專利名稱：基于無線網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)柜局部放電暫態(tài)對地電壓檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開關(guān)柜局部放電暫態(tài)對地電壓系統(tǒng)，特別是涉及一種通過在線 TEV局部放電檢測，可隨時監(jiān)測運(yùn)行的開關(guān)柜內(nèi)局部放電水平的變化狀態(tài)，并通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至上位機(jī)，進(jìn)而從多個角度描述開關(guān)柜局部放電特征的基于無線網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)柜局部放電暫態(tài)對地電壓檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電力是生產(chǎn)發(fā)展和社會變革最重要的技術(shù)基礎(chǔ)，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電力行業(yè)、供電及用電企業(yè)自動化建設(shè)和改造在不斷發(fā)展完善，電力設(shè)備的電壓等級也在不斷提高，人們對電力設(shè)備運(yùn)行可靠性提出了更加苛刻的要求。開關(guān)柜是電力系統(tǒng)中非常重要的電氣設(shè)備，現(xiàn)代電力系統(tǒng)對電能質(zhì)量的要求越來越高，相應(yīng)地對開關(guān)柜的可靠性也提出了更高的要求。開關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)對電力系統(tǒng)的可靠性具有重大影響。開關(guān)柜發(fā)生故障，直接的危害是被電器設(shè)備所保護(hù)的線路、設(shè)備受損， 電量損失；間接的危害則是造成用戶大面積停電。為確保供電的可靠性，電力部門采取定期試驗(yàn)和檢修的辦法來保證開關(guān)柜正常運(yùn)行。然而，定期檢修增加了電力設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用和停電時間，甚至于增加了設(shè)備的故障率，并且在檢修的間隔還是有故障發(fā)生。因此，迫切需要對開關(guān)柜實(shí)行狀態(tài)檢修，對設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時和定時的在線監(jiān)測，根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和絕緣的劣化程度，確定檢修時間和措施，減少停電時間和事故的發(fā)生，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性及自動化程度。同時，隨著傳感器技術(shù)、信號處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)的發(fā)展，使得對開關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患并對累計(jì)性故障做出預(yù)測成為可能。要進(jìn)行狀態(tài)檢修對設(shè)備實(shí)行在線檢測，必須對故障的類型特點(diǎn)進(jìn)行分析，從而確定監(jiān)測的項(xiàng)目。由于開關(guān)柜是多個電氣設(shè)備的組合，其內(nèi)部涉及電、磁、溫度等多種物理現(xiàn)象，故障的表現(xiàn)形式和產(chǎn)生機(jī)理千差萬別，因此要對開關(guān)柜進(jìn)行在線監(jiān)測并做出較準(zhǔn)確的故障判斷乃至故障預(yù)測，必須了解開關(guān)柜的工作特性和故障特點(diǎn)。開關(guān)柜具有元件、狀態(tài)的多樣性以及故障的隨機(jī)性和模糊性。元件的多樣性，導(dǎo)致了故障形式的多樣性，開關(guān)柜內(nèi)存在多個電氣元件，不同的元件有不同的故障表現(xiàn)。例如，對于母線，其故障表現(xiàn)為連接處的接觸電阻過大，從而引起異常升溫；對于絕緣拉桿，其故障表現(xiàn)為絕緣性能下降。故障形式的多樣性給傳感器的選擇帶來了困難，所選傳感器的類型、性能、數(shù)量和安裝部位將直接關(guān)系到診斷的可信度。開關(guān)柜狀態(tài)的多樣性是指在不同的應(yīng)用場合，開關(guān)柜的工作狀態(tài)有很大差別。例如對于其中的斷路器而言，有些斷路器需要頻繁接通與分?jǐn)?，而有些斷路器則在投運(yùn)后幾乎不動作；有些在壽命期限內(nèi)要多次開斷短路電流，而有的則一次都不用開斷。這種工作狀態(tài)上的差異性給斷路器的在線監(jiān)測和故障診斷帶來了困難。例如，通過斷路器動觸頭的行程曲線，可以獲知斷路器操動機(jī)構(gòu)的運(yùn)行情況，但如果斷路器投運(yùn)后，長期不執(zhí)行分?jǐn)嚓P(guān)合動作，則無法獲取行程曲線。開關(guān)柜故障發(fā)生的隨機(jī)性和模糊性反映在開關(guān)柜的狀態(tài)變量與故障特征變量之間存在復(fù)雜的時變非線性映射關(guān)系電氣設(shè)備的故障不僅取決于設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)，還跟它的歷史狀態(tài)有關(guān)系，即同一種故障可能是由不相關(guān)的多種原因造成的，而同一種原因又可能造成不同的故障；對于同樣的狀態(tài)參數(shù)，故障可能發(fā)生也可能不發(fā)生，故障的嚴(yán)重程度也會有差別。