一种局部放电的多物理联合监测装置及监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电气工程领域，尤其涉及一种局部放电的多物理联合监测装置及监测方法，该监测装置包括：声电一体式传感器、时序信号存储模块、时序

【技术实现步骤摘要】
一种局部放电的多物理联合监测装置及监测方法


[0001]本专利技术涉及电气工程领域，尤其涉及一种局部放电的多物理联合监测装置及监测方法。

技术介绍

[0002]气体绝缘设备是目前电力系统中一类常用的电力设备，其将断路器、隔离开关和母线等常规电力设备集成于圆筒形腔体内部，并充入高气压的电负性气体实现电气绝缘。由于加工工艺或长期运行，气体绝缘设备内部会存在或出现导杆尖端毛刺、绝缘材料气隙等缺陷，上述缺陷在高压电场下会出现局部放电现象，若未能及时检测，会导致绝缘劣化，甚至会引发严重的电力事故，威胁电力系统的安全稳定运行。
[0003]利用局部放电伴生的物理现象，可实现局部放电及时有效检测。局部放电伴生现象包括高频电流、超声波和超高频电磁波，对应的，形成了多种检测方法：通过高频线圈可以检测局部放电过程中电荷移动产生的高频电流信号；通过超声波探头可以检测放电过程中气体膨胀收缩或机械振动产生的超声波信号；通过超高频天线可以检测放电激发的超高频电磁波。然而，上述方法在现场应用过程中，均存在一定的局限性，高频线圈易受外部放电的干扰，超声波探头会受到设备自身振动噪声影响，而超高频天线也容易受到现场复杂电磁噪声环境干扰。因此在某类检测方法单独应用时，容易出现误判和漏判现象，不利于现场运维人员的判断以及检修安排工作。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是，针对
技术介绍
的缺陷，提供一种局部放电的多物理联合监测装置及监测方法，对气体绝缘设备内部的局部放电情况进行更加全面、准确、及时的检测。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0006]一种局部放电的多物理联合监测装置，包括：声电一体式传感器、时序信号存储模块、时序
‑
图谱转换模块以及图谱显示模块；
[0007]所述声电一体式传感器用于采集并输出气体绝缘设备内局部放电超声和特高频信号；
[0008]所述时序信号存储模块通过外部触发，同步采集储存10s的超声和特高频信号时序波形，并输出时序矩阵；
[0009]所述时序
‑
图谱转换模块针对所述时序信号存储模块输出的时序矩阵，将时间向量转换为相位向量和时间间隔向量，输出图谱矩阵；
[0010]所述图谱显示模块基于所述时序
‑
图谱转换模块输出的图谱矩阵，绘制超声飞行图谱和特高频相位图谱。
[0011]进一步地，所述声电一体式传感器，包括：特高频传感模块、超声波传感模块、滤波放大模块、光源模块和光电转换模块；
[0012]所述特高频传感模块和超声波传感模块位于所述声电一体式传感器正面，朝向气体绝缘设备内部安装，用于采集气体绝缘设备内部放电的超声和特高频信号；
[0013]所述滤波放大模块、光源模块和光电转换模块位于所述声电一体式传感器背面，超声和特高频信号分别经光电转换模块和滤波放大模块输出。
[0014]进一步地，所述特高频传感模块为圆环式天线，圆环式天线工作频率范围0.6～1GHz。
[0015]进一步地，所述超声波传感模块为EFPI光纤型。
[0016]进一步地，所述滤波放大模块与光电转换模块输出端通过BNC接口引出。
[0017]进一步地，一种局部放电的多物理联合监测装置的监测方法，包括以下步骤：
[0018]采集局部放电超声和特高频信号，超声和特高频信号分别经光电转换和滤波放大输出；
[0019]通过外部触发同步采集储存10s的超声和特高频信号时序波形，并输出时序矩阵；
[0020]针对时序矩阵，将时间向量转行为相位和时间间隔向量，输出图谱矩阵；
[0021]基于图谱矩阵绘制超声飞行图谱和特高频相位图谱。
[0022]进一步地，所述超声和特高频信号通过时序信号储存模块、经由外部触发方式进行采集存储，所述时序信号存储模块内置比较器并设定阈值I
H
，外部触发源为所述滤波放大模块输出I
U
，当满足下式：
[0023]I
U
＞I
H
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0024]时序信号存储模块开始采集并存储10s信号；
