高压开关柜中多源局部放电检测装置及定位方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供高压开关柜中多源局部放电检测装置及定位方法，属于电力检测技术领域。方法包括：在待测开关柜组中，选取主端传感器测点和从端传感器测点，检测装置启动；检测装置按照计算机终端预设的采样频率、采样深度进行同步采样；提取出局放脉冲波形，将所得的主端传感器的X

【技术实现步骤摘要】
高压开关柜中多源局部放电检测装置及定位方法


[0001]本专利技术涉及电力检测
，尤其涉及一种高压开关柜中多源局部放电检测装置及定位方法。

技术介绍

[0002]高压开关是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用的电力设备，主要包括高压断路器、高压隔离开关与接地开关、高压负荷开关、高压自动重合与分段器，高压操作机构、高压防爆配电装置和高压开关柜等几大类，对于电网的安全运行及电能的分配与计量发挥至关重要的作用。
[0003]鉴于此，多年来对高压开关柜自身运行状态的监测与诊断一直是科研院所、监测设备生产企业、电力生产及电网企业关注的课题，相继提出了多种监测技术。例如，通过多点采集局放信号再通过行波法定位存在局部放电问题的开关柜，然而，现有技术是简单地利用传播时间和传播速度来定位单点局放位置，忽略了采集点采集到的信号可能为多源局放混合信号的情况，因此，不能实现对局放源的精准定位。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供一种高压开关柜中多源局部放电检测装置及定位方法，能够基于多源局放混合信号进行多个局放源的精准定位。
[0005]本专利技术实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0006]一种高压开关柜中多源局部放电检测装置，其特征在于，包括：两个宽频传感器和主机，其中，两个所述宽频传感器分别作为主端传感器和从端传感器，所述主机由微处理器、高频数据采集单元、滤波放大单元以及供电单元组成；
[0007]所述宽频传感器包括上而下依次设置的针电极、绝缘层板、圆形的板电极和电路板：所述绝缘层板中心开设与所述针电极尺寸匹配的过孔，位于所述绝缘层板的下表面、所述过孔的边缘具有环形凸起；所述针电极穿设在所述过孔内、与所述过孔内表面之间固定连接，所述针电极的头部用于感应电场信号，所述针电极的末端与所述电路板的正输入端相连接；所述板电极中心开设通孔，所述板电极的上表面与所述绝缘层板的下表面之间固定连接、所述绝缘层板的所述环形凸起从所述通孔内穿出；所述板电极用于感应电场信号，所述板电极与所述电路板之间通过空心的板电极连接件固定连接，所述板电极连接件与所述电路板的负输入端以及接地端之间电性连接；所述针电极与所述板电极连接件同轴设置、与所述板电极连接件内壁之间距离为d，所述针电极作为内导体、所述板电极和所述板电极连接件共同作为外导体、所述绝缘层板作为绝缘介质，三者结合形成同轴馈电形式；所述电路板由电池供电，所述电路板具有所述正输入端、所述负输入端、所述接地端和输出端，所述电路板的输出端通过同轴传输线连接到所述主机，所述电路板的输出信号U
out
为经调理放大后针电极感应信号U
N
与板电极感应信号U
P
之间的信号差所得结果；
[0008]所述高频数据采集单元，用于通过所述采集卡采集两个所述宽频传感器的输出信
号；
[0009]所述滤波放大单元，对两个所述宽频传感器的输出信号进行滤波降噪；
[0010]所述微处理器，与所述高频数据采集单元和所述滤波放大单元相连接，用于触发所述高频数据采集单元进行信号采集；接收经所述滤波放大单元处理后的信号并发送至计算机终端；
[0011]所述供电单元，用于为所述微处理器、所述高频数据采集单元和所述滤波放大单元供电。
[0012]较优地，所述宽频传感器对局部放电信号采集频带范围为1
‑
200MHz，所述宽频传感器的输出信号U