綜合考慮開關(guān)柜的上述工作特性和故障特點(diǎn)，開關(guān)柜狀態(tài)檢修主要監(jiān)測的項(xiàng)目有溫度監(jiān)測、電量監(jiān)測、振動監(jiān)測、局部放電(PD-Partial Discgarge)監(jiān)測等。其中的溫度監(jiān)測、電量檢測和振動監(jiān)測以發(fā)展到具有應(yīng)用推廣、功能比較全面的階段。國外自50年代以來，圍繞局部放電監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)展開了大量的研究工作，已成功地將多種技術(shù)應(yīng)用于變壓器的局部放電檢測中，它們是中性點(diǎn)耦合監(jiān)測、射頻監(jiān)測、PDA監(jiān)測等。而國內(nèi)在局放在線監(jiān)測方面的研究起步較晚，發(fā)展也較慢。到目前雖已有多套局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)投入使用，但理論仍很不完善，還有很多亟待解決的難題。開關(guān)柜內(nèi)部絕緣部分的缺陷或劣化、導(dǎo)電連接部分的接觸不良，都會使安全運(yùn)行受到威脅。根據(jù)1989 1992年間全國電力系統(tǒng)6 IOkV開關(guān)柜事故統(tǒng)計(jì)，絕緣和載流引起的故障占總數(shù)的40. 2%，其中由于絕緣部分的閃絡(luò)造成的事故占絕緣事故總數(shù)的79. 0%。 而由于隔離插頭接觸不良造成的事故占載流事故總數(shù)的71. 1%。可見，由絕緣和接觸不良導(dǎo)致的故障所占比率是很高的，宜采取適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行監(jiān)測。在上述情況下，很多絕緣缺陷在逐步發(fā)展，最終形成介質(zhì)擊穿，在事故潛伏期都會出現(xiàn)局部放電不斷發(fā)展和增強(qiáng)的現(xiàn)象， 故通過對開關(guān)柜PD信號的在線監(jiān)測，進(jìn)行故障診斷，對防止事故的發(fā)生和實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修具有重要意義。從技術(shù)上講，目前國內(nèi)研制的局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)可以分為窄帶和寬帶系統(tǒng)。窄帶系統(tǒng)只對局放后期嚴(yán)重的火花放電比較敏感，并且不能區(qū)分放電信號的來源。寬帶系統(tǒng)，帶寬越寬采集的局放信息越豐富，但對系統(tǒng)的要求也越高一方面要求有較高的采樣率和數(shù)字處能力，另一方面干擾的鑒別也是關(guān)鍵?，F(xiàn)有的局放監(jiān)測系統(tǒng)，無論采用哪一種方法，都不能實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)局放源精確定位。現(xiàn)行的局部放電測量與評定標(biāo)準(zhǔn)只是對電氣設(shè)備的總體評估，其測量值受局放源在設(shè)備內(nèi)的位置影響很大。只有在已知局放位置的條件下，設(shè)備絕緣的總體評估才具有更高的可信度和實(shí)際價值，因而局放源的準(zhǔn)確定位非常重要，對局部放電定位方法的研究具有重要的科學(xué)意義和實(shí)用價值。目前，局放源的定位方法主要有電氣定位法、超聲波定位法和射頻超聲波聯(lián)合定位法。這些方法都有一定的優(yōu)點(diǎn)，但在理論上仍無法解決多點(diǎn)定位問題。此外，現(xiàn)有的局放定位方法，無論是電氣定位法，還是超聲波定位法和射頻超聲波聯(lián)合定位法，均需要將各傳感器提供的信號通過相應(yīng)的有線電纜傳輸至數(shù)據(jù)處理中心。使用這種有線傳感器存在諸多缺點(diǎn)①由于開關(guān)柜內(nèi)需要定位的監(jiān)測點(diǎn)數(shù)較多，需要在開關(guān)柜內(nèi)安裝多個傳感器，大量電纜引出非常困難，不但增加了布線成本，還有可能造成開關(guān)柜絕緣損壞；②隨著時間的推移，開關(guān)柜內(nèi)的部分傳感器不可避免的會發(fā)生老化或出現(xiàn)故障， 這會導(dǎo)致監(jiān)測參數(shù)的損失；③一般監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)完后，增加、調(diào)整傳感器比較困難，傳感器配置的改變有可能需要修改系統(tǒng)軟件源程序。有線傳感器的這些缺點(diǎn)限制了開關(guān)柜狀態(tài)監(jiān)測的發(fā)展。TEV，又叫做暫態(tài)對地電壓，于1974年由Dr John Reeves首先提出。當(dāng)非閉合的金屬屏蔽內(nèi)部發(fā)生局部放電時，放電會產(chǎn)生大量的高頻電磁波脈沖，由于高頻電磁波的傳播特性，將沿著金屬屏蔽的內(nèi)表面向四周傳播，當(dāng)電磁波傳播至金屬屏蔽的縫隙處時，便由縫隙傳出，最終經(jīng)接地線傳入地電極。在此高頻電磁信號通過金屬屏蔽的表面時，將在表面上激發(fā)出一個瞬時的電壓值，這個電壓即為暫態(tài)對地電壓(TEV)。通過研究發(fā)現(xiàn)，這種電壓信號與金屬屏蔽內(nèi)局部放電的強(qiáng)弱以及，放電的位置有著直接的聯(lián)系。