高壓開關(guān)柜局部放電信號在線監(jiān)測綜合處理單元的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高壓開關(guān)柜局部放電信號在線監(jiān)測綜合處理單元，包括高壓開關(guān)柜體和電源，其特征在于還包括：通過導線依序連接局放監(jiān)測傳感器、信號檢測通道切換器、局放信號采集器、綜合處理單元和GPRS無線通信模塊；GPRS無線通信模塊和數(shù)據(jù)交換機，通過無線電和網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的遠程接收端。將局部放電檢測傳感器安裝在高壓開關(guān)柜體的外部或內(nèi)部，并將檢測到的局部放電信號歸集到綜合處理單元，GPRS無線通信模塊和數(shù)據(jù)交換機通過無線電或網(wǎng)絡(luò)的發(fā)送和傳輸，將信息傳給設(shè)備管理人員和技術(shù)人員，實現(xiàn)局部放電的檢測、診斷、數(shù)據(jù)存儲、對比、查詢及上傳，解決了高壓開關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測中現(xiàn)有技術(shù)的產(chǎn)品存在的問題。
【專利說明】高壓開關(guān)柜局部放電信號在線監(jiān)測綜合處理單元
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種智能電網(wǎng)中供電或配電設(shè)備在線監(jiān)測的研究與應(yīng)用，特別是涉及高壓開關(guān)柜局部放電信號的監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓開關(guān)柜局部放電是在高壓開關(guān)柜中有導電電極之間部分絕緣區(qū)域產(chǎn)生的放電或火花，或若某區(qū)域電場強度超過了絕緣材料的擊穿場強，局部放電就可能在該絕緣處發(fā)生。局部放電可發(fā)生在固體絕緣的氣隙中，由于污染或電場不均勻而在絕緣材料表面發(fā)生，或發(fā)生在液體絕緣中的氣泡中，或電極的氣體電暈。局部放電輻射能量的方式:電磁輻射，以無線電波、光和熱的形式；聲波輻射，可聽到的或者超聲波；臭氧和氮氧化物。局部放電現(xiàn)象說明設(shè)備質(zhì)量惡化并可能造成事故，惡化會越來越嚴重，以致絕緣不能承受電場，并導致閃絡(luò)，最終導致嚴重損壞開關(guān)柜中的設(shè)施和電網(wǎng)中斷。目前，國內(nèi)外已有多種技術(shù)對高壓開關(guān)柜的局部放電信號進行監(jiān)測，主要有射頻法、脈沖電流法、超聲波法與特高頻法等。然而，在實際應(yīng)用中還存在一些問題，主要包括:1、當前監(jiān)測技術(shù)廠家眾多，沒有統(tǒng)一標準；2、各生產(chǎn)廠家的信號通道、采集裝置、數(shù)據(jù)上傳及存儲格式各不相同；3、各生產(chǎn)廠家的后臺軟件對放電量的判定不同，對放電類型的定義也不具有普適性。由此導致監(jiān)測數(shù)據(jù)不一致，數(shù)據(jù)對比分析困難。在現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品中多為孤立檢測裝置，無法形成包含檢測、診斷、數(shù)據(jù)存儲、對比、查詢及上傳在線監(jiān)測綜合處理系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種高壓開關(guān)柜局部放電信號在線監(jiān)測綜合處理單元，將局部放電特高頻檢測傳感器安裝在高壓開關(guān)柜設(shè)備本體外部，通常為開關(guān)柜觀察窗及柜體縫隙附近，并將檢測到的局部放電信號歸集到綜合處理單元，實現(xiàn)局部放電的檢測、診斷、數(shù)據(jù)存儲、對比、查詢及上傳，解決高壓開關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測中面臨的上述問題。
[0004]為達上目的，本實用新型的技術(shù)方案為:
[0005]一種高壓開關(guān)柜局部放電信號在線監(jiān)測綜合處理單元，包括高壓開關(guān)柜體和電源，其特征在于還包括:
[0006]設(shè)在所述高壓開關(guān)柜體外部或內(nèi)部的局放監(jiān)測傳感器；
[0007]輸入端通過導線與所述各局放監(jiān)測傳感器信號輸出端連接的信號檢測通道切換器；
[0008]輸入端通過導線與所述信號檢測通道切換器信號輸出端連接的局放信號采集器；
[0009]輸入端通過導線與所述局放信號采集器信號輸出端連接的綜合處理單元；
[0010]輸入端通過導線與所述綜合處理單元信號輸出端連接的GPRS無線通信模塊；
