一種開關(guān)柜局部放電檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了電網(wǎng)領(lǐng)域的一種開關(guān)柜局部放電檢測裝置，包括開關(guān)柜和三相電纜線，以及超聲波傳感器、超高頻傳感器、高頻電流傳感器、暫態(tài)地電壓傳感器、頻譜分析儀、示波器和計算機；開關(guān)柜包括柜壁和三相預(yù)制頭，三相電纜線中的各個單相電纜線與三相預(yù)制頭中的各個單相預(yù)制頭對應(yīng)連接；三相預(yù)制頭外套接電纜盒，超高頻傳感器位于三相預(yù)制頭的周圍；超聲波傳感器固定在開關(guān)柜的柜壁上，超聲波傳感器、超高頻傳感器和暫態(tài)地電壓傳感器均連接示波器；示波器連接計算機，暫態(tài)地電壓傳感器固定在電纜盒的外壁上；高頻電流傳感器固定在三相電纜線中各個單相電纜線的屏蔽層上，高頻電流傳感器連接頻譜分析儀，頻譜分析儀連接計算機；超聲波傳感器和超高頻傳感器均是可移動的。
【專利說明】—種開關(guān)柜局部放電檢測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電網(wǎng)領(lǐng)域的一種開關(guān)柜局部放電檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)柜的絕緣能力是決定開關(guān)柜能夠安全穩(wěn)定運行的重要因素。開關(guān)柜現(xiàn)場試驗方法的不足和投運的開關(guān)柜出現(xiàn)的絕緣故障嚴(yán)重威脅著電力系統(tǒng)的安全運行。局部放電檢測是反應(yīng)開關(guān)柜絕緣狀況的有效手段，也是當(dāng)前研究的熱點。對于開關(guān)柜局部放電的檢測，目前常用的是聲電波檢測設(shè)備，即采用超聲波傳感器和超高頻傳感器連接示波器，示波器連接計算機，超聲電波檢測設(shè)備直接以dB的形式表征局部放電活動的強度，具有操作簡單，規(guī)則明確的特點，深受現(xiàn)場運行人員的歡迎。然而局部放電是微弱的電現(xiàn)象，在檢測過程中極易受到外界干擾的影響，如果不能有效識別出干擾并加以排除，將很難保證局部放電數(shù)據(jù)分析的正確性與有效性。此外，現(xiàn)有的聲電檢測設(shè)備的定位功能簡單，只能實現(xiàn)單一放電點情況下開關(guān)柜柜體的粗略定位，對于多放電點及開關(guān)柜內(nèi)部的精確定位定相都難以實現(xiàn)，這極大地降低了定位的有效性和檢修的效率。為此，拓展研究其它檢測技術(shù)在開關(guān)柜方面的應(yīng)用很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種開關(guān)柜局部放電檢測裝置，其能夠?qū)﹂_關(guān)柜局部放電精確定位定相，并準(zhǔn)確確定開關(guān)柜局部放電的類型。
[0004]實現(xiàn)上述目的的一種技術(shù)方案是:一種開關(guān)柜局部放電檢測裝置，包括開關(guān)柜和三相電纜線，所述開關(guān)柜包括柜壁和三相預(yù)制頭，所述三相電纜線中的各個單相電纜線與所述三相預(yù)制頭中的各個單相預(yù)制頭對應(yīng)連接；所述三相預(yù)制頭外套接電纜盒，所述電纜盒與所述三相電纜線之間套接絕緣蓋；所述開關(guān)柜局部放電檢測裝置還包括超聲波傳感器、超高頻傳感器、示波器和計算機；所述超高頻傳感器位于所述三相預(yù)制頭的周圍；所述超聲波傳感器固定在所述開關(guān)柜的柜壁上，所述超聲波傳感器和所述超高頻傳感器均連接所述示波器；所述示波器連接所述計算機；