因此，可以通過對于此TEV信號的檢測來判斷開關(guān)柜內(nèi)是否存在局部放電。GPRS是通用分組無線服務(wù)(General Packet Radio Service)的縮寫，是在GSM 全球移動通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種分組交換的數(shù)據(jù)承載和傳輸方式，在嵌入式系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛。隨著中國移動GPRS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的日趨成熟，地區(qū)的覆蓋率超過90%， GPRS信號基本上達(dá)到了無盲區(qū)覆蓋。GPRS屬于分組交換技術(shù)，具有實(shí)時在線、按流量計(jì)費(fèi)、 快捷登陸、傳輸速率高、支持IP協(xié)議和X. 25協(xié)議等特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠即利用TEV傳感器及其無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對開關(guān)柜內(nèi)局部放電進(jìn)行在線監(jiān)測和定位的基于無線網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)柜局部放電暫態(tài)對地電壓檢測系統(tǒng)。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種基于無線網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)柜局部放電暫態(tài)對地電壓檢測系統(tǒng)，包括依次串接的信號采集單元、信號傳輸單元、數(shù)據(jù)采集及分析單元和人機(jī)界面，其中，信號采集單元用以獲取局部放電信號，包括依次串接的暫態(tài)對地電壓傳感器、濾波電路、放大電路以及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接信號傳輸單元；信號傳輸單元進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，包括有GPRS發(fā)射裝置和接收GPRS發(fā)射裝置信號的GPRS接收裝置，所述的GPRS發(fā)射裝置的信號輸入端連接信號采集單元的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路， 所述的GPRS接收裝置的輸出端連接數(shù)據(jù)采集及分析單元；數(shù)據(jù)采集及分析單元用于采集局部放電數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析、判斷和存儲，采用計(jì)算機(jī)或高速DSP芯片作為主處理器；人機(jī)界面用于顯示整個系統(tǒng)的檢測結(jié)果。所述的暫態(tài)對地電壓傳感器設(shè)置有多個，其中每相鄰的兩傳感器的間距大于等于 60cmo所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采用高頻A/D轉(zhuǎn)換芯片。所述的暫態(tài)對地電壓傳感器外部采用金屬屏蔽。所述的數(shù)據(jù)采集及分析單元還設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)通信端口。本發(fā)明的基于無線網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)柜局部放電暫態(tài)對地電壓檢測系統(tǒng)，具有如下特點(diǎn)。(1)暫態(tài)對地電壓(TEV)傳感器直接安置于接地的開關(guān)柜外殼上，解決目前局部放電在線監(jiān)測中所用傳感器靈敏度低、干擾嚴(yán)重的缺點(diǎn)；能在開關(guān)柜外殼上安置為數(shù)眾多的傳感器，并將這些傳感器組成網(wǎng)絡(luò)，各個傳感器節(jié)點(diǎn)互相協(xié)作共同完成多位置的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)多部位的局部放電監(jiān)測和定位信息采集。O) TEV傳感器與處理終端之間采用無線傳輸方式，與高電壓設(shè)備之間有很好的隔離，使設(shè)備和測量人員的安全可以得到保證；同時，不存在在線結(jié)果與離線結(jié)果的等效性問題。(3)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)允許有一定的故障率，一旦有傳感器失效，網(wǎng)絡(luò)將自動重新組網(wǎng)，從而使監(jiān)測系統(tǒng)能夠不間斷地工作。(4)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)有一定的計(jì)算能力和存儲能力。可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，這是傳統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)無法實(shí)現(xiàn)的。一方面可減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，節(jié)省節(jié)點(diǎn)能量，延長網(wǎng)絡(luò)壽命；另一方面，傳輸給數(shù)據(jù)處理中心的數(shù)據(jù)量大大減少。