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一種絕緣管型母線局部放電檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種絕緣管型母線局部放電檢測裝置，其主要特點是：包括PC主機、觸摸屏顯示器、超高頻傳感器、超聲波傳感器和工頻電流傳感器，所述的PC主機與觸摸屏顯示器相連接，在PC主機內(nèi)安裝有濾波放大單元、高速數(shù)據(jù)采集卡以及局部放電分析軟件，所述的超高頻傳感器、超聲波傳感器、工頻電流傳感器均連接到濾波放大單元的輸入端，該濾波放大單元的輸出端與高速數(shù)據(jù)采集卡相連接。本發(fā)明通過超高頻傳感器、超聲波傳感器拾取局部放電信號，能夠?qū)^緣管型母線的絕緣劣化程度實施有效評估，解決了由于絕緣管型母線缺陷造成的安全性問題，保證了供電系統(tǒng)的安全運行。具有界面友好、信息顯示清楚直觀、操作便捷等特點。
【專利說明】—種絕緣管型母線局部放電檢測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于局部放電檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種絕緣管型母線局部放電檢測裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著絕緣管型母線應(yīng)用的日益廣泛，其檢測技術(shù)的研究便彰顯重要。由于絕緣管型母線具有載流量大、絕緣性能好、機械強度高、散熱好、溫升低、抗干擾、壽命長等優(yōu)點，因此，許多供電公司越來越多地使用絕緣管型母線作為主變中、低壓側(cè)與配電設(shè)施之間的聯(lián)接導(dǎo)體，以提高母線材料的有效利用率，增強母線機械強度，防止人身觸及帶電母線、金屬物落于母線產(chǎn)生相間短路等，獲得了較好效果。絕緣母線生產(chǎn)企業(yè)所銷售的產(chǎn)品質(zhì)量及安裝過程中的工藝水平參差不齊，由絕緣層內(nèi)部出現(xiàn)雜質(zhì)、微孔、半導(dǎo)電層突起或分層缺陷，均可能引起局部放電的發(fā)生，局部放電經(jīng)過積累發(fā)展成電樹，最終將導(dǎo)致主絕緣的擊穿，影響電網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性。另外，由于絕緣母線中間接頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此影響其絕緣性能的因素很多，且通常在現(xiàn)場人工制作，不良工藝容易遺留故障隱患。若絕緣母線帶缺陷運行，發(fā)電機及變壓器低壓側(cè)母線發(fā)生故障時，將要啟動差動保護，使發(fā)電機和變壓器跳閘，影響整個發(fā)、供電系統(tǒng)。因此，對絕緣管型母線進行局部放電檢測，并對其絕緣劣化程度實施有效評估，對于保障電力系統(tǒng)安全具有重要意義。
[0003]目前現(xiàn)場針對XLPE電纜和充油電纜的局部放電檢測已有相關(guān)的標準和相對成熟的檢測方法，放電類型大致包括內(nèi)部放電、沿面放電和電暈放電等，電纜的狀態(tài)評估總體有較成熟的標準規(guī)范，但針對絕緣管型母線的局部放電檢測研究和現(xiàn)場工作尚未開展。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種絕緣管型母線局部放電檢測裝置，能夠?qū)^緣管型母線的絕緣劣化程度實施有效評估，解決了由于絕緣管型母線缺陷造成的安全性問題。
[0005]本發(fā)明解決現(xiàn)有的技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]一種絕緣管型母線局部放電檢測裝置，包括PC主機、觸摸屏顯示器、超高頻傳感器、超聲波傳感器和工頻電流傳感器，所述的PC主機與觸摸屏顯示器相連接，在PC主機內(nèi)安裝有濾波放大單元、高速數(shù)據(jù)采集卡以及局部放電分析軟件，所述的超高頻傳感器、超聲波傳感器、工頻電流傳感器均連接到濾波放大單元的輸入端，該濾波放大單元的輸出端與高速數(shù)據(jù)采集卡相連接，局部放電分析軟件用于對傳感器采集的數(shù)據(jù)進行放電分析處理。
[0007]而且，所述超高頻傳感器卡接在待測管型母線對應(yīng)地線上并用于拾取局部放電的高頻電磁波信號，該超高頻傳感器采用羅氏線圈原理設(shè)計，其工作頻帶為200kHz — 25MHz，靈敏度5mV。
[0008]而且，所述的超聲波傳感器貼附在管型母線附近接地的金屬構(gòu)架上并用于拾取局部放電的超聲波信號，該超聲波傳感器采用壓電原理設(shè)計，其中心工作頻率為40kHz。
