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高壓開(kāi)關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種高壓開(kāi)關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括：中央數(shù)據(jù)分析器主機(jī)，通過(guò)信號(hào)傳輸電纜接收來(lái)自局放信號(hào)傳感器的信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信接口將分析結(jié)果傳輸至局部放電圖譜分析儀；多個(gè)局放信號(hào)傳感器，用于對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜的局部放電進(jìn)行采集；通過(guò)局部放電圖譜分析儀可以對(duì)局放進(jìn)行深入的分析和定位。該系統(tǒng)能夠?yàn)楦邏洪_(kāi)關(guān)柜的局部放電監(jiān)測(cè)提供一種可靠的局放監(jiān)測(cè)和定位方法，能夠在開(kāi)關(guān)柜絕緣故障發(fā)生之初給予報(bào)警，起到預(yù)防重大事故的效果，適應(yīng)了智能電網(wǎng)對(duì)于供電可靠性的高要求。
【專利說(shuō)明】高壓開(kāi)關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及局部放電監(jiān)測(cè)，更具體地，涉及一種高壓開(kāi)關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓開(kāi)關(guān)柜是城市配電網(wǎng)中重要的基礎(chǔ)設(shè)施，其運(yùn)行的穩(wěn)定性直接影響到城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。狀態(tài)檢修和在線監(jiān)測(cè)是提高高壓開(kāi)關(guān)柜可靠性的重要技術(shù)手段。據(jù)統(tǒng)計(jì)，絕緣和載流故障占到開(kāi)關(guān)柜故障的一半以上，局部放電就是表征高壓開(kāi)關(guān)柜絕緣和載流問(wèn)題的重要指標(biāo)，研究高壓開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)和在線監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)提高供電可靠性具有重要意義。高壓開(kāi)關(guān)柜的局放測(cè)量，目前常見(jiàn)的方式是采用地電波測(cè)量方法來(lái)進(jìn)行巡檢，該方法測(cè)量局放量沒(méi)法定量分析，運(yùn)用超高頻或超聲的方法易受干擾，運(yùn)用聲電聯(lián)合的方法需要用到多種設(shè)備，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性不好，開(kāi)關(guān)柜的長(zhǎng)期在線監(jiān)測(cè)和局放源定位還不能實(shí)現(xiàn)推廣。因此，需要一種更好的高壓開(kāi)關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)以上技術(shù)問(wèn)題，專門(mén)針對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)領(lǐng)域，研究出一種高壓開(kāi)關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)既能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于開(kāi)關(guān)柜的長(zhǎng)期實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，又能夠通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析進(jìn)行局放源的定位，解決了之前需要多臺(tái)設(shè)備配合才能準(zhǔn)確判斷局放源的問(wèn)題。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0005]高壓開(kāi)關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括:
[0006]中央數(shù)據(jù)分析器主機(jī)，通過(guò)信號(hào)傳輸電纜接收來(lái)自局放信號(hào)傳感器的信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信接口將分析結(jié)果傳輸至局部放電圖譜分析儀。
[0007]多個(gè)局放信號(hào)傳感器，用于對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜的局部放電信號(hào)進(jìn)行采集。
[0008]局部放電圖譜分析儀，用于對(duì)所述采集的局放信號(hào)進(jìn)行分析，判斷局放類型和局放源的位置。
[0009]所述局部信號(hào)傳感器包括電容耦合式局放傳感器、電感耦合式局放傳感器和空間電磁波式局放傳感器。
[0010]所述電容稱合式局放傳感器包括稱合電容和與其連接的第一局放信號(hào)放大器，所述局放信號(hào)放大器將耦合電容采集到的脈沖電流信號(hào)進(jìn)行放大，通過(guò)信號(hào)傳輸電纜送給中央數(shù)據(jù)分析器分析。
[0011]所述電感耦合式局放傳感器包括羅科夫斯基線圈和與其連接的第二局放信號(hào)放大器。
