本發(fā)明涉及一種開關柜局部放電監(jiān)測系統(tǒng)和監(jiān)測方法。

背景技術：

隨著用電負荷的不斷增加，10-35kv金屬封閉成套開關設備廣泛應用于各個變電站，這些開關設備安全可靠的運行決定了供電的合格率和可靠性。電氣設備在長期運行中必然存在著電的、熱的、化學的及異常狀態(tài)下形成的絕緣劣化。高壓系統(tǒng)組件結構一般比較復雜，采用的介質(zhì)也多種多樣，常用的有氣體介質(zhì)(如sf6)、固體介質(zhì)(如聚烯烴、硅橡膠、環(huán)氧樹脂等)。固體介質(zhì)的工藝上是經(jīng)過真空澆注成一體的，從理論上講，真空澆注應該沒有氣泡，但實際上因為工藝原因，在澆注時不可避免地存在氣泡和雜質(zhì)。如圖3所示，開關設備100包括接地部101，空隙部102和絕緣材料103，在運行中由于空隙部的氣泡的存在將導致局部場強增大、局部放電發(fā)生，這種放電不斷蔓延和發(fā)展，會引起絕緣的損傷(碳化痕跡或穿孔)，如任其發(fā)展，會導致絕緣喪失介電性能而造成事故。此外，大多數(shù)機械破壞也會導致局部放電的產(chǎn)生。

局部放電會產(chǎn)生各種物理、化學現(xiàn)象，如電荷交換、電磁波、聲波、發(fā)熱、發(fā)光、產(chǎn)生分解物等，因而可以有很多測量局部放電的方法。通過放電產(chǎn)生的電磁波通過金屬箱體的接縫處或者氣體絕緣開關的襯墊傳播出去，同時產(chǎn)生一個暫態(tài)電壓，通過設備的金屬箱體外表面而傳到地下，這些電壓脈沖為暫態(tài)對地電壓，簡稱tev。長期以來，運用預防性試驗來診斷開關柜內(nèi)設備的絕緣狀況起到了很好的效果，但由于預防性試驗周期的時間間隔較長，不能有效發(fā)現(xiàn)存在的潛伏性缺陷，且開關柜內(nèi)設備大都采用環(huán)氧樹脂型材料作為外絕緣，制造過程中不可避免地會殘存少量氣泡，由于開關室內(nèi)環(huán)境因素不一樣，受溫度、潮濕等環(huán)境影響嚴重，運行中會產(chǎn)生局部放電的可能，導致電氣絕緣強度降低，甚至發(fā)生故障。今年來許多突發(fā)事故，多是局部放電所致。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術的問題，提供了一種能夠快速判定放電位置，預先發(fā)現(xiàn)開關柜內(nèi)潛在的故障點的開關柜局部放電監(jiān)測系統(tǒng)和監(jiān)測方法。

具體技術方案如下：一種開關柜局部放電監(jiān)測系統(tǒng)，包括第一傳感器，第二傳感器和監(jiān)測電路，第一、第二傳感器分別設置在開關柜表面，第一、第二傳感器分別與監(jiān)測電路連接，監(jiān)測電路包括前端輸入模塊，信號濾波及調(diào)理模塊，ad采樣模塊，處理模塊和控制器，前端輸入模塊分別與第一、第二傳感器電性連接，信號濾波及調(diào)理模塊分別與前端輸入模塊和ad采樣模塊電性連接，處理模塊分別與控制器和ad采樣模塊電性連接，所述控制器與信號濾波及調(diào)理模塊電性連接。

以下為本發(fā)明的附屬技術方案。

所述第一、第二傳感器設置在外殼上。

作為優(yōu)選方案，所述第一、第二傳感器為電容耦合傳感器。

作為優(yōu)選方案，信號濾波及調(diào)理模塊包括模擬濾波電路，對數(shù)放大電路和峰值檢波電路，模擬濾波電路與對數(shù)放大電路，對數(shù)放大電路與峰值檢波電路電性連接。

作為優(yōu)選方案，所述控制器包括時序邏輯電路。

一種開關柜局部放電監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將第一傳感器和第二傳感器安裝在開關柜上；(2)通過監(jiān)測電路檢測由于局部放電而引起短暫的電氣脈沖，比較電磁波到達每只傳感器所需要的時間；(3)判斷放電位置。

本發(fā)明的技術效果：本發(fā)明的開關柜局部放電監(jiān)測系統(tǒng)和監(jiān)測方法，采用暫態(tài)對地電壓的原理來對開關設備局部放電狀況進行檢測、測量及定位，通過電容耦合式傳感器在被檢設備的金屬外殼上進行探測及測量。檢測由于局部放電而引起短暫的電氣脈沖，能實時顯示各個監(jiān)測點設備狀態(tài)、局部放電幅值、頻次、確定放電點相對位置及真空斷路器相對漏氣階段。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的開關柜的示意圖。

