一種絕緣管型母線局部放電檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種絕緣管型母線局部放電檢測裝置，其主要特點是：包括PC主機、觸摸屏顯示器、超高頻傳感器、超聲波傳感器和工頻電流傳感器，所述的PC主機與觸摸屏顯示器相連接，在PC主機內安裝有濾波放大單元、高速數據采集卡以及局部放電分析軟件，所述的超高頻傳感器、超聲波傳感器、工頻電流傳感器均連接到濾波放大單元的輸入端，該濾波放大單元的輸出端與高速數據采集卡相連接。本發明通過超高頻傳感器、超聲波傳感器拾取局部放電信號，能夠對絕緣管型母線的絕緣劣化程度實施有效評估，解決了由于絕緣管型母線缺陷造成的安全性問題，保證了供電系統的安全運行。具有界面友好、信息顯示清楚直觀、操作便捷等特點。
【專利說明】—種絕緣管型母線局部放電檢測裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于局部放電檢測【技術領域】，尤其是一種絕緣管型母線局部放電檢測裝置。
【背景技術】
[0002]隨著絕緣管型母線應用的日益廣泛，其檢測技術的研究便彰顯重要。由于絕緣管型母線具有載流量大、絕緣性能好、機械強度高、散熱好、溫升低、抗干擾、壽命長等優點，因此，許多供電公司越來越多地使用絕緣管型母線作為主變中、低壓側與配電設施之間的聯接導體，以提高母線材料的有效利用率，增強母線機械強度，防止人身觸及帶電母線、金屬物落于母線產生相間短路等，獲得了較好效果。絕緣母線生產企業所銷售的產品質量及安裝過程中的工藝水平參差不齊，由絕緣層內部出現雜質、微孔、半導電層突起或分層缺陷，均可能引起局部放電的發生，局部放電經過積累發展成電樹，最終將導致主絕緣的擊穿，影響電網系統的可靠性。另外，由于絕緣母線中間接頭結構復雜，因此影響其絕緣性能的因素很多，且通常在現場人工制作，不良工藝容易遺留故障隱患。若絕緣母線帶缺陷運行，發電機及變壓器低壓側母線發生故障時，將要啟動差動保護，使發電機和變壓器跳閘，影響整個發、供電系統。因此，對絕緣管型母線進行局部放電檢測，并對其絕緣劣化程度實施有效評估，對于保障電力系統安全具有重要意義。
[0003]目前現場針對XLPE電纜和充油電纜的局部放電檢測已有相關的標準和相對成熟的檢測方法，放電類型大致包括內部放電、沿面放電和電暈放電等，電纜的狀態評估總體有較成熟的標準規范，但針對絕緣管型母線的局部放電檢測研究和現場工作尚未開展。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種絕緣管型母線局部放電檢測裝置，能夠對絕緣管型母線的絕緣劣化程度實施有效評估，解決了由于絕緣管型母線缺陷造成的安全性問題。
[0005]本發明解決現有的技術問題是采取以下技術方案實現的:
[0006]一種絕緣管型母線局部放電檢測裝置，包括PC主機、觸摸屏顯示器、超高頻傳感器、超聲波傳感器和工頻電流傳感器，所述的PC主機與觸摸屏顯示器相連接，在PC主機內安裝有濾波放大單元、高速數據采集卡以及局部放電分析軟件，所述的超高頻傳感器、超聲波傳感器、工頻電流傳感器均連接到濾波放大單元的輸入端，該濾波放大單元的輸出端與高速數據采集卡相連接，局部放電分析軟件用于對傳感器采集的數據進行放電分析處理。
[0007]而且，所述超高頻傳感器卡接在待測管型母線對應地線上并用于拾取局部放電的高頻電磁波信號，該超高頻傳感器采用羅氏線圈原理設計，其工作頻帶為200kHz — 25MHz，靈敏度5mV。
[0008]而且，所述的超聲波傳感器貼附在管型母線附近接地的金屬構架上并用于拾取局部放電的超聲波信號，該超聲波傳感器采用壓電原理設計，其中心工作頻率為40kHz。