[0012]所述空間電磁波式局放傳感器包括天線和與其連接的第三局放信號(hào)放大器。
[0013]所述信號(hào)傳輸電纜為帶屏蔽的同軸電纜。
[0014]所述中央數(shù)據(jù)分析器主機(jī)可以連接三種局放信號(hào)傳感器分別單獨(dú)使用或組合使用。
[0015]所述局部放電圖譜分析儀對(duì)局放信號(hào)分析時(shí)通過(guò)局放圖譜對(duì)局部放電的類型和對(duì)局放源進(jìn)行定位。
[0016]所述耦合電容能與高壓開(kāi)關(guān)柜中的帶電顯示裝置的電容共用，或者另外設(shè)置。
[0017]本發(fā)明的有益效果如下:
[0018](I)本發(fā)明可以使用這一套開(kāi)關(guān)柜局放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于開(kāi)關(guān)柜局放的長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和局放源分析定位。
[0019](2)本發(fā)明的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以兼容不同類型的局放信號(hào)傳感器。
[0020](3)本發(fā)明的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是以PC值來(lái)直觀顯示的，并且是在運(yùn)行的開(kāi)關(guān)柜系統(tǒng)中可進(jìn)行校驗(yàn)的。
[0021](4)本發(fā)明能充分利用現(xiàn)有開(kāi)關(guān)柜中的元件，和帶電顯示裝置系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)相互兼容又互不干擾的電壓監(jiān)測(cè)和局放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以最低的成本和最小的改動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)柜的局放在線監(jiān)測(cè)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0023]圖1示出高壓開(kāi)關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。附圖中相似的部件以相同的附圖標(biāo)記進(jìn)行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說(shuō)明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0025]如圖1所示，高壓開(kāi)關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由局放信號(hào)傳感器3、4、5和信號(hào)傳輸電纜6、中央數(shù)據(jù)分析器主機(jī)2和局部放電圖譜分析儀7組成。該系統(tǒng)是用于對(duì)運(yùn)行中的高壓開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行持續(xù)的在線監(jiān)測(cè)，當(dāng)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部產(chǎn)生局部放電時(shí)，局部放電信號(hào)經(jīng)傳感器采集放大，在中央數(shù)據(jù)分析器主機(jī)2中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，可以用PC值(皮庫(kù)侖)來(lái)直觀地將放電量顯示在中央數(shù)據(jù)分析器主機(jī)中的液晶顯示屏幕8上，當(dāng)局部放電量超過(guò)系統(tǒng)設(shè)置的閾值時(shí)，中央數(shù)據(jù)分析器主機(jī)2發(fā)出報(bào)警信號(hào)，觸發(fā)局放報(bào)警信號(hào)繼電器13，還可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信接口 11以多種通信方式將數(shù)據(jù)傳送給運(yùn)行維護(hù)人員，運(yùn)行維護(hù)人員可以利用局部放電圖譜分析儀7對(duì)局部放電進(jìn)行深入的分析和局部放電源的定位。該系統(tǒng)能夠?yàn)楦邏洪_(kāi)關(guān)柜的局部放電監(jiān)測(cè)提供一種可靠的局放監(jiān)測(cè)和定位方法，能夠在開(kāi)關(guān)柜絕緣故障發(fā)生之初給予報(bào)警，起到預(yù)防重大事故的效果，適應(yīng)了智能電網(wǎng)對(duì)于供電可靠性高要求。
[0026]局放信號(hào)傳感器是獲取開(kāi)關(guān)柜局放信號(hào)的重要元件，傳感器的性能決定了局放信號(hào)是否能夠正確的提取出來(lái)。本系統(tǒng)連接的局部放電信號(hào)傳感器有三種類型，分別是電容耦合式局放傳感器3、電感耦合式局放傳感器4、空間電磁波式局放傳感器5。下面分別對(duì)這三種傳感器的特性和使用條件進(jìn)行介紹。