[0005]所述開關(guān)柜局部放電檢測裝置還包括高頻電流傳感器、暫態(tài)地電壓傳感器和頻譜分析儀；所述暫態(tài)地電壓傳感器固定在所述電纜盒的外壁上；所述暫態(tài)地電壓傳感器連接所述示波器；
[0006]所述高頻電流傳感器固定在所述三相電纜線中各個單相電纜線的屏蔽層上，所述高頻電流傳感器連接所述頻譜分析儀，所述頻譜分析儀連接所述計算機；
[0007]所述超聲波傳感器和所述超高頻傳感器均是可移動的。
[0008]進一步的，所述高頻電流傳感器通過夾持固定在三相電纜線中的各個單相電纜線的屏蔽層上。
[0009]進一步的，所述三相電纜線上設(shè)有屏蔽層接地線，所述屏蔽層接地線上固定有高頻電流傳感器。[0010]再進一步的，所述三相電纜線上還設(shè)有鎧裝層，所述鎧裝層上設(shè)有鎧裝層接地線，所述鎧裝層接地線上固定有高頻電流傳感器。
[0011]更進一步的，所述高頻電流傳感器通過夾持固定在所述三相電纜線的屏蔽層接地線上和/或鎧裝層接地線上。
[0012]進一步的，所述示波器為TDS680型數(shù)字存儲示波器。
[0013]進一步的，所述頻譜分析儀為IFR2398型頻譜分析儀。
[0014]進一步的，所述超聲波傳感器、所述超高頻傳感器、所述暫態(tài)地電壓傳感器均通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)與所述示波器連接，所述高頻電流傳感器與所述頻譜分析儀通過總線或ZigBee網(wǎng)絡(luò)連接。
[0015]進一步的，所述示波器和所述頻譜分析均通過總線或者Wlan無線網(wǎng)絡(luò)與所述計
算連接。
[0016]進一步的，所述暫態(tài)地電壓傳感器通過粘貼固定在所述電纜盒的外壁上。
[0017]采用了本發(fā)明的一種開關(guān)柜局部放電檢測裝置的技術(shù)方案，即開關(guān)柜局部放電檢測裝置包括超聲波傳感器、高頻電流傳感器、超高頻傳感器、暫態(tài)地電壓傳感器、示波器、頻譜分析儀和計算機，所述高頻電流傳感器固定在所述三相電纜線中各個單相電纜線的屏蔽層上，所述高頻電流傳感器連接所述頻譜分析儀，所述述超聲波傳感器、所述超高頻傳感器和所述暫態(tài)地電壓傳感器均連接所述示波器，所述示波器和所述頻譜分析儀均連接所述計算機的技術(shù)方案。其技術(shù)效果是:有效解決了開關(guān)柜局部放電檢測過程中干擾問題，提高檢測結(jié)果的可信度；并能對放電位置精確定位定相，對放電位置的定位精確到厘米級，并確定判斷局部放電的類型，極大的方便了工程技術(shù)人員掌握開關(guān)柜的運行狀況。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的一種開關(guān)柜局部放電檢測裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明的一種開關(guān)柜局部放電檢測裝置的外部結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]請參閱圖1至圖2，本發(fā)明的發(fā)明人為了能更好地對本發(fā)明的技術(shù)方案進行理解，下面通過具體地實施例，并結(jié)合附圖進行詳細地說明:
[0021]請參閱圖1和圖2，本發(fā)明的一種開關(guān)柜局部放電檢測裝置，包括開關(guān)柜I和三相電纜線2，開關(guān)柜I包括柜壁11和三相預(yù)制頭12，三相電纜線2中的各個單相電纜線與三相預(yù)制頭12中的各個單相預(yù)制頭對應(yīng)連接；開關(guān)柜局部放電檢測裝置還包括超聲波(AE)傳感器3、高頻電流(HFCT )傳感器4、超高頻(UHF)傳感器5、暫態(tài)地電壓(TEV)傳感器6、示波器7、頻譜分析儀8和計算機9。
[0022]其中，超聲波傳感器3位于開關(guān)柜I的柜壁11上，并且是可移動的；超高頻傳感器5位于三相預(yù)制頭12的周圍，并且也是可移動的。
