá)不同探測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。
[0013]基于此，本發(fā)明實施例的技術(shù)效果顯而易見，采用的高壓開關(guān)柜局部放電檢測裝置具有測量頻帶寬、抗干擾能力強、工作穩(wěn)定性好等優(yōu)點，能很好地滿足開關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測的要求；裝置在超高頻傳感器中內(nèi)嵌了阿基米德雙臂螺旋天線，具有寬頻帶、圓極化、尺寸小、效率高及非接觸測量等優(yōu)點，可實現(xiàn)在高壓開關(guān)柜不停電工作狀態(tài)下安裝；采用檢波電路獲得得到局部放電產(chǎn)生的超高頻信號的包絡(luò)曲線，再利用數(shù)據(jù)處理單元提取信號峰值和相位特征量。這種方式大大降低了數(shù)據(jù)處理和采集的數(shù)據(jù)量，有效降低了裝置本身的復(fù)雜程度及其對通信帶寬、監(jiān)控中心處理能力的要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1示意性繪示出本發(fā)明局部放電檢測裝置的功能模塊化框圖；

【具體實施方式】
[0015]參照圖1，高壓開關(guān)柜內(nèi)局部放電檢測裝置，包括非接觸式超高頻傳感器，它具有一個呈片狀電路板11，在所述電路板上設(shè)置有用于接收局部放電信號的成對稱設(shè)置的天線平面12，以及與所述天線平面12連接的包絡(luò)檢波電路2，生成局部放電產(chǎn)生的超高頻信號包絡(luò)曲線。包絡(luò)檢波電路2包括:第一信號轉(zhuǎn)換部件21，連接所述天線平面并將接收到的局部放電信號能量轉(zhuǎn)換為表示局部放電特性的交流電信號；第二信號轉(zhuǎn)換部件22，連接所述第一信號轉(zhuǎn)換部件并將所述交流電信號轉(zhuǎn)換為模擬脈沖信號；信號檢測部件23，連接所述的第二信號轉(zhuǎn)換部件，用于抽取其中的模擬正弦波信號并提取信號峰值和相位特性值。
[0016]在一個實施例中，所述第一信號轉(zhuǎn)換部件21為射頻發(fā)射機(jī)，所述第二信號轉(zhuǎn)換部件22為射頻接收機(jī)。
[0017]在一個實施例中，所述的電路板11具有50?200pF的電容值。
[0018]在一個實施例中，所述天線平面檢測的局部放電信號帶寬頻率為500?1500MHz。
[0019]在一個實施例中，所述信號放大器內(nèi)嵌入貝塞爾型有源帶通濾波器，其放大增益為 40dB。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓開關(guān)柜內(nèi)局部放電檢測裝置，其特征在于包括多個非接觸式超高頻傳感器，它具有一個片狀設(shè)置的電路板，在所述電路板上設(shè)置有用于接收局部放電信號的對稱天線平面，以及與所述天線平面連接的包絡(luò)檢波電路，生成局部放電產(chǎn)生的超高頻信號包絡(luò)曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓開關(guān)柜內(nèi)局部放電檢測裝置，其特征在于:所述包絡(luò)檢波電路包括:第一信號轉(zhuǎn)換部件，連接所述天線平面并將接收到的局部放電信號能量轉(zhuǎn)換為表示局部放電特性的交流電信號；第二信號轉(zhuǎn)換部件，連接所述第一信號轉(zhuǎn)換部件并將所述交流電信號轉(zhuǎn)換為模擬脈沖信號；信號檢測部件，連接所述的第二信號轉(zhuǎn)換部件，用于抽取其中的模擬正弦波信號并提取信號峰值和相位特性值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓開關(guān)柜內(nèi)局部放電檢測裝置，其特征在于:所述第一信號轉(zhuǎn)換部件為射頻發(fā)射機(jī)，所述第二信號轉(zhuǎn)換部件為射頻接收機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓開關(guān)柜內(nèi)局部放電檢測裝置，其特征在于:所述的電路板具有50?200pF的電容值。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓開關(guān)柜內(nèi)局部放電檢測裝置，其特征在于:所述天線平面檢測的局部放電信號帶寬頻率為500?1500MHz。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓開關(guān)柜內(nèi)局部放電檢測裝置，其特征在于:所述信號放大器內(nèi)嵌入貝塞爾型有源帶通濾波器，其放大增益為40dB。
【文檔編號】G01R31/12GK104166076SQ201410384328
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】馬靜君, 陳建紅, 徐建華, 徐航, 張明昭, 司拴成, 王曄辰, 鄭騰飛 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)浙江省電力公司金華供電公司, 國網(wǎng)浙江蘭溪市供電公司