GIS局部放电带电检测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种GIS局部放电带电检测系统，该系统由暂态地电压传感器和超声波传感器采集局部放电信号，分别经过暂态地电压放大器、暂态地电压检波器和超声波放大器后，由数据采集模块进行高速采集，通过USB传输线传输到便携式计算机，最后由系统软件对数据进行滤波、显示、存储和分析，可以准确判断GIS内是否出现局部放电，识别故障。该检测系统可以实时采集和存储GIS局部放电暂态地电压和超声波信号，并可对局部放电信号的时域、频域分布等信息进行分析，从而实现对故障位置进行定位。

GIS partial discharge detection system

The utility model relates to a GIS partial discharge live detection system, the system collected by transient voltage sensor and ultrasonic sensor for partial discharge signal, respectively after transient voltage transient voltage amplifier, detector and amplifier, a data acquisition module for high speed data acquisition, to the portable computer through the USB transmission line, and finally by the the system software for data filtering, display, storage and analysis, can accurately determine whether the partial discharge in GIS, fault recognition. The detection system can collect and store the GIS partial discharge transient voltages and the ultrasonic signal, and analysis of partial discharge signal in time domain and frequency domain distribution information, so as to realize the localization of fault location.

【技术实现步骤摘要】
GIS局部放电带电检测系统
本技术涉及一种绝缘开关技术，具体地说是一种GIS局部放电带电检测系统。
技术介绍
GIS，又称气体绝缘金属封闭开关设备，是电力系统中非常重要的电气设备，目前10kV、35kV金属封闭开关成套设备已广泛应用于各个变电站。但是GIS在生产、装配、运输以及开关动作等过程中，会在GIS内部产生诸如：有金属突起、开关元件内部有气泡、有自由金属颗粒、触头接触不良、存在污秽及受潮等的绝缘缺陷，这些缺陷会严重影响GIS内部的电场分布，导致电场畸变，危及设备的运行安全。GIS控制的负荷多是市区的重要负荷，一旦GIS设备出现故障，就会造成大面积、长时间停电。由此可见，对GIS进行局部放电带电检测，在绝缘故障早期及时被发现而预防事故的发生，对保证供电可靠性具有重要意义。
技术实现思路
本技术的目的在于，克服现有GIS存在的不足，提供一种可以实时采集和存储GIS局部放电暂态地电压和超声波信号，并可对局部放电信号的时域、频域分布等信息进行分析，从而实现对故障位置进行定位的检测系统。该检测系统是这样实现的：该系统主要由暂态地电压传感器、超声波传感器、暂态地电压放大器、暂态地电压检波器、超声波放大器、数据采集模块、USB传输线和系统软件构成。由暂态地电压传感器和超声波传感器采集局部放电信号，分别经过暂态地电压放大器、暂态地电压检波器和超声波放大器后，由数据采集模块进行高速采集，通过USB传输线传输到便携式计算机，最后由系统软件处理。所述暂态地电压传感器，采用圆板状贴片式传感器，圆板半径32.5mm，检测频段范围3～200MHz。所述超声波传感器，采用压电陶瓷传感器，中心频率30kHz，60dB频带范围20～110kHz，灵敏度峰值大于80dB。所述暂态地电压放大器，采用常规放大电路设计，放大倍数100倍，噪声水平小于5μv，放大频率范围10kHz～500MHz，功率5.6w。所述暂态地电压检波器，采用常规检波电路设计，检波方式正极性包络检波，低电平灵敏度＞0.5mV/μw，频率响应±0.2～0.4dB，检波频率范围10kHz～200MHz。所述超声波放大器，采用常规放大电路设计，频带范围10～1200kHz，放大倍数1000倍。所述数据采集模块，由4路同步采样模拟输入通道，信号调理电路，高精度逐次逼近寄存器(SAR)16位ADC，USB数字输出端口组成，其支持热插拔操作，工作温度范围-40℃～70℃。其功能是从暂态地电压检波器、超声波放大器获取电压模拟信号，立即就地进行模数转换。所述系统软件，使用虚拟仪器LabVIEW软件构建。该系统软件由同步采集、数据分析和波形回放三部分组成，同步采集包括暂态地电压、超声波局部放电信号的采集、通信、有效提取局部放电超声波信号特征量、波形完整存储和放电信号存储；数据分析包括对局部放电信号的时域、频域分布等特征进行分析、绘制放电次数-相位、放电次数-放电量以及相位分布(PRPD)等分析图谱；波形回放包括对暂态地电压、超声波局部放电时域信号进行回放。本技术综合运用暂态地电压检测技术、超声波检测技术及数字信号处理技术。系统地应用数字信号处理技术实现GIS局部放电信号的高速可靠采集，在准确提取局放信号的基础上，使用图形化编程语言LabVIEW开发了上位机软件系统，采用USB传输协议实现上下位机的通信。该系统可以实时采集和存储GIS局部放电暂态地电压和超声波信号，并可对局部放电信号的时域、频域分布等信息进行分析，对故障位置进行定位。附图说明图1是本技术的结构原理框图；图2是本实施例之系统软件的工作原理图；图3是本实施例之系统软件的程序流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，对本技术作详细说明，但并不因此而限制本技术的内容。实施例一种GIS局部放电带电检测系统图1是本实施例之GIS局部放电带电检测系统的结构原理框图，主要包括：暂态地电压传感器、超声波传感器、暂态地电压放大器、暂态地电压检波器、超声波放大器、数据采集模块、USB传输线与系统软件。所述暂态地电压传感器，采用圆板状贴片式传感器，实施时将暂态地电压传感器紧贴在GIS柜体表面。所述超声波传感器，采用压电式传感器，实施时将超声波传感器紧贴在GIS柜体表面，为了使超声波传感器更好的采集超声波信号，在传感器表面涂抹上耦合剂，防止信号衰减。所述暂态地电压放大器，放置在待检测GIS附近，输入端接暂态地电压传感器，输出端接暂态地电压检波器。所述暂态地电压检波器，放置在待检测GIS附近，输入端接暂态地电压放大器，输出端接数据采集模块。所述超声波放大器，放置在待检测GIS附近，输入端接超声波传感器，输出端接数据采集模块。所述数据采集模块，放置在待检测GIS附近，输入端分别接暂态地电压检波器和超声波放大器，输出端接USB传输线。所述USB传输线，一端接数据采集模块，另一端接系统软件。所述采集分析软件，即系统软件，由虚拟仪器语言开发，系统实施时，通过该软件，可以实时观测局部放电信号的时域波形，并且进行频域分析和相应的谱图绘制，系统可以准确判断GIS内是否出现局部放电，识别故障类型及对故障位置进行定位。图2显示了本实施例之系统软件的工作原理图；所述数据采集模块由4路同步采样模拟输入通道、信号调理电路、高精度逐次逼近寄存器(SAR)16位ADC、USB数字输出端口组成。放置在待检测GIS附近。其输入端分别接暂态地电压检波器和超声波放大器，输出端接USB传输线。图3是本实施例之系统软件的程序流程图。采集分析软件使用虚拟仪器LabVIEW软件构建。软件系统由同步采集、数据分析和波形回放三部分组成。本文档来自技高网...

