【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于动车组高压箱在线绝缘监测，涉及高压箱在线绝缘监测系统。本专利技术还涉及高压箱在线绝缘监测方法。
技术介绍
1、动车组电气系统分为ac 25kv高压系统、ac 1900v与dc 3600v或ac 950v与dc1850v或依据变流器件性能参数及电路拓扑搭配构成的牵引变流系统、3ac 440v或3ac380v与dc110v构成的辅助供电系统。
2、动车组牵引变流及辅助供电系统均有完备的设备与供电线路在线绝缘监测功能，能够实时对设备及线路的绝缘状态进行监测，确保系统安全运行。
3、动车组高压系统的作用是为列车从牵引供电系统ac 25kv接触网获取电能并实现电能分配、输送及相关保护功能。高压系统由受电弓和各类高压设备(避雷器、电压互感器、电流互感器、主断路器、隔离开关、支撑绝缘子、接地开关、高压电缆及附件)或集成式高压箱(各高压设备集成于密闭箱体之内)组成。
4、高压系统设备离线绝缘检测是指动车组在降弓状态(动车组未从接触网取电)时，利用辅助系统蓄电池电源进行逆变调压供给高压互感器二次侧，使得互感器一次侧感应出测试用高压对局部高压电路及设备进行耐压测试的过程。离线绝缘检测受限于车顶高压设备布置方式及电气连接关系，仅能提供部分高压设备的绝缘状态离线检测，若合格，即可升弓从接触网取电，否则进行相应处置。高压系统设备离线绝缘检测存在检测范围不全及动车组高压供电之后无法进行绝缘检测的问题，只是解决了部分设备的离线绝缘状态检测需求。高压系统设备在线绝缘监测与动车组高压供电状态无关，能够实现高压设备
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供高压箱在线绝缘监测系统，解决了现有高压系统设备离线绝缘检测存在检测范围不全及动车组高压供电之后无法进行绝缘检测的问题。
2、本专利技术的另一个目的是提供高压箱在线绝缘监测方法。
3、本专利技术所采用的第一个技术方案是，高压箱在线绝缘监测系统，具体包括dc-dc电源，dc-dc电源输出端分别连接两个红外热像仪和局放检测主机，dc-dc电源通过组合连接器依次连接电源模块、光纤交换机和数据处理主机；局放检测主机通过传感器连接器连接tev传感器和hfct传感器；红外热像仪、局放检测主机通过光纤连接器连接组合式连接器输入端，组合式连接器输出端连接光纤交换机；所述红外热像仪、局放检测主机外侧均设有防护壳。
4、本专利技术采用的第二个技术方案是，高压箱在线绝缘监测方法，采用高压箱在线绝缘监测系统，具体包括高压箱局部放电监测和红外热像仪绝缘温升监测。
5、所述高压箱局部放电监测包括暂态电压监测和高频脉冲电流监测。
6、本专利技术第二个技术方案的特点还在于：
7、其中暂态电压监测为基于电容耦合原理，通过检测高压箱内设备发生局部放电时产生的暂态对地电压来评价设备的绝缘状态；
8、其中暂态电压监测具体过程为：在密闭高压箱箱体内壁设置tev传感器用于评估箱内各高压设备及电缆附件局放程度，系统上电后，进行自检及监测变量初始化，若发生局部放电且放电幅值能够被tev传感器探测到，则触发局部放电幅值数据处理及转换，分为放电量及电压幅值分析两类情况，通过phm模型局放数值评估，决定是否触发相应保护动作；
9、其中放电幅值数据处理及转换具体为：
10、tev传感器检测量为暂态电压峰值，通过暂态地电压幅值反应放电量值；通过放电信号幅值测量，结合局部放电的历史数据和趋势进行绝缘状态分析判断；依据实验法测得不同应用状态下的设备局部放电暂态地电压幅值与局部放电量之间的曲线关系图；在线绝缘监测试验过程中，tev传感器采集的地电压幅值与局部放电量的对应关系依据曲线关系图进行基本转换；
