一种无线局部放电在线监测设备制造技术

本发明专利技术公开了一种无线局部放电在线监测设备，包括：电源模块、采集模块、数据处理模块以及LoRa通信模块，所述电源模块分别与所述采集模块、数据处理模块以及LoRa通信模块连接，通过采集模块采集的局部放电监测数据，并通过数据处理模块根据局部放电监测数据制备局部放电相位谱图，并将局部放电相位谱图通过LoRa通信模块发送至诊断后台进行诊断，采用无线LoRa通讯模块进行数据收发，不需要现场布线，能快速实现在线监测设备的安装，减少数据收发的功耗，有效解决现有的在线监测设备安装部署时程序繁琐，功耗大的问题。功耗大的问题。功耗大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种无线局部放电在线监测设备


[0001]本专利技术涉及局部放电监测
，尤其涉及一种无线局部放电在线监测设备。

技术介绍

[0002]随着10kV开关柜和环网柜广泛地部署使用，开关柜和环网柜已成为电网系统中主要的电气设备。在电气设备的三类故障中，绝缘故障所占的比重最大。局部放电是设备绝缘损坏的重要原因，研究人员指出：绝缘材料在长时间内一直受到局部放电的影响，会使得材料的绝缘性能不断下降，当绝缘材质损坏严重时可能会导致绝缘击穿，引起电气设备发生故障，引发停电事故，给社会和经济带来巨大的损失。
[0003]在国内，对电力设备的检修大致采用三种模式：事后检修、周期性检修和状态检修。状态检修是在状态监测的基础上决定是否对设备进行检修，带电监测是实现状态检修的前提。常见的在线监测设备，大多使用CAN、RS485进行数据通信，这类在线监测设备，在安装时，需要部署通讯数据线，有的功耗大，往往需要外接电源供电，有的甚至需要在停电状态下才能进行安装部署，因此，现有的在线监测设备安装部署时程序繁琐，功耗大已经成为了本
亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种无线局部放电在线监测设备，用于解决现有的在线监测设备安装部署时程序繁琐，功耗大的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0006]一种无线局部放电在线监测设备，包括：电源模块、采集模块、数据处理模块以及LoRa通信模块，电源模块分别与采集模块、数据处理模块以及LoRa通信模块连接，用于给采集模块、数据处理模块以及LoRa通信模块提供工作电压；
[0007]采集模块以及LoRa通信模块均与数据处理模块连接，采集模块用于采集局部放电监测数据，并将局部放电监测数据发送给数据处理模块；
[0008]数据处理模块用于接收局部放电监测数据，并根据局部放电监测数据制备局部放电相位谱图，并将局部放电相位谱图发送给LoRa通信模块；LoRa通信模块接收并将局部放电相位谱图发送至诊断后台进行诊断。
[0009]优选的，采集模块包括暂态地电波传感器、超声波传感器以及温湿度传感器，暂态地电波传感器通过ADC模块与数据处理模块连接，用于将其监测采集的暂态地电波信号通过ADC模块发送给数据处理模块；超声波传感器通过SAI模块与数据处理模块连接，用于将其监测采集的超声波信号通过SAI模块发送给数据处理模块；温湿度传感器通过I2C模块与数据处理模块连接，用于将其监测采集的湿温度信号通过I2C模块发送给数据处理模块。
[0010]优选的，电源模块通过第一负载开关与超声波传感器连接，电源组件通过第二负载开关与暂态地电波传感器连接，电源模块通过第三负载开关与LoRa通信模块连接。
[0011]优选的，数据处理模块包括局放数据处理模块，局放数据处理模块用于将接收的
来自采集模块的超声波信号和暂态地电波均进行以下处理：
[0012]对超声波信号/暂态地电波信号进行数模转换，得到局放序列X(i)，对X(i)进行最大值包络，将时域序列进行区域分割，并对每个区域计算幅值绝对最大值，得到包络后局放序列Y(i)，再计算噪声阈值Thr，根据计算的噪声阈值Thr对超声波信号/暂态地电波信号中的有效脉冲进行提取，得到超声波信号/暂态地电波信号的局部放电相位谱图。
[0013]优选的，局放数据处理模块通过将局放序列Y(i)的每个序列点看作一个顶点，通过每两个点之间幅值差计算每两个点之间的权重ω
ij
，并根据局放序列Y(i)中任意两点之间的权重ω
ij
构建矩阵W，其中，
[0014][0015]其中，i、j分别为局放序列Y两个不同序列点的序号，W为邻接矩阵，r为邻域大小，这里选取序列Y平均值大小的0.3倍，δ为序列Y的均方差，y
i
为第i个序列点的幅值，y
j
为第j个序列点的幅值；构建相似度矩阵D，其中d(i)为相似度矩阵D第i个相似度；并计算拉普拉斯矩阵L＝D
‑
W；构建标准化拉普拉斯矩阵D
‑
1/2
LD
‑
1/2
,并计算该矩阵第二小特征值对应的特征向量y；取y的平均值作为噪声阈值Thr。
