一种开关柜局部放电检测系统

1.一种开关柜局部放电检测系统，其特征是，包括平板电脑(U2)、数据采集卡(U1)、TEV传感器、超高频传感器(GP)和四个超声波传感器，所述TEV传感器、超高频传感器(GP)和四个超声波传感器分别安装于开关柜表面的不同部位，它们的信号输出端接数据采集卡(U1)的不同输入端，所述数据采集卡(U1)的信号输出端接平板电脑(U2)，所述平板电脑(U2)通过无线网络与上位机(U3)连接；
四个超声波传感器分别安装在开关柜的四个角处；
超高频传感器安置在柜门与柜体连接的缝隙处；
TEV信号和超高频信号是不同频率的信号，TEV信号的监测频率相对较低，超高频信号的监测频率相对较高；
设置超高频信号检波放大器(JF2)，超高频传感器(GP)输出的超高频信号经超高频信号检波放大器(JF2)送入数据采集卡(U1)；
设置TEV信号检波放大器(JF1)，TEV传感器输出的超高频信号经TEV信号检波放大器(JF1)送入数据采集卡(U1)；
计算声波在开关柜内传播时间的最大值tmax与最小值tmin，以超高频传感器GP或TEV传感器的输出信号作为触发信号，计算超声信号的传播时间t，若tmin2.根据权利要求1所述的开关柜局部放电检测系统，其特征是，构成中还包括滤波放大器(LF)，四个超声波传感器输出的超声波信号经滤波放大器(LF)处理后送入数据采集卡(U1)的不同输入端。

一种开关柜局部放电检测系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种能够准确检测高压开关柜内局部放电位置和类型的装置，属于开关技术领域。\n背景技术\n[0002] 高压开关柜是电力系统中非常重要的电气设备，其运行可靠性直接影响着整个系统的安全与稳定。由于制造工艺等原因，高压开关柜的绝缘在运行过程中会逐渐老化，导致发生局部放电现象，这种放电的不断蔓延和发展，反过来会加速绝缘的劣化，从而引起严重的供电事故，因此研究开关柜局部放电检测技术对提高供电可靠性具有重要意义。\n[0003] 目前广泛采用的开关柜局部放电检测方法有超高频法（UHF）、超声波法（AE）、暂态地电波法（TEV）等，上述三种方法均可实现不断电检测。超高频法是利用传感器接收局部放电产生的超高频(300MHz-3GHz)电磁信号，根据超高频电磁信号来对局放进行检测，由于通常的干扰信号频率都在300MHz以下，因此该方法具有较为出色的抗干扰性能，但由于现场环境较为复杂，且目前尚未有制定相应的标准，因此该方法无法量化局部放电量的大小。超声波法是根据局部放电区域内分子发生剧烈碰撞产生的超声波（中心频率一般为40KHz）来检测局部放电的，该方法最大的优点是不受电气上的干扰，且有较为准确的定位能力，但由于开关柜结构较为复杂，超声波在传播过程中会有衰减和折反射，容易造成漏判或者误判。\nTEV法是通过感应局部放电时，放电脉冲产生的电磁波在开关柜的金属柜面上产生的暂态对地电压来检测局部放电的，该方法可以对局部放电进行量化，但无法避免现场的大量电磁干扰，存在一定的局限性。\n[0004] 对于开关柜局部放电的定位一般采用“声-声”法，由于开关柜内部绝缘结构复杂，超声波产生衰减，因此该方法往往会出现较大的定位误差。\n[0005] 鉴于上述方法各有利弊，因此有必要开发一种联合检测及定位装置，以弥补已有方法的不足，实现开关柜局部放电的准确检测和定位。\n发明内容\n[0006] 本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种开关柜局部放电检测系统，实现开关柜局部放电的准确检测和定位。\n[0007] 本发明所述问题是以下述技术方案解决的：\n[0008] 一种开关柜局部放电检测系统，构成中包括平板电脑、数据采集卡、TEV传感器、超高频传感器和四个超声波传感器，所述TEV传感器、超高频传感器和四个超声波传感器分别安装于开关柜表面的不同部位，它们的信号输出端接数据采集卡的不同输入端，所述数据采集卡的信号输出端接平板电脑，所述平板电脑通过无线网络与上位机连接。\n[0009] 上述开关柜局部放电检测系统，构成中还包括TEV信号检波放大器，TEV传感器输出的超高频信号经TEV信号检波放大器送入数据采集卡。\n[0010] 上述开关柜局部放电检测系统，构成中还包括超高频信号检波放大器，超高频传感器输出的超高频信号经超高频信号检波放大器送入数据采集卡。\n[0011] 上述开关柜局部放电检测系统，构成中还包括滤波放大器，四个超声波传感器输出的超声波信号经滤波放大器处理后送入数据采集卡的不同输入端。\n[0012] 上述开关柜局部放电检测系统，四个超声波传感器分别安装在开关柜的四个角处。\n[0013] 本发明采用优势互补的三种传感器对开关柜局部放电进行联合监测，不仅可以有效避免现场复杂环境产生的干扰，提高检测准确率，而且能够实现对局部放电源的精确定位及放电模式的准确识别，大大提高了开关柜局部放电的检测水平。一般说来，在开关柜运行的现场有大量的电磁波干扰信号和声波干扰信号，因此采用基于这两种物理量的监测方法可以排除掉因为背景噪音造成的误判，在定位方面，因为传统的“声声”法对于局部放电发生时刻的确定没有“声电”准确，且这些信号的处理过程较为复杂，在定位检测中难以运用。\n附图说明\n[0014] 下面结合附图对本发明作进一步说明。\n[0015] 图1为本发明的结构示意图；\n[0016] 图2为四个超声波传感器的安装示意图。\n[0017] 图中各标号为：PD、局部放电点，S1～S4、第一超声波传感器～第四超声波传感器，U1、数据采集卡，U2、平板电脑，U3、上位机，LF、滤波放大器，JF1、TEV信号检波放大器，JF2、超高频信号检波放大器，TEV、TEV传感器，GP、超高频传感器。\n具体实施方式\n[0018] 参看图1，本发明包括四个超声波传感器（即第一超声波传感器S1～第四超声波传感器S4）、超高频传感器GP、TEV传感器、滤波放大器LF、TEV信号检波放大器JF1、超高频信号检波放大器JF2、数据采集卡U1、平板电脑U2和电源模块U3。\n[0019] 四个超声波传感器分别布置在开关柜的4个角落并与滤波放大器LF相连接（参看图2）；超高频传感器GP布置在开关柜前窗并与超高频信号检波放大器JF2相连接；TEV传感器安装在开关柜表面并与TEV信号检波放大器JF1相连接。滤波放大器LF用于接收四个超声波传感器的信号，将其中的干扰信号滤去，再将滤波处理过的信号放大后送入数据采集卡U1；TEV信号检波放大器JF1和超高频信号检波放大器JF2用于实现对TEV及超高频信号的检波处理，因TEV信号与超高频信号的频率过大，不利于数据采集卡U1的处理，因此需要两个检波放大器进行降频和放大之后再送入数据采集卡U1。\n[0020] 数据采集卡U1为多通道、高速同步采集卡，可以选择其中任一通道作为超声波信号接收通道、TEV信号接收通道或超高频接收通道。\n[0021] 数据采集卡U1采集到的数据通过USB连接线与平板电脑U2连接，平板电脑U2对接收到的信号进行处理。在试验前事先计算好声波在开关柜内传播时间的最大值tmax与最小值tmin，以超高频传感器GP或TEV传感器的输出信号作为触发信号，计算超声信号的传播时间t，若tmin