[0011]輸入端通過導線與所述綜合處理單元信號輸出端連接的數(shù)據(jù)交換機；
[0012]GPRS無線通信模塊和數(shù)據(jù)交換機，通過無線電和網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的遠程接收端。[0013]所述的局放監(jiān)測傳感器為一個或多個，各局放監(jiān)測傳感器的測量參數(shù)不同或相同。
[0014]所述的遠程接收端為手機或計算機。
[0015]所述的局放監(jiān)測傳感器是特高頻傳感器，檢測頻率在300MHz以上。
[0016]本實用新型的高壓開關(guān)柜局部放電信號在線監(jiān)測綜合處理單元，將局部放電檢測傳感器安裝在高壓開關(guān)柜體的外部或內(nèi)部，并將檢測到的局部放電信號歸集到綜合處理單元，GPRS無線通信模塊和數(shù)據(jù)交換機通過無線電或網(wǎng)絡(luò)的發(fā)送和傳輸，將高壓開關(guān)柜局部放電的信息傳給設(shè)備管理人員和技術(shù)人員，實現(xiàn)局部放電的檢測、診斷、數(shù)據(jù)存儲、對比、查詢及上傳，解決了高壓開關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測中現(xiàn)有技術(shù)的產(chǎn)品存在的問題。并且由于特高頻法的檢測頻率在300MHz以上，可有效避開現(xiàn)場電暈放電及通訊干擾的影響，故在抗干擾能力及檢測靈敏度方面明顯優(yōu)于地電波法(檢測頻率不超過60MHz )，且可通過非進入方式，在開關(guān)柜觀察窗及柜體縫隙附近檢測局放產(chǎn)生的電磁波信號。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理框圖；
[0018]圖中，局放監(jiān)測傳感器I ;信號檢測通道切換器2 ;局放信號采集器3 ;綜合處理單元4 ； GPRS無線通信模塊5 ;數(shù)據(jù)交換機6。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖，對本實用新型作進一步說明。
[0020]圖1所示，是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理框圖，從圖中可知，本實用新型包括由局放監(jiān)測傳感器1、信號檢測通道切換器2、局放信號采集器3、綜合處理單元4和GPRS無線通信模塊5,從局放監(jiān)測傳感器I起到GPRS無線通信模塊5,上一部分的信號輸出端與下一部份的信號輸入端通過導線依序連接。其中，綜合處理單元4的信號輸出端還與數(shù)據(jù)交換機6的信號輸入端通過導線連接；GPRS無線通信模塊5和數(shù)據(jù)交換機6，通過無線電和網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的遠程接收端。所述的遠程接收端為手機或計算機。所述的局放監(jiān)測傳感器I主要是監(jiān)測電磁輻射信號的特高頻傳感器，檢測頻率在介于300MHz與3000MHz之間的射頻，安裝于高壓開關(guān)柜柜體外側(cè)，便于安裝、觀測和維護。通過體外傳感原理，實現(xiàn)高壓開關(guān)柜局部放電的檢測和定位，適用于對開關(guān)柜的絕緣缺陷進行在線檢測和診斷，并可在幾秒內(nèi)得到測試結(jié)果，是開展狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷的有效手段。所述的局放監(jiān)測傳感器根據(jù)開關(guān)柜的數(shù)量及柜體的大小確定，通常采用一柜一只的配置方案。也可為一個或多個，各局放監(jiān)測傳感器的測量參數(shù)不同或相同，如測量參數(shù)有電磁波輻射信號的。當然，局放監(jiān)測傳感器也可置于高壓開關(guān)柜內(nèi)，局部放電的檢測和定位更精確；只是安裝、觀測和維護沒那么方便罷了。
[0021]信號檢測通道切換器2是將各局放監(jiān)測傳感器產(chǎn)生的多路局部放電檢測信號進行選擇切換，并將所選信息通過信號線連上傳給局部放電信息采集器。
[0022]局放信號采集器3是對輸入的檢測信息進行識別、編碼等預(yù)處理，并將處理后的信息上傳至綜合處理單元。
[0023]綜合處理單元4是對局部放電信號采集器上傳的信息進行分析診斷、對比及存儲，并通過GPRS無線模塊5及數(shù)據(jù)交換機6轉(zhuǎn)發(fā)，即將綜合處理后的信息通過GPRS無線通信模塊5發(fā)送到遠程接收端；或同時把信息通過數(shù)據(jù)交換機6接入電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)。