[0023]三相預(yù)制頭12外套接電纜盒13，電纜盒13與三相電纜線2之間套接絕緣蓋14。暫態(tài)地電壓傳感器6通過粘貼固定在電纜盒13的外壁上。
[0024]當(dāng)開關(guān)柜I內(nèi)部局部放電發(fā)生時，放電脈沖的上升沿很陡，沿著局部放電路徑的電流上升時間〈1ns，脈沖寬度多為納秒級，能激勵起IGHz以上的超高頻電磁信號。超高頻電磁信號在空間傳播，通過安裝的開關(guān)柜I的三相預(yù)制頭12周圍的超高頻(UHF)傳感器5就可以接收超高頻電磁信號。此外，隨著放電的發(fā)生，伴隨著爆裂狀超聲波信號產(chǎn)生，且向四周介質(zhì)傳播，通過安裝在開關(guān)柜I的柜壁11周圍的超聲波傳感器3接受該超聲波信號，超聲波傳感器3超聲波信號轉(zhuǎn)換為超聲波電信號,超聲波傳感器3和超高頻傳感器5都能對開關(guān)柜I內(nèi)的局部放電水平進行測量。
[0025]在超高頻電磁信號傳播過程中，對于不同位置的超高頻傳感器5而言，不同超高頻傳感器5接受到超高頻電磁信號的時間是不一樣的。局部放電點的定位原理是根據(jù)超高頻傳感器5接受到信號的時間差，在開關(guān)柜I發(fā)生局部放電位置，即三相預(yù)制頭12的兩端，圖1中為左右兩端各放置一個超高頻傳感器5，并在示波器7上觀察兩個超高頻傳感器5接收的超高頻電磁信號是否有時間差，有則可以通過計算機9計算開關(guān)柜局部放電點的位置，也可通過人工計算局部放電點的位置。沒有則改變其中任意一個超高頻傳感器5的位置，直到在示波器7上觀察到兩個超高頻電磁信號存在時間差為止。然后計算開關(guān)柜局部放電點的位置。然而由于受超高頻電磁信號傳播路徑與超高頻傳感器5位置等因素的影響，超高頻電磁信號起始時間往往不能準(zhǔn)確辨識，只能進行初步定位，難以實現(xiàn)局部放的準(zhǔn)確定位。
[0026]超聲波定位是通過測量局部放電產(chǎn)生的超聲波信號傳播到位于開關(guān)柜I的柜壁11上多個不同位置的超聲傳感器3，并在示波器7上觀察各個超聲波傳感器3在示波器7上產(chǎn)生超聲波電信號之間的延時，根據(jù)延時和超聲波傳播速度，利用空間解析幾何的方法計算開關(guān)柜局部放電點的精準(zhǔn)確位置，實現(xiàn)開關(guān)柜局部放電點的精確定位，盡管超聲波在電力設(shè)備常用材料介質(zhì)中衰減較大，測量有效范圍較小，但卻能對開關(guān)柜局部放電點精確定位。
[0027]本發(fā)明中，先采用超高頻傳感器5對開關(guān)柜局部放電點行一次定位分析，確定局部放電點的大致范圍，然后同時采用超聲波傳感器3進行二次精確定位分析，實現(xiàn)局部放電點的準(zhǔn)確定位，即精確到厘米級。這樣通過超高頻電磁信號和超聲波電信號進行兩次分析監(jiān)測，能更加有效地排除現(xiàn)場干擾，提高局部放電定位精度和缺陷類型識別的準(zhǔn)確性。
[0028]這樣設(shè)計的目的在于:超高頻傳感器5能夠檢測到開關(guān)柜中由局部放電而產(chǎn)生的激發(fā)信號，即超高頻電磁信號，該激發(fā)信號為頻率在UHF頻率段，即300M?3GHz的電磁波，由于通常的干擾信號，其頻率都在300MHz之下，超高頻傳感器5檢測到的超高頻電磁信號具有無可比擬的抗干擾性能。
[0029]暫態(tài)地電壓(TEV)傳感器6是一個外接電容耦合裝置，它是測量開關(guān)柜或電纜端局部放電較有效的傳感器。該傳感器作為一個電容耦合器檢測從開關(guān)面板流出至接地金屬表面的放電脈沖，并傳輸給示波器7。根據(jù)示波器7接收到的放電脈沖的波形和相位，計算機9確定開關(guān)柜局部放電點的類型，也可以在示波器7上顯示的波形和相位直接判斷。