11、通过回归分析方法，采用指数及多项式方式对曲线关系图中数据点进行拟合，结合测试情况，选定多项式拟合tev地电压幅值与局部放电量之间的关系如下式所示：
12、qpd＝0.3476v3-18.034v2+258.46v-489.25 (1)
13、式中，qpd为局部放电量值，单位pc；v为tev检测到的地电压幅值，单位dbmv；
14、在tev检测数值处理及转换过程中，依据上式将地电压幅值转换为放电量值，分别对局放信号幅值与放电量值进行超限评估，结合phm模型综合判断是否采取相应保护动作；
15、其中高频脉冲电流监测为基于电磁感应原理，采用电磁耦合法检测高压箱内设备发生局部放电瞬间的高频脉冲电流，实现对设备局部放电信号的检测；
16、其中高频脉冲电流监测具体过程为：
17、在高压电缆终端屏蔽地线上设置高频电流传感器hfct并固定于高压箱内壁，对高压主回路上的设备及高压电缆总成部件进行持续在线局部放电监测，在进行高压箱内设备局部放电高频脉冲电流监测之前，对系统进行检测变量初始化并完成系统校准，检测系统初始化之后，对hfct侦测到的数据进行幅频特性计算，评估各频次电流幅值是否存在突变，结合phm模型中高频电流幅值是否超限，采取相应的保护动作；
18、其中幅频特性计算具体如下式(2)，通过式(2)对hfct传感器采集的电气参数进行校准，评估hfct性能；
19、
20、式中，h(jω)为幅频特性传递函数；ω为频率；m为互感；rc为积分电阻；ls为线圈的自感；rs为线圈绕线的电阻；gs为线圈绕线与线圈外壳间产生的分布电容；
21、局部放电高频脉冲电流检测初始化完成后，依据hfct固有参数及采集信号频率变化对传感器输出进行多点拟合校准测试，然后，依据检测流程持续对高压箱主电路上的设备进行高频脉冲电流检测，以评估其局部放电程度。
22、其中红外热像仪绝缘温升监测为：在高压箱内设置两台具备温控壳体的红外热像仪，热像仪布置须满足视场范围、电气间隙及爬电距离要求，两台红外热像仪及其温控壳体设置于高压箱内，两台红外热像仪位置关系为成像视场交叉互补，覆盖各高压设备、高压电缆终端、高压汇流排及导电连接金具，实现高压主电路设备红外成像全覆盖；热像视图按照设备进行分区，每个视图分区监测一个设备，各个区域具备温度检测特征值提取功能，通过宏观热像云图及特征点温度反应设备工作状态及绝缘温升状态；
23、其中红外热像仪绝缘温升监测具体过程为：
24、热像视图各区域监测变量初始化完成后，进行高压箱内热像仪工作环境温度检测，若环境温度大于60℃，则红外热像仪停机；若热像仪工作环境温度低于零下15℃，则开启温控壳体加热功能，直至壳体内温度大于10℃时，加热终止；当热像仪壳体内工作环境温度高于零下15℃时，热像仪监测区域进行校准，对高压设备绝缘体表面进行热成像及特征点温度提取，对高压汇流排及电连接紧固点进行热成像及特征点温度提取；当出现温升异常时，标记相应位置、记录温升数据，通过phm模型将位置及温升数据与历史数据进行对比分析，若温升曲线出现突变点，则根据温升差值并结合模型本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.高压箱在线绝缘监测系统，其特征在于，具体包括DC-DC电源，DC-DC电源输出端分别连接两个红外热像仪和局放检测主机，DC-DC电源通过组合式连接器依次连接电源模块、光纤交换机和数据处理主机；所述局放检测主机通过传感器连接器连接TEV传感器和HFCT传感器；红外热像仪、局放检测主机通过光纤连接器连接组合式连接器输入端，组合式连接器输出端连接光纤交换机，所述红外热像仪、局放检测主机外侧均设有防护壳。
