气体绝缘组合电器局部放电带电检测系统及定位方法技术方案

本发明专利技术公开了一种气体绝缘组合电器局部放电带电检测系统及定位方法。解决了现有技术存在检测灵敏度不高定位不准的问题，包括超声波传感器、外置耦合电容传感器、信号处理采集模块和工业触控平板电脑，超声波信号滤波放大器分别与可充电直流稳压电源、超声波传感器和USB数据采集卡连接；外置耦合电容信号放大检波器分别与可充电直流稳压电源、外置耦合电容传感器和USB数据采集卡连接；电池电量显示模块与可充电直流稳压电源连接。局部放电检测及定位是通过外置耦合电容传感器与超声波传感器联合检测，并利用外置耦合电容传感器高频检波信号与超声波信号的时间差实现对GIS内局部放电的定位。本发明专利技术原理简单，准确度高，提高了检测结果的准确性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种。解决了现有技术存在检测灵敏度不高定位不准的问题，包括超声波传感器、外置耦合电容传感器、信号处理采集模块和工业触控平板电脑，超声波信号滤波放大器分别与可充电直流稳压电源、超声波传感器和USB数据采集卡连接；外置耦合电容信号放大检波器分别与可充电直流稳压电源、外置耦合电容传感器和USB数据采集卡连接；电池电量显示模块与可充电直流稳压电源连接。局部放电检测及定位是通过外置耦合电容传感器与超声波传感器联合检测，并利用外置耦合电容传感器高频检波信号与超声波信号的时间差实现对GIS内局部放电的定位。本专利技术原理简单，准确度高，提高了检测结果的准确性和可靠性。【专利说明】
本专利技术属于电气安全
，尤其涉及一种。
技术介绍
气体绝缘组合电器(GIS)具有占地面积小、可靠性高、安全性强、运行维护方便等优点，因此在电力系统中得到了广泛应用。近年来电网接连发生多起GIS故障或事故，严重影响着系统的安全稳定运行，因此研究GIS设备的局部放电带电检测及定位技术具有重要意义。目前，GIS局部放电的检测方法主要有超高频法(UHF)、超声波法、高频接地电流法以及耦合电容法等。超高频法(UHF)通过天线传感器接收局部放电过程中辐射的超高频电磁波(300MHz^3GHz),从而实现局部放电的检测。该方法检测频段高，可以有效避开电气开关操作等多种常见电气信号干扰，但由于目前盆式绝缘子外部都被金属外壳完全屏蔽接地，因此检测时需要将UHF传感器内置。在定位方面，利用多个传感器同时测量可以实现局放源的定位，但对信号处理采集单元的频带要求较高。超声波法是通过接收局部放电产生的超声波信号实现对局部放电的检测。该方法在电气设备局部放电检测中的应用较早，但其灵敏度与超高频法相比有较大差距，且只对特定的放电类型有效，目前只是作为一种辅助检测手段。该方法灵敏度较低，但抗干扰能力较强，并且由于超声波具有很强的方向性，因此可以实现对局部放电的精确定位。高频接地电流法:当GIS内部发生局部放电时，GIS接地线上会有高频电流流过，利用宽频带罗科夫斯基线圈检测此高频接地电流信号，可以实现局部放电的检测。由于目前GIS外壳采用多点接地，每根接地线上流过的电流很小，因此该方法灵敏度较低，且抗干扰能力较差，目前应用较少。耦合电容法:根据耦合电容的布置方式又分为外壳电极法和内部电极法两种。外壳电极法通过在GIS外壳上敷设绝缘薄膜和金属电极，使金属电极与GIS外壳形成一个稱合电容,稱合电容可将GIS的局部放电I禹合到检测阻抗上，该方法结构简单、便于实现，但容易受外界干扰的影响。内部电极法通过在GIS内部加装金属电极,使电极与外壳构成稱合电容，利用该稱合电容探测局部放电在导电杆上引起的电压变化。该方法结构简单，便于实现，灵敏度较高，但无法实现精确定位，且要求传感器内置。
技术实现思路
针对上面技术背景中描述的目前使用的气体绝缘组合电器局部放电检测系统存在检测灵敏度不高定位不准，本专利技术提出了一种。一种气体绝缘组合电器局部放电带电检测定位系统其特征在于，所述系统包括超声波传感器、外置耦合电容传感器、信号处理采集模块和工业触控平板电脑；所述信号处理采集模块包括超声波信号滤波放大器、外置耦合电容信号放大检波器、USB数据采集卡、可充电直流稳压电源和电池电量显示模块；其中，所述超声波信号滤波放大器分别与所述超声波传感器、USB数据采集卡和可充电直流稳压电源连接，用于将超声波传感器检测到的超声波信号进行滤波放大，便于USB数据采集卡对处理后的信号进行采集；所述外置耦合电容信号放大检波器分别与所述外置耦合电容传感器、USB数据采集卡和可充电直流稳压电源连接，用于实现两项功能:(1)提取外置耦合电容输出信号中的高频分量，并放大检波，将高频信号变为低频信号，便于USB数据采集卡对处理后的信号进行采集；(2)提取外置耦合电容输出信号中的工频周期信号，通过该工频周期信号可以观察局部放电发生的相位信息，为局部放电类型的模式识别提供条件。