[0009]而且，所述工頻電流互感器卡接在待測管型母線對應地線上并用于拾取工作電壓波形，提供局部放電參考相位信號。
[0010]而且，所述的高速數據采集卡采用4通道PCI接口采集卡，用于高速采集局部放電信號并實現模數轉換功能，每個通道最高采用率為40M，分辨率未14位，入口電壓為5V。
[0011]而且，所述濾波放大單元的帶通濾波器的通帶為IMHz — 10MHz，放大器增益為40dB。
[0012]本發明的優點和積極效果是:
[0013]1、本發明通過超高頻傳感器、超聲波傳感器拾取局部放電信號，經由高速數據采集卡采集放電信號后，由局部放電分析軟件進行去噪、特征提取和模式識別，確定局部放電的類型和程度，能夠對絕緣管型母線的絕緣劣化程度實施有效評估，解決了由于絕緣管型母線缺陷造成的安全性問題，保證了供電系統的安全運行。
[0014]2、本發明通過局部放電分析軟件能夠實現局部放電信號PRPD頻譜分析、三相(A、BX)局放信號分析和顯示、局放類型診斷、三相(A、B、C)在線監測顯示、添加到數據庫和歷史數據管理等功能，具有界面友好、特征數據顯示清楚直觀、操作便捷等特點，為技術人員提供豐富的決策信息，便于對管型母線開展施工和維護工作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的結構示意圖；
[0016]圖2是本發明的電路原理框圖。
【具體實施方式】
[0017]以下結合附圖對本發明實施例做進一步詳述。
[0018]一種絕緣管型母線局部放電檢測裝置，如圖1及圖2所示，包括PC主機、觸摸屏顯示器、超高頻傳感器、超聲波傳感器和工頻電流傳感器，所述的PC主機與觸摸屏顯示器相連接，在PC主機內安裝有濾波放大單元、高速數據采集卡以及局部放電分析軟件，所述的超高頻傳感器、超聲波傳感器、工頻電流傳感器均連接到濾波放大單元的輸入端，該濾波放大單元的輸出端與高速數據采集卡相連接，在PC主機上安裝的局部放電分析軟件用于對傳感器采集的數據進行放電分析處理，通過觸摸屏顯示器實現人機交互功能。下面對各個部分分別進行說明:
[0019]所述超高頻傳感器用于拾取局部放電的高頻電磁波信號，該超高頻傳感器采用羅氏線圈原理設計，為卡鉗式結構，工作頻帶為200kHz—25MHz，靈敏度5mV。所述超聲波傳感器用于拾取局部放電的超聲波信號，該超聲波傳感器采用壓電原理設計，內置永久磁鐵環形敷設，可以吸附在待測目標金屬附件上，具有電氣隔離特性，中心工作頻率為40kHz。所述工頻電流傳感器主要用于拾取工作電壓波形，提供局部放電參考相位信號。
[0020]濾波放大單元與上述三個傳感器相連接，用于對傳感器采集的信號進行噪聲抑制和有效信號放大，該帶通濾波器的通帶為IMHz — 1MHz，放大器增益為40dB。
[0021 ] 高速數據采集卡為4通道PCI接口采集卡并安裝在PC主機內，用于高速采集局部放電信號并實現模數轉換功能，每個通道最高采用率40M，分辨率14位，入口電壓5V。
[0022]PC主機采用通用PC機或工控機，其內部安裝有局部放電分析軟件，主要用于數據的后續處理、軟件運行和數據庫管理。PC主機內的局部放電分析軟件采用LabVIEW平臺開發，包括濾波去噪、局放信號PRro頻譜分析、三相(A、B、C)局放信號分析和顯示、局放類型診斷、三相(A、B、C)在線監測顯示、添加到數據庫和歷史數據管理等功能，具有界面友好、信息顯示直觀、操作便捷等特點。
[0023]觸摸屏顯示器與PC主機相連接用于設備操作和信息顯示，采用電容式觸摸屏設計，人機界面簡潔美觀，易于操作。
