專利名稱：Gis局放在線監(jiān)測(cè)用工頻相位傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于高壓電力設(shè)備監(jiān)控領(lǐng)域，涉及GIS局放在線監(jiān)測(cè)用工頻相位傳感器，特別是該傳感器用于電力系統(tǒng)GIS絕緣狀態(tài)檢測(cè)領(lǐng)域，用于產(chǎn)生局部放電分析用工頻相位信號(hào)。
背景技術(shù)：
GIS設(shè)備是保證電網(wǎng)正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，GIS設(shè)備等具有運(yùn)行可靠性高、維護(hù)方便等得到廣泛的應(yīng)用，在我國，GIS的絕緣狀態(tài)主要通過定期進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)來診斷，以確定設(shè)備可否繼續(xù)投運(yùn)。但是，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)供電可靠性的要求越來越高，電力系統(tǒng)也日益壯大，傳統(tǒng)的定期停電進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)的做法不僅不能滿足電網(wǎng)高可靠性的要求，在測(cè)試期間斷電會(huì)間接帶來許多經(jīng)濟(jì)損失，且不能真實(shí)反映設(shè)備在帶電運(yùn)行狀態(tài)下的絕緣狀態(tài)，不易發(fā)現(xiàn)設(shè)備在運(yùn)行狀態(tài)下絕緣缺陷。局部放電的有效檢測(cè)對(duì)于電力設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義，局部放電與絕緣材料的劣化和擊穿密切相關(guān)，它既是絕緣劣化的原因，又是絕緣劣化的先兆和表現(xiàn)形式， 如何及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的局部放電對(duì)了解設(shè)備的絕緣安全狀況具有重要意義。局部放電檢測(cè)是以發(fā)生局部放電時(shí)產(chǎn)生的電、光等現(xiàn)象為依據(jù)，來判斷局部放電的狀態(tài)，包括放電點(diǎn)的定位和放電的程度等。目前國內(nèi)外常見的檢測(cè)方法有脈沖電流法、特高頻檢測(cè)法、超聲波檢測(cè)法、光測(cè)法、化學(xué)檢測(cè)法等方法，其中脈沖電流法、氣相色譜分析和特高頻波檢測(cè)法應(yīng)用最為廣泛。但脈沖電流法、氣相色譜分析不便于在線檢測(cè)，不能實(shí)時(shí)、 及時(shí)的發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)備局部放電。超聲波檢測(cè)法因檢測(cè)頻段在20-200kHz之間，頻率較低，非常容易受到周圍環(huán)境干擾。超高頻法(UHF法)是通過超高頻信號(hào)傳感器接收局部放電過程輻射的超高頻電磁波，實(shí)現(xiàn)局部放電的檢測(cè)。GIS設(shè)備局部放電產(chǎn)生的頻段在0. 3-3GHz，而運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)主要電磁干擾集中在300MHz以下頻段，電暈放電產(chǎn)生的電磁波頻段集中在400MHz—下。當(dāng)前GIS 局部放電在線監(jiān)測(cè)和帶電檢測(cè)多用超高頻法。用超高頻法檢測(cè)GIS局部放電時(shí)，懸浮電位體放電，絕緣件內(nèi)部氣隙放電，沿面放電，金屬尖端放電，都與工頻相位具有高度相關(guān)性。分析GIS設(shè)備的局部放電，必須使用穩(wěn)定可靠的GIS設(shè)備的工頻相位信號(hào)。當(dāng)前，GIS局部放電檢測(cè)系統(tǒng)工頻相位均為直接從電壓互感器PT等直接取電，這樣給二次系統(tǒng)帶來了潛在的安全隱患，同時(shí)當(dāng)該二次設(shè)備維修、替換時(shí)，又有可能影響局部放電檢測(cè)系統(tǒng)的正常工作。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決上述不足，提供了 GIS局放在線監(jiān)測(cè)用工頻相位傳感器，其所述工頻相位傳感器上設(shè)有天線，所述工頻相位傳感器通過天線探測(cè)并接收GIS分相高壓帶電體頻率為50Hz的工頻信號(hào)。[0009]進(jìn)一步，所述工頻相位傳感器還包括濾除高頻雜波的LPF網(wǎng)絡(luò)，所述LPF網(wǎng)絡(luò)是電感、電容無源低通濾波網(wǎng)絡(luò)。進(jìn)一步，所述工頻相位傳感器還包括3個(gè)分別對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大處理的積分放大模塊，所述LPF網(wǎng)絡(luò)與其中一個(gè)積分放大模塊通訊鏈接，三個(gè)積分放大模塊依次電鏈接。