一种10kV开关柜局部放电模拟装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种10kV开关柜局部放电模拟装置，包括：局部放电物理模型、前端执行层、执行层电源、终端平台层及平台层电源；局部放电物理模型电连接前端执行层的一端，前端执行层的另一端电连接执行层电源；前端执行层包括依次电连接的局部放电输入部分、电压调节部分及保护部分，电压调节部分内设有用于匹配预设局部放电量的电动调压器，电动调压器一端电连接局部放电输入部分，另一端电连接保护部分；前端执行层通信连接终端平台层的一端，终端平台层的另一端电连接平台层电源。本发明专利技术还公开了一种10kV开关柜局部放电模拟方法，克服了现有局部放电模拟装置局放稳定性较差的弊端，保证了装置灵活地施加电压，提高了局部放电模拟的稳定性。

A partial discharge simulation device and method for 10kV switchgear

The invention discloses a 10KV switchgear partial discharge simulation device, which includes: partial discharge physical model, front-end executive layer, executive layer power supply, terminal platform layer and platform layer power supply; partial discharge physical model is electrically connected with one end of the front-end executive layer, and the other end of the front-end executive layer is electrically connected with the executive layer power supply; the front-end executive layer includes the partial discharge input part electrically connected in sequence The voltage regulating part and the protection part are provided with an electric voltage regulator for matching the preset partial discharge amount. One end of the electric voltage regulator is electrically connected with the partial discharge input part and the other end is electrically connected with the protection part; the communication of the front-end executive layer is connected with one end of the terminal platform layer, and the other end of the terminal platform layer is electrically connected with the power supply of the platform layer. The invention also discloses a 10KV switch cabinet partial discharge simulation method, which overcomes the disadvantage of poor partial discharge stability of the existing partial discharge simulation device, ensures that the device flexibly applies voltage, and improves the stability of partial discharge simulation.

