一種開關(guān)柜局部放電檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種開關(guān)柜局部放電檢測系統(tǒng)，尤其是涉及一種基于內(nèi)置于開關(guān)柜內(nèi)超高頻天線傳感器的開關(guān)柜局部放電檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓電氣設(shè)備的絕緣內(nèi)部總是存在一些缺陷，如氣泡間隙、雜質(zhì)、尖刺等，在強(qiáng)電場作用下使得設(shè)備絕緣內(nèi)部的電場分布不均勻，在缺陷部位的電場強(qiáng)度增大，從而容易導(dǎo)致該部位發(fā)生未貫穿整個(gè)絕緣的放電，即局部放電。局部放電一般不會引起絕緣的穿透性擊穿，但是卻會導(dǎo)致絕緣介質(zhì)的局部損壞。若其長期存在，則會在一定條件下造成絕緣裝置電氣強(qiáng)度的破壞，最終造成設(shè)備絕緣擊穿。因而對于電氣設(shè)備而言，電氣設(shè)備發(fā)生局部放電現(xiàn)象是導(dǎo)致其絕緣老化或劣化甚至損壞從而引發(fā)設(shè)備損毀及電力系統(tǒng)事故的重要原因之一，同時(shí)局部放電也是設(shè)備絕緣完整性退化的標(biāo)志。因此對電氣設(shè)備的局部放電進(jìn)行在線監(jiān)測是評估設(shè)備絕緣狀況的重要手段，也是發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛伏性故障，最終實(shí)現(xiàn)故障預(yù)警，避免故障發(fā)生的有效措施之一。
[0003]開關(guān)柜是向配電網(wǎng)或用戶供電的直接設(shè)備，且在電力系統(tǒng)中大量應(yīng)用。由于和供電直接相關(guān)，開關(guān)柜故障造成停電事故帶來的經(jīng)濟(jì)損失和社會損失會非常大。對運(yùn)行中的尚壓開關(guān)柜進(jìn)彳丁局部放電在線監(jiān)測，能為開關(guān)柜狀態(tài)檢修提供重要參數(shù)和依據(jù)，提尚開關(guān)柜試驗(yàn)檢修效率，從而避免開關(guān)柜突發(fā)事故，提高供電質(zhì)量。
[0004]目前比較成熟的檢測開關(guān)柜設(shè)備局部放電的方法主要是暫態(tài)對地電壓檢測法(TEV)、超聲波檢測法以及特高頻(UHF)檢測法。其中特高頻檢測法是近年來發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)。它采用測量高壓設(shè)備絕緣隱患在運(yùn)行電壓下輻射的電磁波來判斷設(shè)備是否發(fā)生局部放電，該方法可以非接觸測量及在線檢測。與其它局部放電檢測方法相比，UHF法具有靈敏度較高、抗干擾能力較強(qiáng)、可識別故障類型以及定位故障源等優(yōu)點(diǎn)。通過對設(shè)備局部放電的特高頻在線檢測能夠及時(shí)準(zhǔn)確地判斷電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣狀態(tài)，這對防止電力設(shè)備事故發(fā)生，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重大意義。
[0005]特高頻天線作為接收局部放電所產(chǎn)生的電磁波信號的傳感器，是特高頻監(jiān)測系統(tǒng)的核心部分，其性能的好壞也直接決定了特高頻信號后期提取和識別的難易程度，性能較好的特高頻天線傳感器應(yīng)當(dāng)具有頻帶寬、駐波比小、增益大、方向性好的特點(diǎn)。而作為內(nèi)置天線傳感器來說，除此之外，還應(yīng)當(dāng)具有合理的尺寸和形狀，其安裝不能影響設(shè)備內(nèi)部的絕緣。
[0006]申請?zhí)枮镃N2012102303160的“一種開關(guān)柜內(nèi)置超高頻天線傳感器”的中國發(fā)明專利申請，該天線傳感器由輻射天線、電介質(zhì)層、空氣層和接地層組成，該傳感器的主要缺點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，占用空間大且不便于安裝。此外，目前還沒有出現(xiàn)過基于內(nèi)置于開關(guān)柜超高頻天線傳感器的開關(guān)柜局部放電檢測系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種開關(guān)柜局部放電檢測系統(tǒng)，其高度集成化，具有體積小、重量輕、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，檢測人員不需要專業(yè)的培訓(xùn)，減小了人力物力的投入。
[0008]解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案:
[0009]—種開關(guān)柜局部放電檢測系統(tǒng)，其特征是:包括通過同軸電纜連接的手持式檢測設(shè)備和內(nèi)置于開關(guān)柜內(nèi)的特高頻傳感器兩個(gè)子系統(tǒng)；