[0024]GPRS無線通信模塊5是利用通用分組無線通信服務(wù)技術(shù)，它是GSM移動電話用戶可用的一種移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
[0025]數(shù)據(jù)交換機6是用于實現(xiàn)局部放電監(jiān)測數(shù)據(jù)信息接轉(zhuǎn)的通信設(shè)備；通過該數(shù)據(jù)交換機可以連通電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)內(nèi)綜合處理單元到遠程客戶端軟件間的通信，以有效地利用數(shù)據(jù)網(wǎng)內(nèi)的通信設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)資源。
[0026]上述的局放監(jiān)測傳感器1、信號檢測通道切換器2、局放信號采集器3、綜合處理單元4、GPRS無線通信模塊5和數(shù)據(jù)交換機6均為現(xiàn)有技術(shù)和現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品，或由本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和要求容易做出。
[0027]目前，35kV、10 kV金屬封閉高壓開關(guān)柜廣泛用于變電站。當高壓開關(guān)柜內(nèi)部的電氣設(shè)備發(fā)生局部放電時，放電產(chǎn)生的電磁波將通過金屬箱體的接縫處或氣體絕緣開關(guān)的襯墊傳播出去，并發(fā)產(chǎn)生暫態(tài)電壓，通過設(shè)備的金屬箱外殼而傳播至大地。因此，對開關(guān)柜內(nèi)局部放電的檢測，既可使用地電波法測量暫態(tài)對地電壓(簡稱TEV)，也可使用特高頻法直接測量局部放電產(chǎn)生的特高頻電磁波信號。由于特高頻法的檢測頻率在300MHz以上，能夠有效避開設(shè)備現(xiàn)場電暈放電及無線通訊干擾的影響，故在抗干擾能力及檢測靈敏度方面明顯優(yōu)于地電波法(檢測頻率不超過60MHz)，且可通過“非侵入”方式，在開關(guān)柜觀察窗及柜體縫隙附近實時檢測局放產(chǎn)生的電磁波信號。
[0028]本實用新型的工作原理為:
[0029]I)局部放電監(jiān)測傳感器安裝于高壓開關(guān)柜外部或內(nèi)部，實時監(jiān)測高壓開關(guān)柜中對應(yīng)于內(nèi)部放電、沿面放電以及電暈放電等局部放電信號；
[0030]2)信號檢測通道切換器可對多路檢測信號進行切換選擇，并將所需的開關(guān)柜具體間隔的局放信號上傳至局放信號采集器；
[0031]3)通過光纖信號線將局放信號采集器與綜合處理單元連接，對檢測信號進行預(yù)處理，并將處理后信號上傳至綜合處理單元；
[0032]4)綜合處理單元對各局放信號采集器上傳的局放信號進行分析診斷、對比及存儲，并在第一時間通過GPRS無線模塊發(fā)送局放預(yù)警信號及裝置故障信息至設(shè)備管理人員
[0033]5)經(jīng)綜合處理單元分析診斷、對比后的局放信號放電類別、譜圖信息通過數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)交換機轉(zhuǎn)發(fā)至遠程接收端，供技術(shù)人員調(diào)取查詢。
實施例
[0034]1.將局部放電檢測傳感器安裝于高壓開關(guān)柜柜體外側(cè)，通過體外傳感原理檢測特高頻電磁波信號。特高頻傳感器檢測頻帶為300MHz?2GHz，可根據(jù)需要選用其間的子頻段；
[0035]2.在高壓開關(guān)柜室安裝信號檢測通道切換器及局放信號采集器，并接入各局部放電檢測傳感器數(shù)據(jù)線；
[0036]3.綜合處理單元對各采集器上傳的局部放電信號進行分析診斷、對比及存儲；通過對局部放電信號的分析，可診斷的局部放電類型，包含但不限于金屬顆粒、懸浮電位、內(nèi)部電暈、固體絕緣內(nèi)部缺陷、固體絕緣表面臟污等典型缺陷產(chǎn)生的局部放電信號。同時，局部放電信號對比包括:局部放電水平對比和縱向?qū)Ρ?。具體如下:[0037](I)局部放電水平。在線監(jiān)測單元提供局放嚴重程度的判斷參考值，根據(jù)局部放電水平及縱向比較的變化提供用以判斷嚴重程度的參考依據(jù)；
[0038](2)縱向比較。監(jiān)測裝置應(yīng)具有不同時間段的縱向比較功能，如信號幅值、放電量、脈沖重復(fù)頻率等參數(shù)不同時期內(nèi)平均值對比功能，在判別局部放電嚴重程度中提供判斷經(jīng)驗值；
