一种开关柜局部放电在线监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种开关柜局部放电在线监测装置，包括设置在开关柜内的传感器组和设置在所述开关柜外的监测主机；所述监测主机包括壳体以及设置在所述壳体内的CPU、信号输入电路、信号处理电路和信号输出电路；所述传感器组通过同轴电缆与所述信号输入电路电连接，所述CPU通过所述信号处理电路与所述信号输入电路电连接，所述CPU还与所述信号输出电路电连接。本实用新型专利技术基于柜内传感器组中的各传感器，既实现了开关柜内并行同步采样方式，提高了采样速度和局放信号的高可靠性；还与一次设备无任何电气接触，不会产生爬电现象，既不会受到一次设备产生的其他相关信号的干扰，也不会影响一次设备的绝缘性，抗干扰能力强。抗干扰能力强。抗干扰能力强。

An on-line partial discharge monitoring device for switchgear

【技术实现步骤摘要】
一种开关柜局部放电在线监测装置


[0001]本技术涉及变电站监控领域，特别涉及一种开关柜局部放电在线监测装置。

技术介绍

[0002]高压(电压等级在3.6kV～550kV)开关柜是电力系统中使用极广且数量最多的开关设备。由于在设计、制造、安装和运行维护等方面存在着不同程度的问题，因而事故率比较高，在诸多性质的开关柜事故中，绝缘事故多发生于10千伏及以上电压等级，造成的后果也很严重。特别是小车式开关柜，绝缘事故率更高，而且往往一台出现事故，殃及邻柜的现象更为突出。因此，迫切需要对开关柜实行状态检修，对设备运行状况进行实时和定时的在线监测，根据设备的运行状态和绝缘的劣化程度，确定检修时问和措施，减少停电时间和事故的发生，提高电力系统运行的安全可靠性及自动化程度。
[0003]高压开关柜的绝缘故障主要表现为外绝缘对地闪络击穿、内绝缘对地闪络击穿、相间绝缘闪络击穿、雷电过电压闪络击穿，瓷瓶套管和电容套管的闪络、污闪、击闪、击穿和爆炸，提升杆闪络和CT闪络的击穿和爆炸，以及瓷瓶断裂等。各类绝缘缺陷发展到最终击穿，酿成事故之前，往往先经过局部放电阶段，局部放电的强弱能够及时反映绝缘状态，因此通过在线监测局部放电来判断绝缘状态为实现开关柜绝缘在线监测及诊断的有效手段。
[0004]目前，局部放电监测技术相应出现了电检测法、光测法、声测法和红外热测法等非电量检测方法，但这些方法容易受到相邻开关柜及变电站现场其他相关信号的干扰，可靠性不高。