[0027]電容稱合式局放傳感器3由稱合電容14和第一局放信號(hào)放大器15組成,其基本原理是通過(guò)耦合電容14采集局放信號(hào)，經(jīng)過(guò)第一局放信號(hào)放大器15進(jìn)行放大，再通過(guò)信號(hào)傳輸電纜6傳送到中央數(shù)據(jù)分析器主機(jī)2中進(jìn)行分析。針對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜ABC三相，每相需要安裝一個(gè)高壓耦合電容，三個(gè)耦合電容14通過(guò)屏蔽線連接到一個(gè)第一局放信號(hào)放大器15上，然后通過(guò)一根信號(hào)傳輸電纜6連接到中央數(shù)據(jù)分析器主機(jī)2的測(cè)量通道10上。幾乎所有的開(kāi)關(guān)柜上都裝有帶電顯示裝置16，帶電顯示裝置16連接的高壓傳感器里面就是一個(gè)電容，為了最大程度的利用現(xiàn)有開(kāi)關(guān)柜的中的元件，降低成本，我們可以利用帶電顯示器高壓傳感器中的電容作為耦合電容14，通過(guò)第一局放信號(hào)放大器15中的電路匹配，保證既不影響原有開(kāi)關(guān)柜帶電顯示裝置16的功能，又能為局放測(cè)量提供信號(hào)。這種方式是測(cè)量三相開(kāi)關(guān)柜局放的最佳方式。
[0028]電感耦合式局放信號(hào)傳感器4由羅科夫斯基線圈18和第二局放信號(hào)放大器19組成，基于測(cè)量接地脈沖電流的原理，用于電纜終端的屏蔽層或開(kāi)關(guān)柜內(nèi)設(shè)備的接地點(diǎn)進(jìn)行局放測(cè)量，通過(guò)第二局放信號(hào)放大器19進(jìn)行信號(hào)放大和抗干擾處理，然后通過(guò)信號(hào)傳輸電纜6與中央數(shù)據(jù)分析器主機(jī)2相連。由局部放電引起的高頻對(duì)地電流可以使用羅科夫斯基線圈18進(jìn)行記錄，羅科夫斯基線圈18繞組長(zhǎng)度要完全纏繞在高壓開(kāi)關(guān)柜的接地導(dǎo)體上。必須確保這些被檢測(cè)的元件僅有一個(gè)確定的接地點(diǎn)，其他的部分對(duì)地絕緣。
[0029]空間電磁波式局放傳感器5由天線20和第三局放信號(hào)放大器21組成，安裝在開(kāi)關(guān)柜的金屬屏蔽間隔里，天線安裝在高壓部件和地電位之間，形成一個(gè)電容分壓器。天線的輸出信號(hào)取決于局部放電點(diǎn)和地電位之間的距離，天線檢測(cè)到的信號(hào)通過(guò)第三局放信號(hào)放大器21進(jìn)行信號(hào)放大和抗干擾處理，然后通過(guò)信號(hào)傳輸電纜6與中央數(shù)據(jù)分析器主機(jī)2相連。此處天線可以是一種金屬天線，金屬天線和高壓端構(gòu)成了一個(gè)空間電容Cl，金屬天線和地電位端構(gòu)成了 一個(gè)空間電容C2，這兩個(gè)空間電容進(jìn)行了分壓。
[0030]信號(hào)傳輸電纜6為帶屏蔽的同軸電纜，用于屏蔽干擾信號(hào)，防止其進(jìn)入中央數(shù)據(jù)分析器主機(jī)2影響測(cè)量結(jié)果。該電纜將各傳感器測(cè)得的高頻局放信號(hào)傳送到中央數(shù)據(jù)分析器主機(jī)2中，并且它還將為局放信號(hào)傳感器中的電路提供電源。
[0031]中央數(shù)據(jù)分析器主機(jī)2專為開(kāi)關(guān)柜局部放電的長(zhǎng)期在線監(jiān)測(cè)而設(shè)計(jì)，該主機(jī)可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期工作免維護(hù)，每個(gè)中央數(shù)據(jù)分析器主機(jī)2最多可以連接8個(gè)測(cè)量通道10，每個(gè)通道可分別設(shè)置報(bào)警閾值和干擾抑制，測(cè)量的靈敏度為lpC，測(cè)量范圍為l_30000pC。對(duì)于超過(guò)8個(gè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以使用多臺(tái)中央數(shù)據(jù)分析器主機(jī)2進(jìn)行級(jí)聯(lián)。采用這個(gè)方式，可以組成任意多個(gè)局放點(diǎn)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。中央數(shù)據(jù)分析器主機(jī)2具有自診斷和設(shè)備故障報(bào)警功能，可識(shí)別信號(hào)傳輸電纜的短路和斷路故障，可通過(guò)多種通信方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴弦患?jí)的監(jiān)控計(jì)算機(jī)。中央數(shù)據(jù)分析器主機(jī)上有液晶顯示屏幕8和操作按鈕9，屏幕上可顯示每個(gè)通道的局放的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)值，以PC值來(lái)顯示。如果中央數(shù)據(jù)分析器主機(jī)2測(cè)到的局放值超出了報(bào)警閾值，就會(huì)觸發(fā)局放報(bào)警繼電器13進(jìn)行報(bào)警，如果是中央數(shù)據(jù)分析器主機(jī)2內(nèi)部發(fā)生了故障，就會(huì)觸發(fā)設(shè)備自我監(jiān)測(cè)報(bào)警繼電器12進(jìn)行報(bào)警。
[0032]局部放電類型可大致分為以下三種:內(nèi)部放電(發(fā)生在絕緣體內(nèi)部)、表面放電(發(fā)生在絕緣體表面)、電暈放電(發(fā)生在被氣體包圍的導(dǎo)體周圍)，不同的放電具有不同的特征圖譜，局部放電圖譜分析儀8可以對(duì)局部放電的圖譜進(jìn)行深入的分析，輔助判斷局部放電的類型和局部放電源頭的定位。尤其是針對(duì)采用電容耦合式局放傳感器3，開(kāi)關(guān)柜三相局放信號(hào)進(jìn)入傳感器后通過(guò)一根同軸電纜作為信號(hào)傳輸電纜6將局放信號(hào)送到中央數(shù)據(jù)分析器主機(jī)2中，該圖譜分析儀可以把局放信號(hào)分相顯示到分析儀界面上，便于判斷局放發(fā)生在開(kāi)關(guān)柜三相中的哪一相上。并可以對(duì)中央數(shù)據(jù)分析器主機(jī)2進(jìn)行如下參數(shù)設(shè)置:所有的測(cè)量通道的裝置名稱、采樣率，測(cè)量通道的數(shù)量，通道號(hào)和噪音抑制的水平，每個(gè)測(cè)量通道測(cè)量點(diǎn)文本，警報(bào)開(kāi)/關(guān)，局部放電傳感器測(cè)量范圍，數(shù)字接口放大倍數(shù)，背景噪音抑制，局部放電報(bào)警閾值和峰值延時(shí)，另外還可以顯示當(dāng)前總體測(cè)量值和自我測(cè)試的結(jié)果。