進(jìn)一步，其中所述第二個(gè)積分放大模塊還設(shè)有對(duì)信號(hào)進(jìn)行控制的自動(dòng)增益控制模塊進(jìn)一步，所述工頻相位傳感器還包括輸出信號(hào)模塊，輸出電平在士1 5V之間，輸出信號(hào)模塊與第三個(gè)放大器模塊通信鏈接。進(jìn)一步，所述傳感器還包括有絕緣介質(zhì)板，天線板，信號(hào)處理板及金屬屏蔽外殼， 所述絕緣介質(zhì)板，天線板，信號(hào)處理板由下往上固定在屏蔽外殼內(nèi)。進(jìn)一步，所述介質(zhì)板通過防水膠密封金屬屏蔽殼下端開口。進(jìn)一步，所述工頻相位傳感器安裝在GIS分相盆式絕緣子上。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)1.自動(dòng)增益控制網(wǎng)絡(luò)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行控制，使其不因?yàn)樾盘?hào)過大而失真，同時(shí)起到穩(wěn)定信號(hào)的作用。2.該傳感器的濾波和放大調(diào)理轉(zhuǎn)換單元放置在定制的金屬傳感器殼體內(nèi)，具有良好的抗干擾性。3.本實(shí)用新型能夠達(dá)到失真度很小的工頻波形信號(hào)，輸出信號(hào)電平在士 1 5V之間，非常適合數(shù)字化處理，可直接用于GIS局部放電檢測(cè)系統(tǒng)的同工頻相關(guān)的數(shù)據(jù)分析。4.本傳感器靈敏度高，輸出的工頻信號(hào)幅值穩(wěn)定，線性度好，在河南焦作供電公司博愛變、春林變、天津紅旗變應(yīng)用取得了良好的效果，在焦作博愛變發(fā)現(xiàn)了局部放電信號(hào)。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例。圖1本實(shí)用新型傳感器信號(hào)流原理圖；圖2傳感器安裝結(jié)構(gòu)圖；圖3GIS在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。傳感器用于電力系統(tǒng)GIS絕緣狀態(tài)檢測(cè)領(lǐng)域，用于產(chǎn)生局部放電分析用工頻相位信號(hào)，其安裝在GIS分相盆式絕緣子外部，用非接觸特制天線接收提取GIS —次設(shè)備的工頻相位信號(hào)，和GIS—次和二次設(shè)備均沒有直接的電氣聯(lián)系，可以應(yīng)用于GIS制造、安裝和運(yùn)行維護(hù)等場(chǎng)合。如圖1所示，GIS局放在線監(jiān)測(cè)用工頻相位傳感器，所述工頻相位傳感器上設(shè)有天線，天線探測(cè)并接收頻率在50Hz的GIS分相高壓帶電體的工頻信號(hào)，將接收到的信號(hào)通過電感、電容無源低通濾波網(wǎng)絡(luò)濾除高頻雜波，再通過3個(gè)積分放大模塊分別對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大處理，最后通過輸出模塊輸出電平在士 1 5V之間。其中第二個(gè)積分放大模塊還設(shè)有自動(dòng)增益控制模塊，對(duì)信號(hào)進(jìn)行控制，使其不因?yàn)樾盘?hào)過大而失真，同時(shí)起到穩(wěn)定信號(hào)的作用。LPF :Low-pass Filter (低通濾波器)，低通濾波器(LPF)是一種能夠順利傳播低頻率并且會(huì)對(duì)比近路頻率高的頻率進(jìn)行消弱或降低的濾波器。由于這個(gè)原因，其有時(shí)候被稱為高頻消弱過濾器。如圖2所示，GIS局放在線監(jiān)測(cè)用工頻相位傳感器主要有絕緣介質(zhì)板，天線板，信號(hào)處理板和金屬屏蔽外殼構(gòu)成，以此由下往上固定在屏蔽外殼中，介質(zhì)板通過防水膠密封金屬屏蔽殼下端開口處。傳感器采用一體化設(shè)計(jì)，采用鑄造金屬外殼，很好的屏蔽掉各種射頻干擾信號(hào)，使傳感器輸出具有最大的信噪比。 如圖3所示，一種GIS在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由多個(gè)GIS局放在線監(jiān)測(cè)用特高頻對(duì)數(shù)傳感器及單只GIS局放在線監(jiān)測(cè)用工頻相位傳感器，數(shù)據(jù)采集卡，工控機(jī)，服務(wù)器和顯示模塊構(gòu)成。傳感器獲取到放電信號(hào)和工頻信號(hào)后，傳輸給數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡采集后通過工控機(jī)傳輸給數(shù)據(jù)服務(wù)器。數(shù)據(jù)服務(wù)器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)后，通過監(jiān)測(cè)顯示軟件顯示監(jiān)測(cè)結(jié)