[0010]所述的內(nèi)置于開關(guān)柜內(nèi)的特高頻傳感器包括天線輻射層、電介質(zhì)層、饋電探針和BNC電纜接頭，所述電介質(zhì)層的一個(gè)表面直接貼附在所述開關(guān)柜內(nèi)壁上以開關(guān)柜的柜殼作為特高頻傳感器的信號參考地，所述的天線輻射層鋪設(shè)在電介質(zhì)層的另一表面上，所述的饋電探針垂直并內(nèi)置于電介質(zhì)層內(nèi)，其內(nèi)端與天線輻射層連接、另一端與從外向內(nèi)穿過所述開關(guān)柜壁通孔的BNC電纜接頭內(nèi)芯相連接，BNC電纜接頭外殼與開關(guān)柜柜體電連接，所述BNC電纜接頭用于連接同軸電纜；
[0011]所述的手持式檢測設(shè)備帶有BNC電纜接頭，同軸電纜連接特高頻傳感器的BNC電纜接頭與手持式檢測設(shè)備的BNC電纜接頭，從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)子系統(tǒng)的連接；
[0012]所述的手持式檢測設(shè)備包括一 DSP芯片，所述的DSP芯片經(jīng)第一 I/O接口與一數(shù)據(jù)采集模塊相連接，所述的數(shù)據(jù)采集模塊與一信號處理模塊連接，所述的信號處理模塊與BNC電纜接頭連接并接收從同軸電纜傳來的信號；
[0013]所述的DSP芯片經(jīng)第二 I/O接口與一工頻信號獲取模塊相連接。
[0014]所述的電介質(zhì)層為相對介電常數(shù)為2.5?6.0的環(huán)氧樹脂。
[0015]所述天線福射層為厚度為ΙΟμπι?120 μm的銅或招，天線福射層的形狀為Koch雪花，在天線輻射層上設(shè)置有一孔徑為0.5mm?1.5mm的饋電點(diǎn)，所述饋電探針的內(nèi)端與饋電點(diǎn)焊接。
[0016]所述天線輻射層的外表面鍍有厚度為2 μπι?10 μπι的錫層以便焊接饋電探針。
[0017]所述的饋電探針為長度為1.5mm?10mm、直徑與饋電點(diǎn)的孔徑相同的銅質(zhì)或鋁質(zhì)探針。
[0018]所述的電介質(zhì)層貼附在開關(guān)柜內(nèi)壁的具體方式為:所述電介質(zhì)層的四個(gè)角設(shè)置有四個(gè)通孔、對應(yīng)的開關(guān)柜位置上分別設(shè)置有四個(gè)螺孔，然后用螺栓將電介質(zhì)層固定在開關(guān)柜上或者利用粘膠將所述電介質(zhì)層粘在開關(guān)柜內(nèi)壁上。
[0019]所述的工頻信號獲取模塊由光電傳感器、A/D采集器依次連接而成，所述的A/D采集器經(jīng)第二 I/O接口與DSP芯片相連接。
[0020]所述的DSP芯片經(jīng)第三I/O接口與一信息顯示模塊相連接。
[0021]所述的信息顯示模塊為IXD顯示屏。
[0022]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述的DSP芯片經(jīng)第四I/O接口與一數(shù)據(jù)儲存模塊相連接。
[0023]進(jìn)一步地，所述的數(shù)據(jù)儲存模塊為flash閃存。
[0024]再進(jìn)一步地，所述的DSP芯片經(jīng)第五I/O接口與一按鍵控制模塊相連接，所述的按鍵控制模塊設(shè)有電源按鍵、初始化按鍵、設(shè)備信息錄入按鍵、單次放點(diǎn)波形按鍵、工頻周期波形按鍵、輸入鍵盤、hold on按鍵以及存儲按鍵。
[0025]所述的DSP芯片經(jīng)第六I/O接口與一接口擴(kuò)展模塊相連接，所述的接口擴(kuò)展模塊為 USB2.0 接口。
[0026]本發(fā)明的開關(guān)柜局部放電檢測系統(tǒng)的使用步驟如下:
[0027]1、對需要停電檢修的開關(guān)柜設(shè)備，裝上內(nèi)置于開關(guān)柜內(nèi)的特高頻傳感器；
[0028]2、手持式檢測設(shè)備連接特高頻傳感器，通過同軸電纜經(jīng)特高頻傳感器輸出端連接到手持式檢測設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)信號的獲??；
[0029]3、設(shè)備開機(jī)，連接好同軸電纜檢查無誤后，按下手持式檢測設(shè)備電源按鈕；
[0030]4、設(shè)備初始化，設(shè)備打開電源后按下設(shè)備初始化按鍵，對檢測設(shè)備的設(shè)置做初始化操作，按下按鍵到初始化結(jié)束默認(rèn)30s完成該操作；
[0031]5、設(shè)備信息錄入，設(shè)備初始化完成后，按下設(shè)備信息錄入按鈕，輸入開關(guān)柜相關(guān)信息;
[0032]6、信息處理，特高頻傳感器只將局部放電信號轉(zhuǎn)化為一定電壓信號，包含較多復(fù)雜的電信號，并且電壓信號較弱，一般為幾十毫伏；因?yàn)榫植糠烹娦盘柕念l率在300MH-3GHZ之間，所以設(shè)置信息處理模塊將信號中頻率在300MHz-3GHz之外的信號通過濾波電路，并放大10倍；
[0033]7、初步判斷，由手持式檢測設(shè)備自動判斷此時(shí)由