圖2是本發(fā)明實施例的開關柜局部放電監(jiān)測系統(tǒng)的架構圖。

圖3是現(xiàn)有技術的開關柜的示意圖。

具體實施方式

下面，結合實例對本發(fā)明的實質(zhì)性特點和優(yōu)勢作進一步的說明，但本發(fā)明并不局限于所列的實施例。

如圖1和圖2所示，本實施例的開關柜局部放電監(jiān)測系統(tǒng)，包括第一傳感器1，第二傳感器2和監(jiān)測電路3，第一、第二傳感器分別設置在開關柜4表面。第一、第二傳感器分別與監(jiān)測電路連接，監(jiān)測電路3包括前端輸入模塊，信號濾波及調(diào)理模塊，ad采樣模塊，處理模塊和控制器，前端輸入模塊分別與第一、第二傳感器電性連接，信號濾波及調(diào)理模塊分別與前端輸入模塊和ad采樣模塊電性連接，處理模塊分別與控制器和ad采樣模塊電性連接，所述控制器與信號濾波及調(diào)理模塊電性連接。上述技術方案中，通過前端輸入模塊可放大信號，本實施例中采用ad8313芯片。通過信號濾波及調(diào)理模塊能夠有效耦合高頻信號，避免其他信號的干擾，以最大限度地降低外部環(huán)境的電磁干擾和提高局部放電監(jiān)測系統(tǒng)的靈敏度。所述ad采樣模塊可采用德州儀器的ads805轉換器，將外部的信號轉換成處理模塊能接受的電壓信號，實現(xiàn)信號的處理、分析和存儲。處理模塊具有微處理器，可采用freescale的imx257作為控制核心。上述技術方案中，可通過時間差法來確定放電活動的位置，原理是比較電磁波到達每只傳感器所需要的時間。系統(tǒng)指示哪個傳感器先被觸發(fā)，表明哪只探測器離放電點電氣距離較近。采用時間差法來確定放電點的方法本質(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果不正常。

如圖1和圖2所示，進一步的，所述開關柜4包括外殼41，外殼41具有縫隙部42，所述第一、第二傳感器設置在外殼41上，從而可監(jiān)測電磁波10。本實施例中，所述第一、第二傳感器為電容耦合傳感器。信號濾波及調(diào)理模塊包括模擬濾波電路，對數(shù)放大電路和峰值檢波電路，模擬濾波電路與對數(shù)放大電路，對數(shù)放大電路與峰值檢波電路電性連接。對數(shù)放大電路用于對暫態(tài)地電壓信號進行非線性放大；峰值檢波電路用于對持續(xù)時間短至ps級的局部放電信號進行處理，提取對局部放電檢測最為重要的幅值信號，而將其持續(xù)時間展寬至μs級，以降低后續(xù)采樣與轉換電路的設計指標要求。所述控制器包括時序邏輯電路。時序鑒別邏輯電路對兩路觸發(fā)邏輯電路輸出的脈沖信號進行優(yōu)先級鑒別，并提供對稱的時序鑒別邏輯輸出；微處理器讀取時序鑒別邏輯的輸出，則可以判斷出暫態(tài)地電壓信號出現(xiàn)的時間先后，從而幫助操作人員判斷出局部放電源的大致位置。

一種開關柜局部放電監(jiān)測系統(tǒng)，包括以下步驟：(1)將第一傳感器和第二傳感器安裝在開關柜上；(2)通過監(jiān)測電路檢測由于局部放電部20而引起短暫的電氣脈沖，比較電磁波到達每只傳感器所需要的時間；(3)判斷放電位置，通過判斷放電位置后，處理模塊控制斷路器就地或遠方斷開。通過上述技術方案能夠對放電位置進行快速定位，基于iec61850標準，應用氣體開關柜局部放電檢測儀，采用局部放電tev檢測方法和事件定位方法，根據(jù)局放監(jiān)測技術來決斷開關漏氣。從而預先發(fā)現(xiàn)開關柜內(nèi)潛在的故障點，確?，F(xiàn)場設備持續(xù)、安全、有效地運行，提高供電可靠性。

本實施例的開關柜局部放電監(jiān)測系統(tǒng)和監(jiān)測方法，采用暫態(tài)對地電壓的原理來對開關設備局部放電狀況進行檢測、測量及定位，通過電容耦合式傳感器在被檢設備的金屬外殼上進行探測及測量。檢測由于局部放電而引起短暫的電氣脈沖，能實時顯示各個監(jiān)測點設備狀態(tài)、局部放電幅值、頻次、確定放電點相對位置及真空斷路器相對漏氣階段。

需要指出的是，上述較佳實施例僅為說明本發(fā)明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。