^ ο其中一般一套系統(tǒng)1只工頻相位傳感器提取A、B、C其中任一相即可。同時(shí)提取 A、B、C三相需要3只工頻相位傳感器。上述本實(shí)用新型實(shí)施例序號(hào)僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。上述本實(shí)用新型實(shí)施例序號(hào)僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。
權(quán)利要求1.GIS局放在線監(jiān)測(cè)用工頻相位傳感器，其特征在于所述工頻相位傳感器上設(shè)有天線，所述工頻相位傳感器通過天線探測(cè)并接收GIS分相高壓帶電體頻率為50Hz的工頻信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GIS局放在線監(jiān)測(cè)用工頻相位傳感器，其特征在于，所述工頻相位傳感器還包括濾除高頻雜波的LPF網(wǎng)絡(luò)，所述LPF網(wǎng)絡(luò)是電感、電容無源低通濾波網(wǎng)
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的GIS局放在線監(jiān)測(cè)用工頻相位傳感器，其特征在于，所述工頻相位傳感器還包括3個(gè)分別對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大處理的積分放大模塊，所述LPF網(wǎng)絡(luò)與其中一個(gè)積分放大模塊通訊鏈接，三個(gè)積分放大模塊依次電鏈接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的GIS局放在線監(jiān)測(cè)用工頻相位傳感器，其特征在于，其中所述第二個(gè)積分放大模塊還設(shè)有對(duì)信號(hào)進(jìn)行控制的自動(dòng)增益控制模塊
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的GIS局放在線監(jiān)測(cè)用工頻相位傳感器，其特征在于，所述工頻相位傳感器還包括輸出信號(hào)模塊，輸出電平在士1 5V之間，輸出信號(hào)模塊與第三個(gè)放大器模塊通信鏈接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的GIS局放在線監(jiān)測(cè)用工頻相位傳感器，其特征在于，所述工頻相位傳感器還包括有絕緣介質(zhì)板，天線板，信號(hào)處理板及金屬屏蔽外殼，所述絕緣介質(zhì)板、 天線板、信號(hào)處理板由下往上固定在屏蔽外殼內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的GIS局放在線監(jiān)測(cè)用工頻相位傳感器，其特征在于，所述介質(zhì)板通過防水膠密封金屬屏蔽殼下端開口。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的GIS局放在線監(jiān)測(cè)用工頻相位傳感器，其特征在于，所述工頻相位傳感器安裝在GIS分相盆式絕緣子上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了GIS局放在線監(jiān)測(cè)用工頻相位傳感器，工頻相位傳感器通過天線探測(cè)并接收GIS分相高壓帶電體頻率為50Hz的工頻信號(hào)，工頻相位傳感器還包括濾除高頻雜波的LPF網(wǎng)絡(luò)，工頻相位傳感器還包括3個(gè)分別對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大處理的積分放大模塊，LPF網(wǎng)絡(luò)與其中一個(gè)積分放大模塊通訊鏈接，三個(gè)積分放大模塊依次電鏈接。其中第二個(gè)積分放大模塊還設(shè)有對(duì)信號(hào)進(jìn)行控制的自動(dòng)增益控制模塊。本實(shí)用新型自動(dòng)增益控制網(wǎng)絡(luò)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行控制，使其不因?yàn)樾盘?hào)過大而失真，同時(shí)起到穩(wěn)定信號(hào)的作用。本實(shí)用新型能夠達(dá)到失真度很小的工頻波形信號(hào)，輸出信號(hào)電平在±1～5V之間，非常適合數(shù)字化處理，可直接用于GIS局部放電檢測(cè)系統(tǒng)的同工頻相位相關(guān)的數(shù)據(jù)分析。
文檔編號(hào)G01R25/00GK202177665SQ20112017223
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者劉金忠, 王克中, 趙曉楠 申請(qǐng)人:北京國電輝煌科技發(fā)展有限責(zé)任公司