[0030]高頻電流傳感器4固定在三相電纜線2中各個單相電纜線的屏蔽層上，即三相電纜線2的本體上，也可以固定在三相電纜線2的屏蔽層接地線21上或者鎧裝層接地線22上。所有的高頻電流傳感器4連接頻譜分析儀8 ;高頻電流傳感器4利用電磁感應(yīng)耦合原理檢測流向大地的局部放電的高頻電流脈沖，將高頻電流脈沖轉(zhuǎn)化為高頻電壓脈沖傳遞給頻譜分析儀8。根據(jù)頻譜分析儀8接收到的高頻電壓脈沖的波形和相位，計算機9可以對開關(guān)柜局部放電點進行精確定相定位，也可以根據(jù)頻譜分析儀8上顯示的波形和相位直接進行人工判斷。
[0031]本發(fā)明的一種開關(guān)柜局部放電檢測裝置通過綜合使用超聲波傳感器3、高頻電流傳感器4、超高頻傳感器5、暫態(tài)地電壓傳感器6，有效解決了開關(guān)柜局部放電檢測過程中干擾問題，提高檢測結(jié)果的可信度；并能對開關(guān)柜局部放電精確定位定相，對局部放電位置的定位精確到厘米級。并確定判斷開關(guān)柜局部放電的類型，極大的方便了工程技術(shù)人員掌握開關(guān)柜的運行狀況。
[0032]本實施例中，頻譜分析儀7為IFR2388型頻譜分析儀，以提高頻譜分析儀8對高頻電壓脈沖檢測的精確性。高頻電流傳感器4與頻譜分析儀8通過總線或ZigBee網(wǎng)絡(luò)連接，使得本發(fā)明的一種開關(guān)柜局部放電檢測裝置的使用更為便捷。本實施例中，采用的示波器7為TDS690型數(shù)字存儲示波器，以對超高頻傳感器5所采集的超高頻電磁信號、超聲波傳感器3所采集的超聲波電信號以及暫態(tài)地電壓傳感器6所采集的地電波信號的波形進行實時的存儲、記錄和調(diào)用。超高頻傳感器5、超聲波傳感器3以及暫態(tài)地電壓傳感器6均通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)與示波器7連接，提高本發(fā)明的一種開關(guān)柜局部放電檢測裝置的使用便捷性。當(dāng)然超聲波傳感器3、超高頻傳感器5和暫態(tài)地電壓傳感器6也可通過RS232總線或者RS485總線連接示波器7。高頻電流傳感器8也可通過RS232總線或者RS485總線連接頻譜分析儀8。
[0033]示波器7和頻譜分析儀8均通過總線或者Wlan無線網(wǎng)絡(luò)與計算機9連接，其中使用Wlan網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)本發(fā)明的一種開關(guān)柜局部放電檢測裝置對開關(guān)柜局部放電的遠程監(jiān)控。
[0034]鉗形高頻電流傳感器夾(圖中未顯示)使高頻電流傳感器4通過夾持固定在三相電纜線2的電纜本體或屏蔽層接地線21，或者鎧裝層接地線22上。該高頻電流傳感器4既能提取開關(guān)柜I自身的局部放電，又能獲取來自三相電纜線2的局部放電。
[0035]本【技術(shù)領(lǐng)域】中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種開關(guān)柜局部放電檢測裝置，包括開關(guān)柜(I)和三相電纜線(2)，所述開關(guān)柜(I)包括柜壁(11)和三相預(yù)制頭(12 )，所述三相電纜線(2 )中的各個單相電纜線與所述三相預(yù)制頭(12)中的各個單相預(yù)制頭對應(yīng)連接；所述三相預(yù)制頭(12)外套接電纜盒(13)，所述電纜盒(13)與所述三相電纜線(2)之間套接絕緣蓋(14);所述開關(guān)柜局部放電檢測裝置還包括超聲波傳感器(3 )、超高頻傳感器(5 )、示波器(7 )和計算機(9 );所述超高頻傳感器(5 )位于所述三相預(yù)制頭(12)的周圍；所述超聲波傳感器(3)固定在所述開關(guān)柜(I)的柜壁(11)上，所述超聲波傳感器(3)和所述超高頻傳感器(5)均連接所述示波器(7);所述示波器(7)連接所述計算機(9);其特征在于: 