[0009]而且，所述工頻電流互感器卡接在待測管型母線對應(yīng)地線上并用于拾取工作電壓波形，提供局部放電參考相位信號。
[0010]而且，所述的高速數(shù)據(jù)采集卡采用4通道PCI接口采集卡，用于高速采集局部放電信號并實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，每個通道最高采用率為40M，分辨率未14位，入口電壓為5V。
[0011]而且，所述濾波放大單元的帶通濾波器的通帶為IMHz — 10MHz，放大器增益為40dB。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是:
[0013]1、本發(fā)明通過超高頻傳感器、超聲波傳感器拾取局部放電信號，經(jīng)由高速數(shù)據(jù)采集卡采集放電信號后，由局部放電分析軟件進行去噪、特征提取和模式識別，確定局部放電的類型和程度，能夠?qū)^緣管型母線的絕緣劣化程度實施有效評估，解決了由于絕緣管型母線缺陷造成的安全性問題，保證了供電系統(tǒng)的安全運行。
[0014]2、本發(fā)明通過局部放電分析軟件能夠?qū)崿F(xiàn)局部放電信號PRPD頻譜分析、三相(A、BX)局放信號分析和顯示、局放類型診斷、三相(A、B、C)在線監(jiān)測顯示、添加到數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)管理等功能，具有界面友好、特征數(shù)據(jù)顯示清楚直觀、操作便捷等特點，為技術(shù)人員提供豐富的決策信息，便于對管型母線開展施工和維護工作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明的電路原理框圖。

【具體實施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例做進一步詳述。
[0018]一種絕緣管型母線局部放電檢測裝置，如圖1及圖2所示，包括PC主機、觸摸屏顯示器、超高頻傳感器、超聲波傳感器和工頻電流傳感器，所述的PC主機與觸摸屏顯示器相連接，在PC主機內(nèi)安裝有濾波放大單元、高速數(shù)據(jù)采集卡以及局部放電分析軟件，所述的超高頻傳感器、超聲波傳感器、工頻電流傳感器均連接到濾波放大單元的輸入端，該濾波放大單元的輸出端與高速數(shù)據(jù)采集卡相連接，在PC主機上安裝的局部放電分析軟件用于對傳感器采集的數(shù)據(jù)進行放電分析處理，通過觸摸屏顯示器實現(xiàn)人機交互功能。下面對各個部分分別進行說明:
[0019]所述超高頻傳感器用于拾取局部放電的高頻電磁波信號，該超高頻傳感器采用羅氏線圈原理設(shè)計，為卡鉗式結(jié)構(gòu)，工作頻帶為200kHz—25MHz，靈敏度5mV。所述超聲波傳感器用于拾取局部放電的超聲波信號，該超聲波傳感器采用壓電原理設(shè)計，內(nèi)置永久磁鐵環(huán)形敷設(shè)，可以吸附在待測目標金屬附件上，具有電氣隔離特性，中心工作頻率為40kHz。所述工頻電流傳感器主要用于拾取工作電壓波形，提供局部放電參考相位信號。
[0020]濾波放大單元與上述三個傳感器相連接，用于對傳感器采集的信號進行噪聲抑制和有效信號放大，該帶通濾波器的通帶為IMHz — 1MHz，放大器增益為40dB。
[0021 ] 高速數(shù)據(jù)采集卡為4通道PCI接口采集卡并安裝在PC主機內(nèi)，用于高速采集局部放電信號并實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，每個通道最高采用率40M，分辨率14位，入口電壓5V。
[0022]PC主機采用通用PC機或工控機，其內(nèi)部安裝有局部放電分析軟件，主要用于數(shù)據(jù)的后續(xù)處理、軟件運行和數(shù)據(jù)庫管理。PC主機內(nèi)的局部放電分析軟件采用LabVIEW平臺開發(fā)，包括濾波去噪、局放信號PRro頻譜分析、三相(A、B、C)局放信號分析和顯示、局放類型診斷、三相(A、B、C)在線監(jiān)測顯示、添加到數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)管理等功能，具有界面友好、信息顯示直觀、操作便捷等特點。
[0023]觸摸屏顯示器與PC主機相連接用于設(shè)備操作和信息顯示，采用電容式觸摸屏設(shè)計，人機界面簡潔美觀，易于操作。