【技术保护点】
GIS局部放电带电检测系统，其特征在于：主要由暂态地电压传感器、超声波传感器、暂态地电压放大器、暂态地电压检波器、超声波放大器、数据采集模块、USB传输线构成；由暂态地电压传感器和超声波传感器采集局部放电信号，分别经过暂态地电压放大器、暂态地电压检波器和超声波放大器后，由数据采集模块进行高速采集，通过USB传输线传输到便携式计算机。

【技术特征摘要】
1.GIS局部放电带电检测系统，其特征在于：主要由暂态地电压传感器、超声波传感器、暂态地电压放大器、暂态地电压检波器、超声波放大器、数据采集模块、USB传输线构成；由暂态地电压传感器和超声波传感器采集局部放电信号，分别经过暂态地电压放大器、暂态地电压检波器和超声波放大器后，由数据采集模块进行高速采集，通过USB传输线传输到便携式计算机。2.根据权利要求1所述GIS局部放电带电检测系统，其特征在于：所述暂态地电压传感器，采用圆板状贴片式传感器，圆板半径32.5mm，检测频段范围3～200MHz。3.根据权利要求1所述GIS局部放电带电检测系统，其特征在于：所述超声波传感器，采用压电陶瓷传感器，中心频率30kHz，60dB频带范围20～110kHz，灵敏度峰值大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王靖夫，朱婷，高佩娜，
申请(专利权)人：王靖夫，朱婷，高佩娜，
类型：新型
国别省市：甘肃,62