一种基于电容耦合法的手持式开关柜局放巡检仪及其方法技术

本发明专利技术公开了一种一种基于电容耦合法的手持式开关柜局放巡检仪及其方法，包括放电检测壳体、数据分析服务器和单片机，放电检测壳体外部设有超声波传感器、紫外线传感器和传输天线，所述超声波传感器和紫外线传感器分别通过数据线与安装在放电检测壳体内部的单片机相连，所述单片机通过数据线与传输天线相连，单片机通过电源线与电源装置相连，所述传输天线与数据分析服务器之间通过GPRS网络传输数据；利用紫外和超声波两方面声光结合的方法来检测放电，避免了单一检测方法所带来的局限性及环境因素所带来的干扰，提高探测装置的准确性和抗干扰能力。性和抗干扰能力。性和抗干扰能力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电容耦合法的手持式开关柜局放巡检仪及其方法


[0001]本专利技术涉及配电网放电检测领域，尤其是涉及一种基于电容耦合法的手持式开关柜局放巡检仪及其方法。

技术介绍

[0002]由于各开关柜在地域、运行环境、负荷情况以及设备本身一致性不尽相同，因此对维护周期和工作内容也会有所区别；如果按照传统的巡检方式，势必会造成人员、物资，时间上的浪费；加上不同的外在因素影响（如温湿度、雷雨、外力等），若故障时没有被及时发现，微小的放电即可能会引发成大事故；据统计，仅驻马店市每年开关柜事故就有几十起，而绝大多数的事故前期都有不同程度的放电，所以对开关柜实时放电情况的检测已经迫在眉睫。
[0003]现有技术中，尽管很多电力公司采用了巡检或者监控的方法在做开关柜安全防范，运用的技术手段也多种多样，如红外成像、紫外成像、超声巡检等；但是由于受人力、成本、干扰等问题的束缚，低成本地解决开关柜放电监控问题最终仍未得到解决。
[0004]例如，一种在中国专利文献上公开的“开关柜检测设备”，其公开号为CN104237584A，包括探测成本高、探测灵敏度和准确度较低等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术是为了解决现有技术中，传统的配电网对开关柜放电状态检测装置及方法具有探测成本高、探测灵敏度和准确度较低、检测或探测系统抗干扰能力差等问题，提供一种基于声光技术的开关柜放电故障检测装置及方法，利用紫外和超声波结合的方法来检测放电，避免了单一检测方法所带来的局限性及环境因素所带来的干扰，提高探测装置的准确性和抗干扰能力。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于电容耦合法的手持式开关柜局放巡检仪，包括放电检测壳体、数据分析服务器和单片机，放电检测壳体外部设有超声波传感器、紫外线传感器和传输天线，所述超声波传感器和紫外线传感器分别通过数据线与安装在放电检测壳体内部的单片机相连，所述单片机通过数据线与传输天线相连，单片机通过电源线与电源装置相连，所述传输天线与数据分析服务器之间通过GPRS网络传输数据。
[0007]利用紫外和超声波结合的方法来检测放电，两者相辅相成，相互弥补各自的不足；放电时总会伴随光和声的产生，由于光和声同步产生，使得光和声具备相对一致的变化规律及特性；这样可通过超声采集器及紫外采集器采集声光信息，根据其一致性的变化规律及特征，分析采集到的声光信息，以此有效屏蔽干扰，使得探测到的灵敏度进一步加强，避免了单一检测方法所带来的局限性及环境因素所带来的干扰。
[0008]作为优选，所述电源装置为太阳能电池，电源装置为开关柜变压器，所述太阳能电池安装在放电检测壳体的外表面，稳定供电，减少因供电波动带来的探测装置本身的故障，
太阳能作为清洁能源减少开关柜供电资源浪费。
[0009]作为优选，所述紫外线传感器连接紫外信号采集电路，通过紫外线传感器采集随开关柜电路放电发出的紫外光信号，并进行滤波处理最终将采集信号发送到单片机MCU。
[0010]作为优选，所述超声波传感器连接超声波信号采集电路，通过超声波传感器采集随开关柜放电发出的超声波信号，并进行滤波处理最终将采集信号发送到单片机MCU。
[0011]作为优选，所述单片机MCU接收紫外信号采集电路和超声波信号采集电路发送的模拟信号，经过ADC转换器转换为数字信号，并经过处理将要发送的数据送给GPRS模块。
[0012]作为优选，所述GPRS模块，接收到MCU的数据，通过GPRS网络将数据送入服务器，各个采集终端通过GPRS网络与服务器连接，每小时向服务器发送报文，检测连接运行正常，当产生突发故障情况时，上传故障数据。
[0013]利用紫外检测和超声波检测结合的方法来检测局部放电，可以避免单一方法检测所带来的局限性及环境因素所带来的干扰；局部放电时会伴随光和声的产生，由于光和声同步产生，使得光和声具备相对一致的变化规律及特性；这样可通过超声采集器及紫外采集器采集声光信息，根据其一致性，分析采集到的声光信息。