[0024]本發(fā)明是基于超聲波和超高頻原理建立的。由于在絕緣管型母線的生產(chǎn)、運輸和安裝過程中，可能在絕緣中引起缺陷，在外電場作用下，缺陷產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象，并以高頻電磁波和超聲波形式向外釋放，因此，通過制備相應(yīng)的超高頻和超聲波傳感器，即可拾取局部放電信號。本發(fā)明的超高頻傳感器工作頻帶高(200kHz—25MHz)，靈敏度高；超聲傳感器中心工作頻率為40kHz。通過高速數(shù)據(jù)采集卡將傳感器拾取的局部放電模擬信號采集至主機后，進行特征提取和模式識別，判別局部放電的程度，為絕緣管型母線的安全使用提供參考。搭載的局部放電分析軟件可實現(xiàn)局部放電信號的實時顯示、統(tǒng)計特征量提取分析、模式識別和數(shù)據(jù)庫功能。
[0025]本裝置在使用時，首先將超高頻傳感器、工頻電流互感器卡接于待測管型母線對應(yīng)地線上，將超聲波傳感器貼附在管型母線附近接地的金屬構(gòu)架上，各傳感器均通過同軸數(shù)據(jù)線接于主機箱體的對應(yīng)接口 ；然后，通過局部放電檢測軟件進行相應(yīng)的信號采集及分析，局部放電特征量提取，模式識別，數(shù)據(jù)庫管理等功能，操作過程通過觸摸屏顯示器實現(xiàn)；最后，通過軟件分析給出管型母線絕緣缺陷類型及絕緣劣化程度，為技術(shù)人員的故障判定或其他決策提供參考信息。
[0026]需要強調(diào)的是，本發(fā)明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明包括并不限于【具體實施方式】中所述的實施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其他實施方式，同樣屬于本發(fā)明保護的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種絕緣管型母線局部放電檢測裝置，其特征在于:包括PC主機、觸摸屏顯示器、超高頻傳感器、超聲波傳感器和工頻電流傳感器，所述的PC主機與觸摸屏顯示器相連接，在PC主機內(nèi)安裝有濾波放大單元、高速數(shù)據(jù)采集卡以及局部放電分析軟件，所述的超高頻傳感器、超聲波傳感器、工頻電流傳感器均連接到濾波放大單元的輸入端，該濾波放大單元的輸出端與高速數(shù)據(jù)采集卡相連接，局部放電分析軟件用于對傳感器采集的數(shù)據(jù)進行放電分析處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絕緣管型母線局部放電檢測裝置，其特征在于:所述超高頻傳感器卡接在待測管型母線對應(yīng)地線上并用于拾取局部放電的高頻電磁波信號，該超高頻傳感器采用羅氏線圈原理設(shè)計，其工作頻帶為200kHz — 25MHz，靈敏度5mV。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絕緣管型母線局部放電檢測裝置，其特征在于:所述的超聲波傳感器貼附在管型母線附近接地的金屬構(gòu)架上并用于拾取局部放電的超聲波信號，該超聲波傳感器采用壓電原理設(shè)計，其中心工作頻率為40kHz。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絕緣管型母線局部放電檢測裝置，其特征在于:所述工頻電流互感器卡接在待測管型母線對應(yīng)地線上并用于拾取工作電壓波形，提供局部放電參考相位信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的一種絕緣管型母線局部放電檢測裝置，其特征在于:所述的高速數(shù)據(jù)采集卡采用4通道PCI接口采集卡，用于高速采集局部放電信號并實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，每個通道最高采用率為40M，分辨率未14位，入口電壓為5V。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的一種絕緣管型母線局部放電檢測裝置，其特征在于:所述濾波放大單元的帶通濾波器的通帶為IMHz — 10MHz，放大器增益為40dB。
【文檔編號】G01R31/12GK104198904SQ201410482444
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月19日
【發(fā)明者】張黎明, 莊劍, 李志堅, 劉繼平, 朱曉輝, 付艷華, 吳麗萍, 李興, 干耀生, 楊洪 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)天津市電力公司