一種適用于智能高壓開關柜的絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置的制造方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及高壓開關柜智能化的技術研究、設備設計及生產(chǎn)應用領域，涉及一種適用于智能高壓開關柜的絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置。
【【背景技術】】
[0002]高壓開關柜及環(huán)網(wǎng)柜是電網(wǎng)中的重要設備，安裝量很大，其安全運行直接關系到用戶用電的可靠性。在國家建設智能電網(wǎng)、提高電網(wǎng)供電可靠性的政策及商業(yè)背景下，研發(fā)智能開關柜安全運行及設計相關技術具有重要的意義。
[0003]高壓開關柜及環(huán)網(wǎng)柜中常見的是絕緣故障。絕緣故障多是制造中或安裝運行中造成的絕緣缺陷所致。及時發(fā)現(xiàn)這些潛在絕緣缺陷的方法之一是測量缺陷處發(fā)生的局部放電。在過去幾年中，國內(nèi)外電力部門都采用英國EA Technology公司生產(chǎn)的手持式局部放電檢測儀，通過在開關柜或環(huán)網(wǎng)柜外部監(jiān)測局部放電產(chǎn)生的暫態(tài)地電波(TEV)信號來診斷開關柜的絕緣狀態(tài)。該方法經(jīng)過實際應用驗證有效，但是也有諸多不足:I)耗費過多的時間和人力資源;2)由于只能短時測試，漏檢的情況時有發(fā)生;3)外部電磁干擾存在的情況下，誤判的情況時有發(fā)生。
[0004]鑒于當前國內(nèi)外應用和技術現(xiàn)狀，迫切需要一種能夠彌補現(xiàn)有技術的不足，為相關設備生產(chǎn)企業(yè)提供了一種直接嵌入高壓開關柜或環(huán)網(wǎng)柜中，簡單、經(jīng)濟、安全的開關柜絕緣狀態(tài)智能化監(jiān)測裝置。
【【實用新型內(nèi)容】】
[0005]本實用新型一種適用于智能高壓開關柜的絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置，可以帶電監(jiān)測并診斷開關柜中是否存在局部放電。裝置具有簡單、經(jīng)濟、安全的特點，能夠安裝在開關柜的內(nèi)部，長期工作，抗干擾能力強，在智能開關柜的研究、設計及生產(chǎn)應用領域都具有應用前景。
[0006]本實用新型一種適用于智能高壓開關柜的絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置，包括電磁波的測量單元、信號調理單元及采集和分析單元，電磁波的測量單元安裝在高壓開關柜母線室的底板上，信號調理單元及采集和分析單元安裝在儀表室的面板上，測量單元包括有偶極子單元，開關柜母線室內(nèi)的局部放電輻射的電磁信號以及其他小室內(nèi)的信號被該偶極子單元拾取。
[0007 ]進一步地，偶極子單元為電容性偶極子單元。
[0008]進一步地，測量單元和信號調理單元通過信號傳輸線連接，信號傳輸線沿著開關柜的柜體角落和弱電線槽走線。
[0009]進一步地，電磁波的測量單元主要由球形振子、電容性偶極子單元、BNC接頭和接地外殼組成，球形振子和偶極子單元相互連接成一個整體并和BNC接頭相連，共同安裝于接地外殼的上表面。
[0010]進一步地，球形振子由導電材料制造，偶極子單元是和球形振子相同的材料制成。[0011 ]進一步地，接地外殼由導電材料制成，厚度不超過5mm，采用非封閉的倒U型結構。
[0012]進一步地，信號調理單元主要由放大單元、低通濾波器、高通濾波器和屏蔽盒組成，放大單元、低通濾波器和高通濾波器依次收尾連接，并安裝在屏蔽盒內(nèi)。
[0013]進一步地，信號調理單元主要由高速運算放大器和電阻電容構成，放大倍數(shù)不低于20倍，帶通濾波器通帶低頻截止頻率不低于1MHz，不高于10MHz，高頻截止頻率不低于IGHz，不高于 2GHz。
[0014]進一步地，采集和分析單元主要由數(shù)據(jù)采集卡和上位機組成。
[0015]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型至少具有以下有益效果:本實用新型測量單元安裝在高壓開關柜的母線室的底板上，這樣，當母線室內(nèi)發(fā)生局部放電輻射的電磁波時，就會被測量單元的偶極子拾取，從而對絕緣狀態(tài)進行監(jiān)測。