其還包括高頻電流傳感器(4)、暫態(tài)地電壓傳感器(6)和頻譜分析儀(8);所述暫態(tài)地電壓傳感器(6)固定在所述電纜盒(13)的外壁上；所述暫態(tài)地電壓傳感器(6)連接所述示波器(7); 所述高頻電流傳感器(4)固定在所述三相電纜線(2)中各個單相電纜線的屏蔽層上，所述高頻電流傳感器(4)連接所述頻譜分析儀(8)，所述頻譜分析儀(8)連接所述計算機(9)； 所述超聲波傳感器(3)和所述超高頻傳感器(5)均是可移動的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開關(guān)柜局部放電檢測裝置，其特征在于:所述高頻電流傳感器(4 )通過夾持固定在三相電纜線(2 )中的各個單相電纜線的屏蔽層上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開關(guān)柜局部放電檢測裝置，其特征在于:所述三相電纜線(2)上設(shè)有屏蔽層接地線(21)，所述屏蔽層接地線(21)上固定有高頻電流傳感器(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種開關(guān)柜局部放電檢測裝置，其特征在于:所述三相電纜線上還設(shè)有鎧裝層，所述鎧裝層上設(shè)有鎧裝層接地線(22 )，所述鎧裝層接地線(22 )上固定有高頻電流傳感器(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種開關(guān)柜局部放電檢測裝置，其特征在于:所述高頻電流傳感器(4)通過夾持固定在所述三相電纜線(2)的屏蔽層接地線(21)上和/或鎧裝層接地線(22)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的一種開關(guān)柜局部放電檢測裝置，其特征在于:所述示波器(7)為TDS680型數(shù)字存儲示波器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的一種開關(guān)柜局部放電檢測裝置，其特征在于:所述頻譜分析儀(8)為IFR2398型頻譜分析儀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的一種開關(guān)柜局部放電檢測裝置，其特征在于:所述超聲波傳感器(3)、所述超高頻傳感器(5)、所述暫態(tài)地電壓傳感器(6)均通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)與所述示波器(7)連接，所述高頻電流傳感器(4)與所述頻譜分析儀(8)通過總線或ZigBee網(wǎng)絡(luò)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的一種開關(guān)柜局部放電檢測裝置，其特征在于:所述示波器(7)和所述頻譜分析儀(8)均通過總線或者Wlan無線網(wǎng)絡(luò)與所述計算機(9)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的一種開關(guān)柜局部放電檢測裝置，其特征在于:所述暫態(tài)地電壓傳感器(6)通過粘貼固定在所述電纜盒(13)的外壁上。
【文檔編號】G01R31/12GK103558524SQ201310560195
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月12日
【發(fā)明者】劉瀟洋, 薛明, 殷怡杰, 朱啟揚, 徐力揚, 黃成軍, 郭燦新 申請人:國網(wǎng)上海市電力公司, 上海華乘電氣科技有限公司