[0039]4.綜合處理單元對局部放電檢測信號的做出初步診斷，并第一時間將設(shè)備預(yù)警信號及裝置故障信息通過GPRS無線通信模塊發(fā)送設(shè)備預(yù)警信號至技術(shù)人員手機中；預(yù)警信號內(nèi)容包括:預(yù)警時間、預(yù)警設(shè)備名稱、在線監(jiān)測單元測量放電信號的幅值、相位、頻譜、放電頻次等基本的局部放電表征參數(shù)及各種統(tǒng)計特征參數(shù)；
[0040]5.技術(shù)人員使用專用計算機訪問綜合處理單元核實確認設(shè)備預(yù)警信號、裝置預(yù)警信息，并分析判斷，制定相應(yīng)的應(yīng)對措施。采取的應(yīng)對措施包括:現(xiàn)場復(fù)測、停電檢修等。
[0041]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品相比，具有以下優(yōu)點:
[0042](I)配置靈活:信號檢測通道切換器可同時采集多路監(jiān)測傳感器信號，實現(xiàn)靈活配置，適應(yīng)開關(guān)柜現(xiàn)場需要。非侵入檢測方式，監(jiān)測傳感器可安裝于高壓開關(guān)柜柜體外，不改變設(shè)備原有結(jié)構(gòu)及運行方式，實現(xiàn)一次回路與二次回路隔離，不影響電氣設(shè)備的運行安全；同時安裝過程中無須對設(shè)備停電；
[0043](2)監(jiān)測準確:采用特高頻局部放電監(jiān)測技術(shù)，抗干擾能力強，可持續(xù)檢測由局部放電產(chǎn)生的電磁波信號變化，監(jiān)測功能適應(yīng)性好，可信度高；同時，可檢測、定位并判斷H)、顆粒、凸起、松動等開關(guān)柜設(shè)備缺陷；
[0044](3)維護方便:采用星型拓撲結(jié)構(gòu)的布置方式，確保在對其單個傳感器等部件維護時不影響到其它回路的正常運行；
[0045](4)遠程診斷:局部放電信號模式能夠存儲，確保局部放電信號模式的準確性及重復(fù)性。通過GPRS無線通信模塊及數(shù)據(jù)交換機及時掌握所測數(shù)據(jù)，并進行遠程維護；
[0046](5)—體化配置:通過傳感器、綜合處理單元及數(shù)據(jù)交換機實現(xiàn)從局部放電信號檢測、分析診斷、預(yù)警及歷史數(shù)據(jù)存儲的全過程控制；
[0047](6)現(xiàn)場使用時，操作人員只需將模擬裝置放置于開關(guān)柜內(nèi)部，在開關(guān)柜表面放置地電波傳感器，便可實現(xiàn)對放電量的標定以及放電模式的識別。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓開關(guān)柜局部放電信號在線監(jiān)測綜合處理單元，包括高壓開關(guān)柜體和電源，其特征在于還包括: 設(shè)在所述高壓開關(guān)柜體外部或內(nèi)部的局放監(jiān)測傳感器(I); 輸入端通過導線與所述各局放監(jiān)測傳感器(I)信號輸出端連接的信號檢測通道切換器(2)； 輸入端通過導線與所述信號檢測通道切換器(2)信號輸出端連接的局放信號采集器(3)； 輸入端通過導線與所述局放信號采集器(3)信號輸出端連接的綜合處理單元(4); 輸入端通過導線與所述綜合處理單元(4)信號輸出端連接的GPRS無線通信模塊(5); 輸入端通過導線與所述綜合處理單元(5)信號輸出端連接的數(shù)據(jù)交換機(6); GPRS無線通信模塊(5 )和數(shù)據(jù)交換機(6 )，通過無線電和網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的遠程接收端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓開關(guān)柜局部放電信號在線監(jiān)測綜合處理單元，其特征在于: 所述的局放監(jiān)測傳感器(I)為一個或多個，各局放監(jiān)測傳感器(I)的測量參數(shù)不同或相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓開關(guān)柜局部放電信號在線監(jiān)測綜合處理單元，其特征在于: 所述的遠程接收端為手機或計算機。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓開關(guān)柜局部放電信號在線監(jiān)測綜合處理單元，其特征在于: 所述的局放監(jiān)測傳感器(I)是特高頻傳感器，檢測頻率在300MHz以上。
【文檔編號】G08C17/02GK203479966SQ201320451696
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月26日
【發(fā)明者】張煒, 鄧雨榮, 呂澤承, 郭麗娟, 鄔蓉蓉, 陶松梅, 梁俊斌 申請人:廣西電網(wǎng)公司電力科學研究院