out
与开关柜内局放信号U
sig
的对应关系为：
[0013][0014]上式是基于所述高压开关柜中多源局部放电检测装置的等效电路得到的，C1是所述等效电路中局放源与所述针电极之间的等效电容，C2是所述针电极与所述板电极之间的等效电容，R是高压开关柜中多源局部放电检测装置的等效电阻，s是拉普拉斯变化中引入的参数，其中s＝jω。
[0015]较优地，所述宽频传感器中：
[0016]所述绝缘层板上的所述环形凸起的高度不低于所述板电极厚度；
[0017]所述针电极与所述绝缘层板之间的位置关系为相互垂直；
[0018]所述电路板的侧边与所述板电极下表面之间固定连接，所述针电极与所述电路板之间通过实心的、具有转角的针电极连接件相连接，所述板电极连接件保持与所述针电极连接件之间同轴设置、内壁与所述针电极连接件之间的距离为d。
[0019]较优地，所述采集卡为采样率1.25GS/s、采样位数8位的四通道数据采集卡。
[0020]较优地，实时主体为前述的高压开关柜中多源局部放电检测装置和计算机终端所组成的检测系统，步骤包括：
[0021]步骤S1，在待测开关柜组中，选取一个位于端部的开关柜设置为主端传感器测点，选取距离所述主端传感器测点D长度的开关柜设置为从端传感器测点，所述检测装置启动；
[0022]步骤S2，所述检测装置按照所述计算机终端预设的采样频率、采样深度进行同步采样，得到来自所述主端传感器的混合局放采样信号组X
m
’
、以及来自所述从端传感器的混合局放采样信号组X
s
’
；
[0023]步骤S3，所述检测装置对所述X
m
’
和所述X
s
’
进行滤波降噪，提取出各个信号的局放脉冲波形，将所得的所述主端传感器的混合局放脉冲信号组X
m
、以及所述从端传感器的混合局放脉冲信号组X
s
输出至所述计算机终端，其中，X
m
＝{X
m1
,X
m2
,
…
X
mi
}；X
s
＝{X
s1
,X
s2
,
…
X
sj
}，脉冲信号X
mi
为所述主端传感器采集到的某一局放源的局部放电信号所对应的脉冲信号，脉冲信号X
sj
为所述从端传感器采集到的某一局放源的局部放电信号所对应的脉冲信号；
[0024]步骤S4，所述计算机终端接收所述检测装置发送的所述混合局放脉冲信号组X
m
和所述混合局放脉冲信号组X
s
；
[0025]步骤S5，对所述信号组X
m
中所有脉冲信号进行局放源归类分组以及脉冲型噪声信号筛除，得到k组脉冲信号集合记为Y
mk
，Y
mk
＝{Y
mk1
,Y
mk2
,
…
,Y
mkp
}，所述集合Y
mk
中的元素按采
集时间顺序排列；对所述信号组X
s
中所有脉冲信号进行局放源归类分组以及脉冲型噪声信号筛除，得到n组脉冲信号集合记为Y
sn
，Y
sn
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压开关柜中多源局部放电检测装置，其特征在于，包括：两个宽频传感器和主机，其中，两个所述宽频传感器分别作为主端传感器和从端传感器，所述主机由微处理器、高频数据采集单元、滤波放大单元以及供电单元组成；所述宽频传感器包括上而下依次设置的针电极、绝缘层板、圆形的板电极和电路板：所述绝缘层板中心开设与所述针电极尺寸匹配的过孔，位于所述绝缘层板的下表面、所述过孔的边缘具有环形凸起；所述针电极穿设在所述过孔内、与所述过孔内表面之间固定连接，所述针电极的头部用于感应电场信号，所述针电极的末端与所述电路板的正输入端相连接；所述板电极中心开设通孔，所述板电极的上表面与所述绝缘层板的下表面之间固定连接、所述绝缘层板的所述环形凸起从所述通孔内穿出；所述板电极用于感应电场信号，所述板电极与所述电路板之间通过空心的板电极连接件固定连接，所述板电极连接件与所述电路板的负输入端以及接地端之间电性连接；所述针电极与所述板电极连接件同轴设置、与所述板电极连接件内壁之间距离为d，所述针电极作为内导体、所述板电极和所述板电极连接件共同作为外导体、所述绝缘层板作为绝缘介质，三者结合形成同轴馈电形式；所述电路板由电池供电，所述电路板具有所述正输入端、所述负输入端、所述接地端和输出端，所述电路板的输出端通过同轴传输线连接到所述主机，所述电路板的输出信号U