(5)網(wǎng)絡(luò)的部分節(jié)點(diǎn)可以移動，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有動態(tài)性。由于傳感器節(jié)點(diǎn)在工作和睡眠狀態(tài)之間切換，或者部分傳感器節(jié)點(diǎn)的移動，以及傳感器節(jié)點(diǎn)隨時可能由于各種原因發(fā)生故障而失效，這些都使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化很快，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可通過協(xié)議來適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的這種動態(tài)性。(6)上位機(jī)分析軟件功能強(qiáng)大，包含數(shù)據(jù)庫和分析模塊，可查閱歷史信息并從各個角度分析局部放電特征，并進(jìn)行模式識別。(7)完全數(shù)字化顯示，界面更直觀、簡潔，功能全面。(8)與現(xiàn)有檢測技術(shù)相比，本發(fā)明檢測安全、迅速、準(zhǔn)確，便于工作人員操作診斷， 采用T暫態(tài)對地電壓法可以在不停電狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)對開關(guān)柜內(nèi)局部放電強(qiáng)弱的檢測，通過將采集結(jié)果無線傳輸至數(shù)據(jù)分析單元可以實(shí)現(xiàn)對眾多開關(guān)柜狀態(tài)的同時檢測，做到放電故障的及時發(fā)現(xiàn)以及排除。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的傳感器外觀示意。
其中
1 信號采集單元2 信號傳輸單元
3 數(shù)據(jù)采集及分析單元4 人機(jī)界面
11暫態(tài)對地電壓傳感器12 濾波電路
13放大電路14 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路
15金屬屏蔽21 =GPRS發(fā)射裝置
22=GPRS接收裝置31 數(shù)據(jù)采集
32數(shù)據(jù)分析33 網(wǎng)絡(luò)通信
41數(shù)據(jù)存儲42 顯示
43參數(shù)設(shè)定44 報(bào)警
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖給出具體實(shí)施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明的基于無線網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)柜局部放電暫態(tài)對地電壓檢測系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的主要目的在于通過在線TEV局部放電檢測，實(shí)現(xiàn)實(shí)時檢測運(yùn)行的開關(guān)柜內(nèi)局部放電水平的狀態(tài)變化，從多個角度描述開關(guān)柜局部放電特征，研究開關(guān)柜內(nèi)部絕緣部分的介電性能。本發(fā)明的目的可以通過以下措施來達(dá)到提供一種基于無線網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)柜局部放電TEV檢測系統(tǒng)，即一種基于新興的ZigBee技術(shù)的無線局放檢測系統(tǒng)，并利用成熟的GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜局部放電的實(shí)時、動態(tài)監(jiān)測。圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本發(fā)明的基于無線網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)柜局
6部放電暫態(tài)對地電壓檢測系統(tǒng)，可用于IOkV及以上電壓等級開關(guān)柜局部放電檢測。包括 依次串接的信號采集單元1、信號傳輸單元2、數(shù)據(jù)采集及分析單元3和人機(jī)界面4。其中，信號采集單元1用以獲取局部放電信號，包括依次串接的暫態(tài)對地電壓(TEV)傳感器11、濾波電路12、放大電路13以及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路14，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路14的輸出端連接信號傳輸單元2 ；所述的暫態(tài)對地電壓傳感器11設(shè)置有多個，其中每相鄰的兩傳感器的間距大于等于60cm。所述的暫態(tài)對地電壓傳感器11如圖2所示，采用電容傳感器，信號由兩側(cè)電極引出兩條導(dǎo)線16、17，并在外部采用金屬屏蔽15，以避免外部干擾。所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路14采用型號為AD9481的高頻A/D轉(zhuǎn)換芯片。