2.高压箱在线绝缘监测方法，采用权利要求1所述的高压箱在线绝缘监测系统，其特征在于，具体包括高压箱局部放电监测和红外热像仪绝缘温升监测；所述高压箱局部放电监测包括暂态地电压监测和高频脉冲电流监测。
3.根据权利要求1所述的高压箱在线绝缘监测方法，其特征在于，所述暂态地电压监测为基于电容耦合原理，通过检测高压箱内设备发生局部放电时产生的暂态对地电压来评价设备的绝缘状态。
4.根据权利要求3所述的高压箱在线绝缘监测方法，其特征在于，所述暂态地电压监测具体过程为：在密闭高压箱箱体内壁设置TEV传感器用于评估箱内各高压设备及电缆附件局放程度，系统上电后，
5.根据权利要求4所述的高压箱在线绝缘监测方法，其特征在于，所述放电幅值数据处理及转换具体为：
6.根据权利要求2所述的高压箱在线绝缘监测方法，其特征在于，所述高频脉冲电流监测为基于电磁感应原理，采用电磁耦合法检测高压箱内设备发生局部放电瞬间的高频脉冲电流，实现对设备局部放电信号的检测。
7.根据权利要求6所述的高压箱在线绝缘监测方法，其特征在于，所述高频脉冲电流检测具体过程为：
8.根据权利要求6所述的高压箱在线绝缘监测方法，其特征在于，所述幅频特性计算具体如下式(2)，通过式(2)对HFCT传感器采集的电气参数进行校准，评估HFCT性能；
9.根据权利要求2所述的高压箱在线绝缘监测方法，其特征在于，所述红外热像仪绝缘温升监测为：在高压箱内设置两台具备温控壳体的红外热像仪，热像仪布置须满足视场范围、电气间隙及爬电距离要求，两台红外热像仪及其温控壳体设置于高压箱内，两台红外热像仪位置关系为成像视场交叉互补，覆盖各高压设备、高压电缆终端、高压汇流排及导电连接金具，实现高压主电路设备红外成像全覆盖；热像视图按照设备进行分区，每个视图分区监测一个设备，各个区域具备温度检测特征值提取功能，通过宏观热像云图及特征点温度反应设备工作状态及绝缘温升状态。
10.根据权利要求9所述的高压箱在线绝缘监测方法，其特征在于，所述红外热像仪绝缘温升监测具体过程为：
...【技术特征摘要】
1.高压箱在线绝缘监测系统，其特征在于，具体包括dc-dc电源，dc-dc电源输出端分别连接两个红外热像仪和局放检测主机，dc-dc电源通过组合式连接器依次连接电源模块、光纤交换机和数据处理主机；所述局放检测主机通过传感器连接器连接tev传感器和hfct传感器；红外热像仪、局放检测主机通过光纤连接器连接组合式连接器输入端，组合式连接器输出端连接光纤交换机，所述红外热像仪、局放检测主机外侧均设有防护壳。
2.高压箱在线绝缘监测方法，采用权利要求1所述的高压箱在线绝缘监测系统，其特征在于，具体包括高压箱局部放电监测和红外热像仪绝缘温升监测；所述高压箱局部放电监测包括暂态地电压监测和高频脉冲电流监测。
3.根据权利要求1所述的高压箱在线绝缘监测方法，其特征在于，所述暂态地电压监测为基于电容耦合原理，通过检测高压箱内设备发生局部放电时产生的暂态对地电压来评价设备的绝缘状态。
4.根据权利要求3所述的高压箱在线绝缘监测方法，其特征在于，所述暂态地电压监测具体过程为：在密闭高压箱箱体内壁设置tev传感器用于评估箱内各高压设备及电缆附件局放程度，系统上电后，进行自检及监测变量初始化，若发生局部放电且放电幅值能够被tev传感器探测到，则触发局部放电幅值数据处理及转换，分为放电量及电压幅值分析两类情况，通过phm模型局放数值评估，决定是否触发相应保护动作。
5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：韦永全，张银环，姜留涛，李晓艳，
申请(专利权)人：陕西铁路工程职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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