【技术实现步骤摘要】
一种10kV开关柜局部放电模拟装置及方法
本专利技术涉及局部放电模拟的
，更具体地，涉及一种10kV开关柜局部放电模拟装置及方法。
技术介绍
局部放电是指发生在电极之间但并未贯穿电极的放电，它是由于设备绝缘内部存在弱点或生产过程中造成的缺陷，在高电场强度作用下发生重复击穿和熄灭的现象。局部放电是导致变电设备绝缘故障的重要原因，当设备绝缘出现异常时通常会产生局部放电，因此，局部放电检测是变电设备检测的重要手段，是保障电力设备安全、可靠、稳定运行的重要手段。但在实际的电力生产中，局部放电现象具有随机性和不可控性，现场局部放电的缺陷案例较少，因此，在开展10kV电力设备局部放电的培训或其它关键性研究时，通常采用局部放电模拟装置模拟局部放电，但目前的局部放电模拟装置的电压需要人工进行升降，人工调节电压的范围不容易把握，具有可靠性较差的缺点，导致模拟局部放电不稳定的后果；另一方面，由于局部放电模拟装置的部分放电模型放电量不稳定，施加电压一段时间后局部放电现象消失，传统人工调压的方式机械笨拙，无法保证装置灵活地施加电压，也就无法保证局部放电现象的持续，且人工调压又容易发生过电压，造成局部放电模拟装置被击穿的后果。综上所述，一种安全、可靠且能灵活调节电压的局部放电模拟装置及方法亟待公开。
技术实现思路
为克服现有局部放电模拟装置须人工调节电压，具有稳定性较差的弊端，且传统人工调压的方式机械笨拙，无法保证装置灵活地施加电压，以维持局部放电现象；此外，采用人工调压容易发生过电压，造成局部放电模拟装置被击穿的后果，本专利技术提供了一种新型的10kV开关柜局部放电模拟装置及方法，提高了局部放电模拟过程的稳定可靠性。本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。为了达到上述技术效果，本专利技术的技术方案如下：一种10kV开关柜局部放电模拟装置，包括：用于产生局部放电信号的局部放电物理模型、用于接收并处理局部放电信号的前端执行层、为前端执行层供电的执行层电源、终端平台层及为终端平台层供电的平台层电源；所述局部放电物理模型电连接前端执行层的一端，前端执行层的另一端电连接执行层电源；所述前端执行层包括依次电连接的局部放电输入部分、电压调节部分及保护部分，电压调节部分内设有用于匹配预设局部放电量的电动调压器，电动调压器一端电连接局部放电输入部分，另一端电连接保护部分；所述前端执行层通信连接终端平台层的一端，终端平台层的另一端电连接平台层电源。优选地，所述执行层电源为220V交流电源，用于初步产生施加于前端执行层的电压信号。优选地，所述局部放电输入部分包括与局部放电物理模型匹配的局部放电物理模型插槽、用于排除低频信号干扰的高频电流传感器、滤波器、放大器及对局部放电信号峰值进行保持的峰值保持器，所述滤波器对由高频电流传感器传输来的局部放电信号进行窄带滤波，所述放大器用于放大局部放电信号；所述局部放电物理模型包括电晕放电模型、金属间隙放电模型、气泡放电模型及表面爬电放电模型，所述电晕放电模型的一端、金属间隙放电模型的一端、气泡放电模型的一端及表面爬电放电模型的一端均电连接局部放电物理模型插槽的b脚，所述局部放电物理模型插槽的a脚依次通过电压调节部分、保护部分电连接执行层电源，电晕放电模型、金属间隙放电模型、气泡放电模型及表面爬电放电模型与局部放电物理模型插槽的电连接是可以拆卸替换的，局部放电物理模型插槽的c脚电连接高频电流传感器的一端，高频电流传感器与滤波器、放大器及峰值保持器依次电连接。优选地，所述电压调节部分包括电动调压器、10kV升压变压器、用于采集电压信号的电压取样器、第一单片机、正反转电机及用于控制正反转电机方向的电机控制器；峰值保持器的一端电连接所述第一单片机的d脚，将局部放电信号的峰值信息传输至第一单片机，第一单片机将从峰值保持器接收到的局部放电信号进行分析处理，以便得出下一步采取的升降压指令信息；所述第一单片机的e脚电连接电机控制器，将升降压指令信息传输至电机控制器，所述电机控制器的另一端电连接正反转电机，正反转电机的另一端电连接电动调压器，电动调压器与10kV升压变压器、电压取样器依次电连接，10kV升压变压器将由电动调压器传输的电压信号升高至使局部放电物理模型能够产生局部放电的高电压状态；电压取样器的一端电连接所述第一单片机的f脚，将采集的电压信号传输至第一单片机。因执行层电源为交流220V的电源，而局部放电的现象是在电压逐步升高至一定程度的时候发生，因此，10kV升压变压器的存在可以将电压提升至更高的电压等级，电动调压器进一步使得电压值可以灵活地在一个范围内调节，以便于适应局部放电模拟的场景需要，提高局部放电模拟的稳定性。第一单片机分析处理从峰值保持器接收到的局部放电信号。优选地，所述电压调节部分还包括第一无线通信模块，所述第一无线通信模块与第一单片机双向电连接，所述第一无线通信模块接收终端平台层的信息，并传输至第一单片机，同时接收第一单片机的信息，并传输至终端平台层。优选地，所述保护部分为空气开关组，所述空气开关组的一端电连接执行层电源，另一端电连接电动调压器，所述空气开关组具有漏电保护功能，保证了人身安全。优选地，所述终端平台层包括第二单片机、与第一无线通信模块双向通信连接的第二无线通信模块、用于显示局部放电信号的显示器及输入模块；所述第二单片机与显示器电连接，将分析处理后的局部放电信号传输至显示器；所述输入模块与第二单片机电连接，将工作人员输入的信息传输至第二单片机，第二单片机将信息分析处理后传输至第二无线通信模块，第二无线通信模块经过无线通信传输至第一无线通信模块，第一无线通信模块继续传输至第一单片机，然后进一步在前端执行层执行工作人员输入的信息指令，例如停止施加电压的指令，因为第一无线通信模块与第二无线通信模块的存在，前端执行层的信息状况可通过第一无线通信模块无线传输至第二无线通信模块，所述第二无线通信模块与第二单片机双向电连接，前端执行层的信息通过第二无线通信模块传输至第二单片机，第二大单片机通过显示器将分析处理后的信息进行显示。第一无线通信模块与第二无线通信模块的双向通信连接，保证了前端执行层与终端平台层的信息交互，所述第一无线通信模块、第二无线通信模块均为Zigbee无线通信模块。为保证装置模拟局部放电的状态便于用户监测，装置会预设局部放电量的下限值，局部放电量下限值对应的状态也是装置用来监测局部放电现象的最佳状态，另一方面，为了避免局部放电模型被烧坏的现象发生，装置也会预设局部放电量的上限值。当装置的局部放电量达到预设局部放电量的上限值时，第一单片机发送降压指令并传输至电机控制器，电机控制器控制正反转电机，正反转电机反转，带动电动调压器动作，电压降低，局部放电量也随之降低，当装置的局部放电量下降到预设局部放电量下限值以下时，局放量太小不便于监测，第一单片机发送升压指令并传输至电机控制器，电机控制器控制正反转电机，正反转电机正转，带动电动调压器动作，电压升高，气泡放电模型的局部放电量增大，当增大至局部放电量预设局部放电量的下限值时，装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种10kV开关柜局部放电模拟装置，其特征在于，包括：用于产生局部放电信号的局部放电物理模型、用于接收并处理局部放电信号的前端执行层、为前端执行层供电的执行层电源、终端平台层及为终端平台层供电的平台层电源；所述局部放电物理模型电连接前端执行层的一端，前端执行层的另一端电连接执行层电源；所述前端执行层包括依次电连接的局部放电输入部分、电压调节部分及保护部分，电压调节部分内设有用于匹配预设局部放电量的电动调压器，电动调压器一端电连接局部放电输入部分，另一端电连接保护部分；所述前端执行层通信连接终端平台层的一端，终端平台层的另一端电连接平台层电源。/n