當(dāng)開關(guān)柜內(nèi)發(fā)生局部放電時，在開關(guān)柜外殼上會產(chǎn)生相應(yīng)的TEV信號，此TEV電壓信號會由TEV傳感器探測到并送入濾波放大電路，此處需過濾掉的干擾信號為工頻干擾以及外界的信號如FM無線電信號等，信號經(jīng)濾波后進(jìn)入放大電路進(jìn)行無畸變的放大，然后傳輸至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，由于TEV信號的高頻特性，故需要使用高頻A/D轉(zhuǎn)換芯片。本單元采用η路探頭同時進(jìn)行檢測，便于掌握各開關(guān)柜的局部放電情況。采用高通電路將頻帶設(shè)定在幾兆赫茲至幾十兆赫茲，有效的避開干擾信號，用以獲取局部放電信號。信號傳輸單元2進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，包括有GPRS發(fā)射裝置21和接收GPRS發(fā)射裝置 21信號的GPRS接收裝置22，所述的GPRS發(fā)射裝置21的信號輸入端連接信號采集單元1 的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路14，所述的GPRS接收裝置22的輸出端連接數(shù)據(jù)采集及分析單元3 ；測量到的信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后輸入GPRS發(fā)射裝置，經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳播，遠(yuǎn)距離傳輸至GPRS接收裝置，然后進(jìn)入下一級處理電路，即數(shù)據(jù)采集及分析單元3。數(shù)據(jù)采集及分析單元3用于采集局部放電數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析、存儲，并且對開關(guān)柜內(nèi)的局部放電狀態(tài)做出判斷，將分析的結(jié)果傳送到后續(xù)單元。采用計(jì)算機(jī)或高速DSP芯片作為主處理器；具體方法是利用高速DSP芯片作為主處理器，接收到前一級的數(shù)字信號后， 對接收信號的幅值進(jìn)行測量并且計(jì)算TEV脈沖個數(shù)。以所測量的TEV信號值的大小以及脈沖數(shù)為依據(jù)來判斷開關(guān)柜內(nèi)局部放電的強(qiáng)弱。所述的數(shù)據(jù)采集及分析單元3還設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)通信端口 33，必要時可對監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和診斷，及時了解被測開關(guān)柜的局部放電情況。人機(jī)界面4用于顯示整個系統(tǒng)的檢測結(jié)果。直觀的顯示整個系統(tǒng)的檢測結(jié)果，包括局部放電是否存在、局部放電信號強(qiáng)弱等，并為運(yùn)行人員提供參考。工作人員通過此界面實(shí)現(xiàn)對于局部放電系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)定、操作。具體方法是采用高亮度LED屏將DSP輸出的結(jié)果值直觀的顯示出來，顯示的數(shù)據(jù)為脈沖電壓相對幅值(dB為單位)、測量周期內(nèi)脈沖個數(shù)等；人機(jī)界面設(shè)有按鈕，可以對設(shè)備進(jìn)行控制，包括測量、清零功能。電源采用內(nèi)置鋰電池供電，避免采用外部電源引起的信號干擾。本發(fā)明的基于無線網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)柜局部放電暫態(tài)對地電壓檢測系統(tǒng)，具體的使用環(huán)境及其方法如下。1、使用環(huán)境海拔高度SlOOOm.工作溫度_20°C-40°C工作濕度0-90 %，無凝露無火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)，嚴(yán)重污穢化學(xué)腐蝕、劇烈振動、強(qiáng)電磁干擾及雷擊場所被測設(shè)備要良好接地存儲溫度0-50°C2、使用方法(1)局部放電檢測。本發(fā)明利用TEV傳感器貼在接地的開關(guān)柜外殼上進(jìn)行檢測，當(dāng)開關(guān)柜內(nèi)發(fā)生局部放電時，TEV傳感器采集開關(guān)柜表面的TEV信號，再經(jīng)濾波放大電路進(jìn)行處理，得出初始信號，初始信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號，并轉(zhuǎn)送給GPRS模塊，通過GPRS 網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心；另一方面監(jiān)控中心也可以使用主動方式發(fā)送TEV局部放電采集命令給GPRS模塊。監(jiān)控中心提供基于VB開發(fā)的開關(guān)柜TEV部放電監(jiān)測、分析軟件， 軟件集成了數(shù)據(jù)配置、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)監(jiān)控及后臺管理功能。數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控中心之后，經(jīng)過分析、統(tǒng)計(jì)計(jì)算出局部放電的特征量，辨別局部放電的特性分別繪制多種表達(dá)不同局部放電特征的局部放電量的相位分布圖，放電量分布圖，放電次數(shù)的相位分布圖以及它們的暫態(tài)變化，并進(jìn)行模式識別。(2)局部放電點(diǎn)定位。當(dāng)使用本發(fā)明進(jìn)行局部放電定位時，對于傳感器的位置要求兩傳感器的間距不得小于60cm。具體使用方法為將傳感器網(wǎng)絡(luò)置于開關(guān)柜表面，通過終端顯示的傳感器TEV信號值進(jìn)行比較，TEV信號值較高的傳感器距離放電點(diǎn)的位置越近，當(dāng)兩傳感器顯示的TEV信號值相同時，則說明放電點(diǎn)在兩傳感器之間?？梢酝ㄟ^此方法定位出開關(guān)柜內(nèi)局部放電點(diǎn)的位置，為檢修提供參考。