【【附圖說明】
】
[0016]以上所述僅是本實用新型方案概述，為了更清楚說明本實用新型的技術手段，以下結合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作詳細說明。
[0017]圖1為本實用新型一種適用于智能高壓開關柜的絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置的系統(tǒng)構成圖。
[0018]圖2為本實用新型一種適用于智能高壓開關柜的絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置電磁波的測量單元的結構示意圖。
[0019]圖3為本實用新型一種適用于智能高壓開關柜的絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置信號調理單元及采集和分析單元的結構示意圖。
[0020]圖4為本實用新型在高壓開關柜內(nèi)的安裝結構示意圖。
【【具體實施方式】】
[0021]如圖1所示，本實用新型提供了一種適用于智能高壓開關柜的絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置，可用于監(jiān)測智能開關柜及環(huán)網(wǎng)柜中由于內(nèi)部潛在缺陷產(chǎn)生的局部放電。此裝置主要包括以下單元:電磁波的測量單元11、信號調理單元12及采集和分析單元13。其中，電磁波的測量單元采用電容性偶極子結構，其輸出信號經(jīng)過信號調理單元的濾波和放大處理后傳輸?shù)叫盘柌杉c分析單元，完成局部放電強度的評估。本實用新型能夠直接嵌入高壓開關柜或環(huán)網(wǎng)柜中，為相關設備生產(chǎn)企業(yè)提供了一種簡單、經(jīng)濟、安全的開關柜絕緣狀態(tài)智能化監(jiān)測設備。
[0022]如圖2所示，所述電磁波的測量單元11主要由球形振子21、電容性偶極子單元22、BNC接頭23和接地外殼24組成。
[0023]球形振子21由導電很好的金屬制成，直徑為4_。電容性偶極子單元22是底面直徑為2mm，高度為25mm并且材料和球形振子21相同的圓柱體。球形振子21和電容性偶極子單元22相互連接成一個整體并和BNC接頭23相連，共同安裝于接地外殼24的上表面。
[0024]接地外殼24由導電性能良好的鍍鋁鋅板制成，厚度不超過5mm，采用非封閉的倒U
型結構。
[0025]如圖3所示，信號調理單元12主要由放大單元31、低通濾波器32、高通濾波器33和屏蔽盒34組成。放大單元31、低通濾波器32和高通濾波器33依次相連，安裝在屏蔽盒34內(nèi)。
[0026]信號調理單元12的低通濾波器32和高通濾波器33均由電阻和電容構成，帶通濾波器通帶低頻截止頻率不低于1MHz，不高于10MHz，高頻截止頻率不低于IGHz，不高于2GHz ；所述放大單元31的放大倍數(shù)不低于20倍。
[0027]采集和分析單元13主要由數(shù)據(jù)采集卡35和上位機36組成。
[0028]如圖4所示是本實用新型的一個實施例。電磁波的測量單元11安裝在高壓開關柜母線室42的底板上，信號傳輸線(3沿著柜體角落和弱電線槽一起走線，最后將信號傳送到位于儀表室面板的信號調理單元12及采集和分析單元13。開關柜母線室局部放電輻射的電磁信號可以直接被偶極子單元拾取，其它小室內(nèi)的信號會沿著開關等載流導體傳播到母線室，間接被偶極子單元拾取，實現(xiàn)了開關柜內(nèi)所有設備絕緣狀態(tài)的全面覆蓋。
[0029]采用以上設計后，本實用新型至少具有如下優(yōu)點:
[0030]1、本實用新型中的裝置與所有高壓部分電氣隔離，直接安裝在開關柜殼體上，處于地電位，高低壓之間具有高絕緣強度，能夠保障操作人員的安全。
[0031]2、本實用新型體積小，重量輕，易于安裝人員攜帶，現(xiàn)場施工方便。
[0032]3、本實用新型裝置不僅能夠長期監(jiān)測開關柜中是否存在局部放電，還能夠判斷局部放電的性質，相關信息為檢修時間的安排及危險性評估都提提供了依據(jù)。
【主權項】