【技术特征摘要】
1.一种10kV开关柜局部放电模拟装置，其特征在于，包括：用于产生局部放电信号的局部放电物理模型、用于接收并处理局部放电信号的前端执行层、为前端执行层供电的执行层电源、终端平台层及为终端平台层供电的平台层电源；所述局部放电物理模型电连接前端执行层的一端，前端执行层的另一端电连接执行层电源；所述前端执行层包括依次电连接的局部放电输入部分、电压调节部分及保护部分，电压调节部分内设有用于匹配预设局部放电量的电动调压器，电动调压器一端电连接局部放电输入部分，另一端电连接保护部分；所述前端执行层通信连接终端平台层的一端，终端平台层的另一端电连接平台层电源。


2.根据权利要求1所述的10kV开关柜局部放电模拟装置，其特征在于，所述执行层电源为220V交流电源。


3.根据权利要求1所述的10kV开关柜局部放电模拟装置，其特征在于，所述局部放电输入部分包括与局部放电物理模型匹配的局部放电物理模型插槽、用于排除低频信号干扰的高频电流传感器、滤波器、放大器及对局部放电信号峰值进行保持的峰值保持器；所述局部放电物理模型包括电晕放电模型、金属间隙放电模型、气泡放电模型及表面爬电放电模型，所述电晕放电模型的一端、金属间隙放电模型的一端、气泡放电模型的一端及表面爬电放电模型的一端均电连接局部放电物理模型插槽的b脚，所述局部放电物理模型插槽的a脚依次通过电压调节部分、保护部分电连接执行层电源，局部放电物理模型插槽的c脚电连接高频电流传感器的一端，高频电流传感器与滤波器、放大器及峰值保持器依次电连接。


4.根据权利要求3所述的10kV开关柜局部放电模拟装置，其特征在于，所述电压调节部分包括电动调压器、10kV升压变压器、用于采集电压信号的电压取样器、第一单片机、正反转电机及用于控制正反转电机方向的电机控制器；峰值保持器的一端电连接所述第一单片机的d脚，将局部放电峰值信息传输至第一单片机；所述第一单片机的e脚电连接电机控制器，将升降压指令信息传输至电机控制器，所述电机控制器的另一端电连接正反转电机，正反转电机的另一端电连接电动调压器，电动调压器与10kV升压变压器、电压取样器依次电连接，电压取样器的一端电连接所述第一单片机的f脚，将采集的电压信号传输至第一单片机。


5.根据权利要求4所述的10kV开关柜局部放电模拟装置，其特征在于，所述电压调节部分还包括第一无线通信模块，所述第一无线通信模块与第一单片机双向电连接，所述第一无线通信模块接收终端平台层的信息，并传输至第一单片机，同时接收第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国伟，王俊波，唐琪，黎小龙，曾庆辉，陈贤熙，罗容波，武利会，刘少辉，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，广东电网有限责任公司佛山供电局，
类型：发明
国别省市：广东;44