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權(quán)利要求
1.一種基于無線網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)柜局部放電暫態(tài)對地電壓檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括 依次串接的信號采集單元(1)、信號傳輸單元O)、數(shù)據(jù)采集及分析單元C3)和人機(jī)界面 (4)，其中，信號采集單元(1)用以獲取局部放電信號，包括依次串接的暫態(tài)對地電壓傳感器 (11)、濾波電路(12)、放大電路(13)以及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(14)，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(14)的輸出端連接信號傳輸單元O)；信號傳輸單元( 進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，包括有GPRS發(fā)射裝置和接收GPRS發(fā)射裝置 (21)信號的GPRS接收裝置(22)，所述的GPRS發(fā)射裝置Ql)的信號輸入端連接信號采集單元(1)的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(14)，所述的GPRS接收裝置0 的輸出端連接數(shù)據(jù)采集及分析單元⑶；數(shù)據(jù)采集及分析單元C3)用于采集局部放電數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析、判斷和存儲，采用計(jì)算機(jī)或高速DSP芯片作為主處理器；人機(jī)界面(4)用于顯示整個系統(tǒng)的檢測結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)柜局部放電暫態(tài)對地電壓檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的暫態(tài)對地電壓傳感器(11)設(shè)置有多個，其中每相鄰的兩傳感器的間距大于等于60cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)柜局部放電暫態(tài)對地電壓檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(14)采用高頻A/D轉(zhuǎn)換芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)柜局部放電暫態(tài)對地電壓檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的暫態(tài)對地電壓傳感器(11)外部采用金屬屏蔽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)柜局部放電暫態(tài)對地電壓檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)采集及分析單元C3)還設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)通信端口(33)。
全文摘要
一種基于無線網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)柜局部放電暫態(tài)對地電壓檢測系統(tǒng)信號采集單元有依次串接的暫態(tài)對地電壓傳感器、濾波電路、放大電路以及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接信號傳輸單元；信號傳輸單元有GPRS發(fā)射裝置和接收GPRS發(fā)射裝置信號的GPRS接收裝置，GPRS發(fā)射裝置的信號輸入端連接信號采集單元的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，GPRS接收裝置的輸出端連接數(shù)據(jù)采集及分析單元；數(shù)據(jù)采集及分析單元采用計(jì)算機(jī)或高速DSP芯片作為主處理器；人機(jī)界面用于顯示整個系統(tǒng)的檢測結(jié)果。本發(fā)明傳感器靈敏度高、抗干擾，檢測安全、迅速、準(zhǔn)確，便于工作人員操作診斷，可實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)多部位的局部放電監(jiān)測和定位信息采集。做到放電故障的及時發(fā)現(xiàn)以及排除。
文檔編號G01R31/12GK102508128SQ20111032589
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者劉勇, 杜伯學(xué), 田霖, 郭亞光, 韓濤, 馬宗樂, 高宇 申請人:天津大學(xué)