所述USB数据采集卡分别与所述超声波信号滤波放大器、外置耦合电容信号放大检波器和工业触控平板电脑连接，用于多通道同步数据采集和传输；所述可充电直流稳压电源分别与所述超声波信号滤波放大器和外置耦合电容信号放大检波器连接，用于给信号处理和采集模块提供电源，保证检测系统供电；所述电池电量显示模块与所述可充电直流稳压电源连接，用于显示可充电直流稳压电源中电池的剩余电量；所述工业触控平板电脑与所述USB数据采集卡连接，用于接收由USB数据采集卡传输来的超声波信号、外置耦合电容高频检波信号和外置耦合电容工频周期信号，并进行比对，以外置耦合电容高频检波信号为时间基准，利用时域波形，确定外置耦合电容高频检波信号与超声波信号的传输时延，再结合超声波在SF6气体中的传播速度，确定局放源与超声波传感器之间的空间距离，对局放源进行定位。所述超声波传感器为谐振式超声波传感器。所述USB数据采集卡采用的多通道同步数据采集卡。一种气体绝缘组合电器局部放电带电检测定位方法，其特征是包括下列步骤: 步骤1:所述超声波传感器和外置耦合电容传感器进行信号检测，得到超声波信号和外置稱合电容信号； 步骤2:所述超声波信号滤波放大器和外置耦合电容信号放大检波器分别对从超声波传感器和外置耦合电容传感器传来的超声波信号和外置耦合电容信号进行处理； 步骤3:所述USB数据采集卡采用多通道同步数据采集卡对外置耦合电容信号和超声波信号进行采集，并发送到工业触控平板电脑； 步骤4:以外置耦合电容高频检波信号为时间基准，利用时域波形，确定外置耦合电容高频检波信号与超声波信号的传输时延，再结合超声波在SF6气体中的传播速度,确定局放源与超声波传感器之间的空间距离； 步骤5:确定局放源是在以超声波传感器为中心，以得到的局放源与传感器之间的空间距离为半径的圆周上。本专利技术的有益效果是，通过本专利技术提出的方法，实现对气体绝缘组合电器局部放电的检测和定位，原理简单，准确度高，能有效降低因绝缘丧失介电性能而造成的事故。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术提供的一种气体绝缘组合电器局部放电带电检测定位系统的结构图； 图2是本专利技术提供的一种气体绝缘组合电器局部放电带电检测定位方法的定位流程图； 图3是本专利技术实施例提供的测量局放源与超声波传感器之间的空间距离的示意图。【具体实施方式】下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。图1是本专利技术提供的一种气体绝缘组合电器局部放电带电检测定位系统的结构图。图1中，一种气体绝缘组合电器局部放电带电检测定位系统包括超声波传感器、外置耦合电容传感器、信号处理采集模块和工业触控平板电脑；所述信号处理采集模块包括超声波信号滤波放大器、外置耦合电容信号放大检波器、USB数据采集卡、可充电直流稳压电源和电池电量显示模块。所述超声波信号滤波放大器分别与所述超声波传感器和USB数据采集卡连接，用于将超声波传感器检测到的超声波信号进行滤波放大，便于USB数据采集卡对处理后的信号进行采集。所述外置耦合电容信号放大检波器分别与所述外置耦合电容传感器和USB数据采集卡连接，用于实现两项功能:(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体绝缘组合电器局部放电带电检测定位系统，包括外置耦合电容传感器、超声波传感器、信号处理采集模块和工业触控平板电脑；信号处理采集模块由超声波信号滤波放大器、外置耦合电容信号放大检波器、USB数据采集卡、可充电直流稳压电源和电池电量显示模块组成；其特征在于，所述超声波信号滤波放大器分别与所述超声波传感器、USB数据采集卡和可充电直流稳压电源连接，用于将超声波传感器检测到的超声波信号进行滤波放大，便于USB数据采集卡对处理后的信号进行采集；所述外置耦合电容信号放大检波器分别与所述外置耦合电容传感器、USB数据采集卡和可充电直流稳压电源连接，用于实现两项功能：提取外置耦合电容传感器输出信号中的高频分量，并放大检波，将高频信号变为低频信号，便于USB数据采集卡对处理后的信号进行采集；提取外置耦合电容传感器输出信号中的工频周期信号，通过该工频周期信号可以观察局部放电发生的相位信息，为局部放电类型的模式识别提供条件；所述USB数据采集卡分别与所述超声波信号滤波放大器、外置耦合电容信号放大检波器和工业触控平板电脑连接，用于多通道同步数据采集和传输；所述可充电直流稳压电源分别与所述超声波信号滤波放大器和外置耦合电容信号放大检波器连接，用于给信号处理和采集模块提供电源，保证检测系统供电；所述电池电量显示模块与所述可充电直流稳压电源连接，用于可充电直流稳压电源中电池剩余电量的显示；所述工业触控平板电脑与所述USB数据采集卡连接，用于接收由USB数据采集卡传输来的超声波信号、外置耦合电容高频检波信号和外置耦合电容工频周期信号，并进行比对，以外置耦合电容高频检波信号为时间基准，利用时域波形，确定外置耦合电容高频检波信号与超声波信号的传输时延，再结合超声波在SF6气体中的传播速度，确定局放源与超声波传感器之间的空间距离，对局放源进行定位。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：闫杰，王鹏皓，王天正，刘晓飞，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网山西省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：