[0025]时序信号存储模块以矩阵形式储存时间向量t(0～10s)，滤波放大模块输出幅值向量I
U
和光电转换模块输出幅值向量I
A
，采样频率设置为100kHz，输出维度为106×
3的时序矩阵D0：
[0026][0027]进一步地，所述图谱矩阵由所述时序
‑
图谱转换模块对时序矩阵D0进行输出处理，首先将时间向量t转为相位向量θ，如下式所示：
[0028][0029]将时间向量t转换为时间间隔向量Δt，如下式所示：
[0030]Δt＝t
i
‑
t
i
‑
1.i
＞1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0031]输出图谱矩阵D
P
：
[0032][0033]进一步地，所述特高频相位图谱横轴为相位向量θ，纵轴为滤波放大模块输出幅值向量I
U
，所述超声飞行图谱横轴为时间间隔向量Δt，纵轴为光电转换模块输出幅值向量I
A
。
[0034]本专利技术的有益效果为：可同时获取局部放电过程中的特高频信号和超声波信号，实现局部放电的多物理信息的全面感知；通过后续滤波放大和采集储存模块实现信号同步采集，实现放电多物理信号的同步获取；对采集到的信号进行处理并在用户端实时显示，实现多类数据呈现，方便运维人员研判检修。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]图1为本专利技术中局部放电的多物理联合监测方法总体流程示意图；
[0037]图2为声电一体式传感器主视图；
[0038]图3位声电一体式传感器后视图；
[0039]附图标记：1、特高频传感模块；2、超声波传感模块；3、滤波放大模块；4、光源模块；5、光电转换模块。
具体实施方式
[0040]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0041]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0042]如图1所示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种局部放电的多物理联合监测装置，其特征在于，包括：声电一体式传感器、时序信号存储模块、时序
‑
图谱转换模块以及图谱显示模块；所述声电一体式传感器用于采集并输出气体绝缘设备内局部放电超声和特高频信号；所述时序信号存储模块通过外部触发，同步采集储存10s的超声和特高频信号时序波形，并输出时序矩阵；所述时序
‑
图谱转换模块针对所述时序信号存储模块输出的时序矩阵，将时间向量转换为相位向量和时间间隔向量，输出图谱矩阵；所述图谱显示模块基于所述时序
‑
图谱转换模块输出的图谱矩阵，绘制超声飞行图谱和特高频相位图谱。2.根据权利要求1所述的一种局部放电的多物理联合监测装置，其特征在于，所述声电一体式传感器，包括：特高频传感模块、超声波传感模块、滤波放大模块、光源模块和光电转换模块；所述特高频传感模块和超声波传感模块位于所述声电一体式传感器正面，朝向气体绝缘设备内部安装，用于采集气体绝缘设备内部放电的超声和特高频信号；所述滤波放大模块、光源模块和光电转换模块位于所述声电一体式传感器背面，超声和特高频信号分别经光电转换模块和滤波放大模块输出。3.根据权利要求2所述的一种局部放电的多物理联合监测装置，其特征在于，所述特高频传感模块为圆环式天线，圆环式天线工作频率范围0.6～1GHz。4.根据权利要求2所述的一种局部放电的多物理联合监测装置，其特征在于，所述超声波传感模块为EFPI光纤型。5.根据权利要求2所述的一种局部放电的多物理联合监测装置，其特征在于，所述滤波放大模块与光电转换模块输出端通过BNC接口引出。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的一种局部放电的多物理联合监测装置的监测方法，包括以下步骤：采集局部放电超声和特高频信号，超声和特高频信号分别经光电转换和滤波放大输出；通过外部触发同步采集储存10s的超声和特高频信号时序波形，并输出时序矩阵；针对时...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉杰，李洪涛，杨景刚，高山，赵科，肖焓艳，刘咏飞，马径坦，庄添鑫，孙蓉，刘建军，徐阳，张照辉，秦剑华，
申请(专利权)人：江苏省电力试验研究院有限公司国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：