[0016]优选的，数据处理模块还包括数据交互模块，数据交互模块用于将数据处理模块要发送出去的数据进行组包分片，并开启内置定时器，按定时器周期顺序，并通过LoRa通信模块向诊断后台发送每一包分片数据，同时通过LoRa通信模块接收并解析从诊断后台传输过来的ACK，记录ACK的状态，在将所有的分片数据发送完成之后，判断ACK的状态，确认数据的发送的完整性，若不完整，开始进行重传。
[0017]优选的，电源模块为一次性锂
‑
亚硫酰氯电池，数据处理模块为ARM Cortex
‑
M4内核的低功耗MCU。
[0018]本专利技术具有以下有益效果：
[0019]1、本专利技术中的无线局部放电在线监测设备，通过采集的局部放电监测数据，并根据局部放电监测数据制备局部放电相位谱图，并将局部放电相位谱图通过LoRa通信模块发送至诊断后台进行诊断，采用无线LoRa通讯模块进行数据收发，不需要现场布线，能快速实现在线监测设备的安装，减少数据收发的功耗，有效解决现有的在线监测设备安装部署时程序繁琐，功耗大的问题。
[0020]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本专利技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0021]构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0022]图1本专利技术的无线局部放电在线监测设备系统；
[0023]图2本专利技术的采集模块及数据处理模块；
[0024]图3本专利技术的详细的数据采集及处理流程；
[0025]图4本专利技术的详细的数据交互流程。
具体实施方式
[0026]以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0027]实施例一：
[0028]如图1所示，本实施中公开了一种无线局部放电在线监测设备，包括：电源模块、采集模块、数据处理模块以及LoRa通信模块，电源模块分别与采集模块、数据处理模块以及LoRa通信模块连接，用于给采集模块、数据处理模块以及LoRa通信模块提供工作电压；
[0029]采集模块以及LoRa通信模块均与数据处理模块连接，采集模块用于采集局部放电监测数据，并将局部放电监测数据发送给数据处理模块；
[0030]数据处理模块用于接收局部放电监测数据，并根据局部放电监测数据制备局部放电相位谱图，并将局部放电相位谱图发送给LoRa通信模块；LoRa通信模块接收并将局部放电相位谱图发送至诊断后台进行诊断。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线局部放电在线监测设备，其特征在于，包括：电源模块、采集模块、数据处理模块以及LoRa通信模块，所述电源模块分别与所述采集模块、数据处理模块以及LoRa通信模块连接，用于给所述采集模块、数据处理模块以及LoRa通信模块提供工作电压；所述采集模块以及LoRa通信模块均与所述数据处理模块连接，所述采集模块用于采集局部放电监测数据，并将所述局部放电监测数据发送给所述数据处理模块；数据处理模块用于接收所述局部放电监测数据，并根据所述局部放电监测数据制备局部放电相位谱图，并将所述局部放电相位谱图发送给所述LoRa通信模块；所述LoRa通信模块接收并将所述局部放电相位谱图发送至诊断后台进行诊断。2.根据权利要求1所述的无线局部放电在线监测设备，其特征在于，所述采集模块包括暂态地电波传感器、超声波传感器以及温湿度传感器，所述暂态地电波传感器通过ADC模块与所述数据处理模块连接，用于将其监测采集的暂态地电波信号通过所述ADC模块发送给所述数据处理模块；所述超声波传感器通过SAI模块与所述数据处理模块连接，用于将其监测采集的超声波信号通过所述SAI模块发送给所述数据处理模块；所述温湿度传感器通过I2C模块与所述数据处理模块连接，用于将其监测采集的湿温度信号通过所述I2C模块发送给所述数据处理模块。3.根据权利要求2所述的无线局部放电在线监测设备，其特征在于，所述电源模块通过第一负载开关与所述超声波传感器连接，所述电源组件通过第二负载开关与所述暂态地电波传感器连接，所述电源模块通过第三负载开关与所述LoRa通信模块连接。4.根据权利要求2所述的无线局部放电在线监测设备，其特征在于，所述局放数据处理模块用于将接收的来自所述采集模块的所述超声波信号和所述暂态地电波均进行以下处理：对所述超声波信号/暂态地电波信号进行数模转换，得到局放序列X(i)，对X(i)进行最大值包络，将时域序列进行区域分割，并对每个区域计算幅值绝对最大值，得到包络后局放序列Y(i)，再计算噪声阈...

【专利技术属性】
技术研发人员：万代，齐飞，周恒逸，赵邈，朱吉然，段绪金，彭思敏，由凯，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司电力科学研究院国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：