out
为经调理放大后针电极感应信号U
N
与板电极感应信号U
P
之间的信号差所得结果；所述高频数据采集单元，用于通过所述采集卡采集两个所述宽频传感器的输出信号；所述滤波放大单元，对两个所述宽频传感器的输出信号进行滤波降噪；所述微处理器，与所述高频数据采集单元和所述滤波放大单元相连接，用于触发所述高频数据采集单元进行信号采集；接收经所述滤波放大单元处理后的信号并发送至计算机终端；所述供电单元，用于为所述微处理器、所述高频数据采集单元和所述滤波放大单元供电。2.如权利要求1所述的高压开关柜中多源局部放电检测装置，其特征在于，所述宽频传感器对局部放电信号采集频带范围为1
‑
200MHz，所述宽频传感器的输出信号U
out
与开关柜内局放信号U
sig
的对应关系为：上式是基于所述高压开关柜中多源局部放电检测装置的等效电路得到的，C1是所述等效电路中局放源与所述针电极之间的等效电容，C2是所述针电极与所述板电极之间的等效电容，R是高压开关柜中多源局部放电检测装置的等效电阻，s是拉普拉斯变化中引入的参数，其中s＝jω。3.如权利要求2所述的高压开关柜中多源局部放电检测装置，其特征在于，所述宽频传感器中：所述绝缘层板上的所述环形凸起的高度不低于所述板电极厚度；所述针电极与所述绝缘层板之间的位置关系为相互垂直；所述电路板的侧边与所述板电极下表面之间固定连接，所述针电极与所述电路板之间通过实心的、具有转角的针电极连接件相连接，所述板电极连接件保持与所述针电极连接件之间同轴设置、内壁与所述针电极连接件之间的距离为d。
4.如权利要求3所述的高压开关柜中多源局部放电检测装置，其特征在于，所述采集卡为采样率1.25GS/s、采样位数8位的四通道数据采集卡。5.一种高压开关柜中多源局部放电定位方法，其特征在于，实时主体为权利要求1
‑
4所述的高压开关柜中多源局部放电检测装置和计算机终端所组成的检测系统，步骤包括：步骤S1，在待测开关柜组中，选取一个位于端部的开关柜设置为主端传感器测点，选取距离所述主端传感器测点D长度的开关柜设置为从端传感器测点，所述检测装置启动；步骤S2，所述检测装置按照所述计算机终端预设的采样频率、采样深度进行同步采样，得到来自所述主端传感器的混合局放采样信号组X
m
’
、以及来自所述从端传感器的混合局放采样信号组X
s
’
；步骤S3，所述检测装置对所述X
m
’
和所述X
s
’
进行滤波降噪，提取出各个信号的局放脉冲波形，将所得的所述主端传感器的混合局放脉冲信号组X
m
、以及所述从端传感器的混合局放脉冲信号组X
s
输出至所述计算机终端，其中，X
m
＝{X
m1
,X
m2
,
…
X
mi
}；X
s
＝{X
s1
,X
s2
,
…
X
sj
}，脉冲信号X
mi
为所述主端传感器采集到的某一局放源的局部放电信号所对应的脉冲信号，脉冲信号X
sj
为所述从端传感器采集到的某一局放源的局部放电信号所对应的脉冲信号；步骤S4，所述计算机终端接收所述检测装置发送的所述混合局放脉冲信号组X
m
和所述混合局放脉冲信号组X
s
；步骤S5，对所述信号组X
m
中所有脉冲信号进行局放源归类分组以及脉冲型噪声信号筛除，得到k组脉冲信号集合记为Y
mk
，Y
mk
＝{Y
mk1
,Y
mk2
,
…
,Y
mkp
}，所述集合Y
mk
中的元素按采集时间顺序排列；对所述信号组X
s
中所有脉冲信号进行局放源归类分...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘威峰，吴旭涛，牛勃，伍弘，吴志勇，赵寅淞，沙伟燕，颜源，李秀广，房子祎，何宁辉，李洪杰，马云龙，张佩，李泽成，
申请(专利权)人：国网宁夏电力有限公司电力科学研究院国网宁夏电力有限公司吴忠供电公司西安交通大学，
类型：发明
国别省市：