[0024]本發明是基于超聲波和超高頻原理建立的。由于在絕緣管型母線的生產、運輸和安裝過程中，可能在絕緣中引起缺陷，在外電場作用下，缺陷產生局部放電現象，并以高頻電磁波和超聲波形式向外釋放，因此，通過制備相應的超高頻和超聲波傳感器，即可拾取局部放電信號。本發明的超高頻傳感器工作頻帶高(200kHz—25MHz)，靈敏度高；超聲傳感器中心工作頻率為40kHz。通過高速數據采集卡將傳感器拾取的局部放電模擬信號采集至主機后，進行特征提取和模式識別，判別局部放電的程度，為絕緣管型母線的安全使用提供參考。搭載的局部放電分析軟件可實現局部放電信號的實時顯示、統計特征量提取分析、模式識別和數據庫功能。
[0025]本裝置在使用時，首先將超高頻傳感器、工頻電流互感器卡接于待測管型母線對應地線上，將超聲波傳感器貼附在管型母線附近接地的金屬構架上，各傳感器均通過同軸數據線接于主機箱體的對應接口 ；然后，通過局部放電檢測軟件進行相應的信號采集及分析，局部放電特征量提取，模式識別，數據庫管理等功能，操作過程通過觸摸屏顯示器實現；最后，通過軟件分析給出管型母線絕緣缺陷類型及絕緣劣化程度，為技術人員的故障判定或其他決策提供參考信息。
[0026]需要強調的是，本發明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發明包括并不限于【具體實施方式】中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據本發明的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬于本發明保護的范圍。
【權利要求】
1.一種絕緣管型母線局部放電檢測裝置，其特征在于:包括PC主機、觸摸屏顯示器、超高頻傳感器、超聲波傳感器和工頻電流傳感器，所述的PC主機與觸摸屏顯示器相連接，在PC主機內安裝有濾波放大單元、高速數據采集卡以及局部放電分析軟件，所述的超高頻傳感器、超聲波傳感器、工頻電流傳感器均連接到濾波放大單元的輸入端，該濾波放大單元的輸出端與高速數據采集卡相連接，局部放電分析軟件用于對傳感器采集的數據進行放電分析處理。
2.根據權利要求1所述的一種絕緣管型母線局部放電檢測裝置，其特征在于:所述超高頻傳感器卡接在待測管型母線對應地線上并用于拾取局部放電的高頻電磁波信號，該超高頻傳感器采用羅氏線圈原理設計，其工作頻帶為200kHz — 25MHz，靈敏度5mV。
3.根據權利要求1所述的一種絕緣管型母線局部放電檢測裝置，其特征在于:所述的超聲波傳感器貼附在管型母線附近接地的金屬構架上并用于拾取局部放電的超聲波信號，該超聲波傳感器采用壓電原理設計，其中心工作頻率為40kHz。
4.根據權利要求1所述的一種絕緣管型母線局部放電檢測裝置，其特征在于:所述工頻電流互感器卡接在待測管型母線對應地線上并用于拾取工作電壓波形，提供局部放電參考相位信號。
5.根據權利要求1至4任一項所述的一種絕緣管型母線局部放電檢測裝置，其特征在于:所述的高速數據采集卡采用4通道PCI接口采集卡，用于高速采集局部放電信號并實現模數轉換功能，每個通道最高采用率為40M，分辨率未14位，入口電壓為5V。
6.根據權利要求1至4任一項所述的一種絕緣管型母線局部放電檢測裝置，其特征在于:所述濾波放大單元的帶通濾波器的通帶為IMHz — 10MHz，放大器增益為40dB。
【文檔編號】G01R31/12GK104198904SQ201410482444
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月19日 優先權日:2014年9月19日
【發明者】張黎明, 莊劍, 李志堅, 劉繼平, 朱曉輝, 付艷華, 吳麗萍, 李興, 干耀生, 楊洪 申請人:國家電網公司, 國網天津市電力公司
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