[0014]由于局部放电具备长期的连续性或短期的连续性特性，并且放电强度呈现忽强忽弱，根据这些特性可以把自然界相对稳定的紫外干扰过滤掉；超声对放电的敏感性，可以探测到放电信息，但是由于外界的相近频段的声波干扰源很多，使得局放超声的灵敏度有所降低。
[0015]紫外结合超声，可以相互弥补各自的不足，使得探测到的灵敏度进一步加强；由于电力设备及线路上紫外产生的唯一性，使得探测的准确度更高。
[0016]作为优选，所述巡检仪还包括检测软件，所述检测软件通过预设协议，从服务器端接收采集数据，将接收到的数据进行数值分析，提前采集装置编号、地理位置、采集时间信息，以时间为横轴，信号强度为纵轴，处理并呈现采集到的数据。
[0017]一种基于电容耦合法的手持式开关柜局放巡检方法，具体包括以下步骤：步骤S1：将开关柜放电故障探测装置安装在开关柜变压器上方0.5~0.8米处，将单片机与供电模块中的电源装置接通；步骤S2：步骤S1中所述的开关柜放电故障探测装置实时探测待检测开关柜中绝缘子、令克和变压器的放电状态；步骤S3：当步骤S2中所述的待检测开关柜中绝缘子、令克或变压器之一进行放电工作时，紫外线传感器首先检测到放电产生的紫外线数据，并将数据传送至单片机；步骤S4：步骤S3所述中的单片机接收紫外线数据后立即控制超声波传感器采集放电时产生的超声波数据，并使该超声波数据反馈至单片机；步骤S5：单片机MCU将步骤S3中的紫外线传感器采集数据和步骤S4中的超声波传感器采集数据进行处理，完成处理后通过传输天线输送至数据分析服务器；步骤S6：将步骤S5中的数据分析服务器通过对紫外线数据和超声波数据进行分析来判断开关柜中绝缘子、令克和变压器的放电等级。
[0018]其中，放电等级设置如下所示：当紫外线脉冲次数小于5次，超声波转换电压为1V时，放电等级为一级，证明该开关柜设备存在轻微放电情况，可在定期巡检中重点排查；当紫外线脉冲次数小于10次大于等于5次，超声波转换电压为2V时，放电等级为二级，证明该
开关柜设备存在大量放电情况，需立即进行排查；当紫外线脉冲次数不小于10次，超声波转换电压为3V时，放电等级为三级，证明该开关柜设备存在放电情况严重，需立即检修更换。
[0019]本装置及方法用于探测开关柜中绝缘子、令克和变压器放电情况；当使用本系统装置时，将本系统安装于开关柜变压器上方1米左右的距离，当开关柜绝缘子或变压器因故障放电时，紫外线传感器会检测到放电产生的紫外线数据，并将数据传送至单片机，单片机会立即控制超声波传感器，采集放电时产生的超声波数据，单片机得到紫外线数据和超声波数据后进行简单的算法处理，之后由传输天线通过无线网络将数据发送至数据分析服务器中，并通过对数据进行分析来判断开关柜中绝缘子、令克和变压器的放电情况；本系统装置可在全天候的监测开关柜的放电情况；当长时间1小时无放电数据，本系统会将其地址位置信息发送至数据分析服务器。
[0020]因此，本专利技术具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电容耦合法的手持式开关柜局放巡检仪，其特征是，包括放电检测壳体、数据分析服务器和单片机，放电检测壳体外部设有超声波传感器、紫外线传感器和传输天线，所述超声波传感器和紫外线传感器分别通过数据线与安装在放电检测壳体内部的单片机相连，所述单片机通过数据线与传输天线相连，单片机通过电源线与电源装置相连，所述传输天线与数据分析服务器之间通过GPRS网络传输数据。2.根据权利要求1所述的一种基于电容耦合法的手持式开关柜局放巡检仪，其特征是，所述电源装置为太阳能电池，电源装置为开关柜变压器，所述太阳能电池安装在放电检测壳体的外表面。3.根据权利要求1所述的一种基于电容耦合法的手持式开关柜局放巡检仪，其特征是，所述紫外线传感器连接紫外信号采集电路，通过紫外线传感器采集随开关柜电路放电发出的紫外光信号，并进行滤波处理最终将采集信号发送到单片机。4.根据权利要求1所述的一种基于电容耦合法的手持式开关柜局放巡检仪，其特征是，所述超声波传感器连接超声波信号采集电路，通过超声波传感器采集随开关柜放电发出的超声波信号，并进行滤波处理最终将采集信号发送到单片机。5.根据权利要求1或3或4所述的一种基于电容耦合法的手持式开关柜局放巡检仪，其特征是，所述单片机接收紫外信号采集电路和超声波信号采集电路发送的模拟信号，经过ADC转换器转换为数字信号，并经过处理将要发送的数据送给GPRS模块。6.根据权利要求5所述的一种基于电容耦合法的手持式开关柜局放巡检仪，其特征是，所述GPRS模块，接收到...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪泽州，陈刚，姚宝明，张明明，鲍建飞，张泰山，周弘毅，王晨波，舒能文，郑涛，高原，孙豪豪，蔡群峰，江欣，张建荣，孙帅，胡燕伟，朱能飞，李豹，李想，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司海盐县供电公司，
类型：发明
国别省市：