[0033]局放信號(hào)發(fā)生器22用于在帶電、帶負(fù)荷的條件下對(duì)局放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量值進(jìn)行校驗(yàn)，該局放信號(hào)發(fā)生器22的靈敏度為IpC,信號(hào)輸出范圍為l_30000pC。局放信號(hào)發(fā)生器22產(chǎn)生模擬局放信號(hào)從帶電顯示裝置16上的核相孔17上注入，可以為中央數(shù)據(jù)分析器主機(jī)2測(cè)量的局放值提供校正信號(hào)。
[0034]顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定，對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)，這里無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。
【權(quán)利要求】
1.高壓開(kāi)關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括: 中央數(shù)據(jù)分析器主機(jī)，通過(guò)信號(hào)傳輸電纜接收來(lái)自局放信號(hào)傳感器的信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信接口將分析結(jié)果傳輸至輸至局部放電圖譜分析儀。 多個(gè)局放信號(hào)傳感器，用于對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜的局部放電信號(hào)進(jìn)行采集。 局部放電圖譜分析儀，用于對(duì)所述采集的局放信號(hào)進(jìn)行分析，判斷局放類型和局放源的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓開(kāi)關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述局部信號(hào)傳感器包括電容稱合式局放傳感器、電感稱合式局放傳感器和空間電磁波式局放傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓開(kāi)關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述電容耦合式局放傳感器包括耦合電容和與其連接的第一局放信號(hào)放大器，所述局放信號(hào)放大器將耦合電容采集到的脈沖電流信號(hào)進(jìn)行放大，通過(guò)信號(hào)傳輸電纜送給中央數(shù)據(jù)分析器分析。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓開(kāi)關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述電感耦合式局放傳感器包括羅科夫斯基線圈和與其連接的第二局放信號(hào)放大器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓開(kāi)關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述空間電磁波式局放傳感器包括天線和與其連接的第三局放信號(hào)放大器。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓開(kāi)關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)傳輸電纜為帶屏蔽的同軸電纜。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓開(kāi)關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述中央數(shù)據(jù)分析器主機(jī)可以連接三種局放信號(hào)傳感器分別單獨(dú)使用或組合使用。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓開(kāi)關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述局部放電圖譜分析儀對(duì)局放信號(hào)分析時(shí)通過(guò)局放圖譜對(duì)局部放電的類型進(jìn)行判斷和對(duì)局放源進(jìn)行定位。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓開(kāi)關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述耦合電容能與高壓開(kāi)關(guān)柜中的帶電顯示裝置的電容共用，或者另外設(shè)置。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK103913679SQ201410075021
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年3月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月3日
【發(fā)明者】高海濤 申請(qǐng)人:國(guó)聯(lián)思創(chuàng)（北京）科技有限公司