技术实现思路

[0005]本技术提供了一种开关柜局部放电在线监测装置，解决了现有局部放电监测技术中抗干扰能力差和可靠性差的技术问题。
[0006]本技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0007]一种开关柜局部放电在线监测装置，包括设置在开关柜内的传感器组和设置在所述开关柜外的监测主机；
[0008]所述监测主机包括壳体以及设置在所述壳体内的CPU、信号输入电路、信号处理电路和信号输出电路；
[0009]所述传感器组通过同轴电缆与所述信号输入电路电连接，所述CPU通过所述信号处理电路与所述信号输入电路电连接，所述CPU还与所述信号输出电路电连接。
[0010]本技术的有益效果是：传感器组设置在开关柜内，对开关柜(特别是高压开关柜)进行分布式在线检测，实时发现柜内的局部放电信号，并通过同轴电缆传输到开关柜外的监测主机，通过监测主机内的信号输入电路传输到信号处理电路，利用信号处理电路对实时采集的局部放电信号进行处理，得到高质量信号；利用CPU事先内置的信号识别程序对该高质量信号进行分析，并通过信号输出电路可以将分析的结果传输到外部终端或设备中，实现开关柜局部放电在线监测装置；
[0011]本技术中的开关柜局部放电在线监测装置，基于柜内传感器组中的各传感器，既实现了开关柜内并行同步采样方式，提高了采样速度和局放信号的高可靠性；还与一次设备(例如相邻开关柜或变电站现场其他电气设备)无任何电气接触，不会产生爬电现象，既不会受到一次设备产生的其他相关信号的干扰，也不会影响一次设备的绝缘性，抗干扰能力强。
[0012]在上述技术方案的基础上，本技术还有如下改进：
[0013]进一步：所述传感器组包括超声波传感器、地电波传感器和特高频传感器；所述超声波传感器、所述地电波传感器和所述特高频传感器均通过所述同轴电缆与所述信号输入电路电连接。
[0014]进一步：所述传感器组还包括温度传感器，所述温度传感器通过所述同轴电缆与所述信号输入电路电连接。
[0015]进一步：所述信号处理电路包括输入端保护子电路、二阶低通滤波器、二阶高通滤波器和输出端保护子电路；
[0016]所述信号输入电路依次通过所述输入端保护子电路、所述二阶低通滤波器、所述二阶高通滤波器和所述输出端保护子电路与所述CPU电连接。
[0017]进一步：所述输入端保护子电路包括N沟道JFET管Q1、P沟道JFET管Q2、第一TVS管D20、第二TVS管D21、第三TVS管D22、第四TVS管D23、第一二极管D25、第二二极管D26、第一电阻R91和第二电阻R92；
[0018]所述第一TVS管D20的负极与所述信号输入电路电连接，所述第一TVS管D20的正极通过所述第一电阻R91与所述N沟道JFET管Q1的栅极电连接，所述第二TVS管D21的负极与所述信号输入电路电连接，所述第二TVS管D21的正极通过所述第一二极管D25与所述N沟道JFET管Q1的漏极电连接，所述N沟道JFET管Q1的源极接地；所述第三TVS管D22的负极与所述信号输入电路电连接，所述第三TVS管D22的正极通过所述第二电阻R92与所述P沟道JFET管Q2的栅极电连接，所述第四TVS管D23的负极与所述信号输入电路电连接，所述第四TVS管D23的正极通过所述第二二极管D26与所述P沟道JFET管Q2的漏极电连接，所述P沟道JFET管Q2的源极接地；所述二阶低通滤波器连接在所述信号输入电路分别与所述第一TVS管D20的负极、所述第二TVS管D21的负极、所述第三TVS管D22的负极以及所述第四TVS管D23的负极之间的公共端上。
[0019]进一步：所述二阶低通滤波器包括第一运算放大器U12A、第一电容C66、第二电容C69、第三电阻R84、第四电阻R85、第五电阻R89和第六电阻R87；
[0020]所述第三电阻R84的一端连接在所述信号输入电路分别与所述第一TVS管D20的负极、所述第二TVS管D21的负极、所述第三TVS管D22的负极以及所述第四TVS管D23的负极之间的公共端上，所述第三电阻R84的另一端通过所述第四电阻R85与所述第一运算放大器U12A的正向输入端电连接，所述第三电阻R84的另一端还通过所述第一电容C66与所述第一运算放大器U12A的输出端电连接；所述第二电容C69的一端连接在所述第四电阻R85与所述第一运算放大器U12A的公共端上，所述第二电容C69的另一端接地；所述第一运算放大器U12A的反向输入端通过所述第五电阻R89接地，所述第一运算放大器U12A的反向输入端还通过所述第六电阻R87与所述第一运算放大器U12A的输出端电连接；所述二阶高通滤波器连接在所述第一电容C66、所述第一运算放大器U12A与所述第六电阻R87的公共端上。
[0021]进一步：所述二阶高通滤波器包括第二运算放大器U12B、第三电容C67、第四电容C68、第七电阻R83、第八电阻R86、第九电阻R90和第十电阻R88；
[0022]所述第三电容C67的一端连接在所述第一电容C66、所述第一运算放大器U12A与所述第六电阻R87的公共端上，所述第三电容C67的另一端通过所述第四电容C68与所述第二运算放大器U12B的正向输入端电连接，所述第三电容C67的另一端还通过所述第七电阻R83与所述第二运算放大器U12B的输出端电连接；所述第八电阻R86的一端连接在所述第四电容C68与所述第二运算放大器U12B的公共端上，所述第八电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关柜局部放电在线监测装置，其特征在于，包括设置在开关柜内的传感器组和设置在所述开关柜外的监测主机；所述监测主机包括壳体以及设置在所述壳体内的CPU、信号输入电路、信号处理电路和信号输出电路；所述传感器组通过同轴电缆与所述信号输入电路电连接，所述CPU通过所述信号处理电路与所述信号输入电路电连接，所述CPU还与所述信号输出电路电连接。2.根据权利要求1所述的开关柜局部放电在线监测装置，其特征在于，所述传感器组包括超声波传感器、地电波传感器和特高频传感器；所述超声波传感器、所述地电波传感器和所述特高频传感器均通过所述同轴电缆与所述信号输入电路电连接。3.根据权利要求2所述的开关柜局部放电在线监测装置，其特征在于，所述传感器组还包括温度传感器，所述温度传感器通过所述同轴电缆与所述信号输入电路电连接。4.根据权利要求1所述的开关柜局部放电在线监测装置，其特征在于，所述信号处理电路包括输入端保护子电路、二阶低通滤波器、二阶高通滤波器和输出端保护子电路；所述信号输入电路依次通过所述输入端保护子电路、所述二阶低通滤波器、所述二阶高通滤波器和所述输出端保护子电路与所述CPU电连接。5.根据权利要求4所述的开关柜局部放电在线监测装置，其特征在于，所述输入端保护子电路包括N沟道JFET管Q1、P沟道JFET管Q2、第一TVS管D20、第二TVS管D21、第三TVS管D22、第四TVS管D23、第一二极管D25、第二二极管D26、第一电阻R91和第二电阻R92；所述第一TVS管D20的负极与所述信号输入电路电连接，所述第一TVS管D20的正极通过所述第一电阻R91与所述N沟道JFET管Q1的栅极电连接，所述第二TVS管D21的负极与所述信号输入电路电连接，所述第二TVS管D21的正极通过所述第一二极管D25与所述N沟道JFET管Q1的漏极电连接，所述N沟道JFET管Q1的源极接地；所述第三TVS管D22的负极与所述信号输入电路电连接，所述第三TVS管D22的正极通过所述第二电阻R92与所述P沟道JFET管Q2的栅极电连接，所述第四TVS管D23的负极与所述信号输入电路电连接，所述第四TVS管D23的正极通过所述第二二极管D26与所述P沟道JFET管Q2的漏极电连接，所述P沟道JFET管Q2的源极接地；所述二阶低通滤波器连接在所述信号输入电路分别与所述第一TVS管D20的负极、所述第二TVS管D21的负极、所述第三TVS管D22的负极以及所述第四TVS管D23的负极之间的公共端上。6.根据权利要求5所述的开关柜局部放电在线监测装置，其特征在于，所述二阶低通滤波器包括第一运算放大器U12A、第一电容C66、第二电容C69、第三电阻R84、第四电阻R85、第五电阻R89和第六电阻R87；所述第三电阻R84的一端连接在所述信...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘长军，干霖，许毅，
申请(专利权)人：武汉精伦电气有限公司，
类型：新型
国别省市：