1.一種適用于智能高壓開關柜的絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于:包括電磁波的測量單元(11)、信號調理單元(12)及采集和分析單元(13)，所述電磁波的測量單元安裝在高壓開關柜母線室的底板上，所述信號調理單元及采集和分析單元安裝在儀表室的面板上，所述測量單元包括有偶極子單元，開關柜母線室內(nèi)的局部放電輻射的電磁信號以及其他小室內(nèi)的信號被該偶極子單元拾取。2.根據(jù)權利要求1所述的一種適用于智能高壓開關柜的絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于:所述偶極子單元為電容性偶極子單元。3.根據(jù)權利要求1所述的一種適用于智能高壓開關柜的絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于:所述測量單元和信號調理單元通過信號傳輸線(43)連接，所述信號傳輸線沿著開關柜的柜體角落和弱電線槽走線。4.根據(jù)權利要求1所述的一種適用于智能高壓開關柜的絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于:所述電磁波的測量單元(11)主要由球形振子(21)、電容性偶極子單元(22)、BNC接頭(23)和接地外殼(24)組成，所述球形振子(21)和偶極子單元(22)相互連接成一個整體并和BNC接頭(23)相連，共同安裝于接地外殼(24)的上表面。5.根據(jù)權利要求4所述的一種適用于智能高壓開關柜的絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于:所述球形振子(21)由導電材料制造，所述偶極子單元(22)是和球形振子(21)相同的材料制成。6.根據(jù)權利要求4所述的一種適用于智能高壓開關柜的絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于:所述接地外殼(24)由導電材料制成，厚度不超過5_，采用非封閉的倒U型結構。7.根據(jù)權利要求1所述的一種適用于智能高壓開關柜的絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于:所述信號調理單元(12)主要由放大單元(31)、低通濾波器(32)、高通濾波器(33)和屏蔽盒(34)組成，所述放大單元(31)、低通濾波器(32)和高通濾波器(33)依次連接，并安裝在屏蔽盒(34)內(nèi)。8.根據(jù)權利要求1所述的一種適用于智能高壓開關柜的絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于:所述信號調理單元(12)主要由高速運算放大器和電阻電容構成，放大倍數(shù)不低于20倍，帶通濾波器通帶低頻截止頻率不低于1MHz，不高于10MHz，高頻截止頻率不低于IGHz，不高于2GHz。9.根據(jù)權利要求1所述的一種適用于智能高壓開關柜的絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于:所述采集和分析單元(13)主要由數(shù)據(jù)采集卡(35)和上位機(36)組成。
【專利摘要】本實用新型關于一種適用于智能高壓開關柜的絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置，可用于監(jiān)測智能開關柜及環(huán)網(wǎng)柜中由于內(nèi)部潛在缺陷產(chǎn)生的局部放電。此裝置主要包括以下單元，電磁波的測量單元、信號調理單元及采集和分析單元。其中，電磁波的測量單元采用電容性偶極子結構，其輸出信號經(jīng)過信號調理單元的濾波和放大處理后傳輸?shù)叫盘柌杉c分析單元，完成局部放電強度的評估。本實用新型能夠直接嵌入高壓開關柜或環(huán)網(wǎng)柜中，為相關設備生產(chǎn)企業(yè)提供了一種簡單、經(jīng)濟、安全的開關柜絕緣狀態(tài)智能化監(jiān)測設備。
【IPC分類】G01R31/12
【公開號】CN205384347
【申請?zhí)枴緾N201521099130
【發(fā)明人】鄭建康, 楊曉宇, 鄭雷, 李洪杰, 孫浩杰, 何維晟
【申請人】國網(wǎng)陜西省電力公司西安供電公司, 西安交通大學
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2015年12月25日