本實用新型涉及一種絕緣開關(guān)技術(shù)，具體地說是一種GIS局部放電帶電檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

GIS，又稱氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備，是電力系統(tǒng)中非常重要的電氣設(shè)備，目前10kV、35kV金屬封閉開關(guān)成套設(shè)備已廣泛應(yīng)用于各個變電站。但是GIS在生產(chǎn)、裝配、運輸以及開關(guān)動作等過程中，會在GIS內(nèi)部產(chǎn)生諸如：有金屬突起、開關(guān)元件內(nèi)部有氣泡、有自由金屬顆粒、觸頭接觸不良、存在污穢及受潮等的絕緣缺陷，這些缺陷會嚴(yán)重影響GIS內(nèi)部的電場分布，導(dǎo)致電場畸變，危及設(shè)備的運行安全。GIS控制的負(fù)荷多是市區(qū)的重要負(fù)荷，一旦GIS設(shè)備出現(xiàn)故障，就會造成大面積、長時間停電。由此可見，對GIS進(jìn)行局部放電帶電檢測，在絕緣故障早期及時被發(fā)現(xiàn)而預(yù)防事故的發(fā)生，對保證供電可靠性具有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于，克服現(xiàn)有GIS存在的不足，提供一種可以實時采集和存儲GIS局部放電暫態(tài)地電壓和超聲波信號，并可對局部放電信號的時域、頻域分布等信息進(jìn)行分析，從而實現(xiàn)對故障位置進(jìn)行定位的檢測系統(tǒng)。

該檢測系統(tǒng)是這樣實現(xiàn)的：

該系統(tǒng)主要由暫態(tài)地電壓傳感器、超聲波傳感器、暫態(tài)地電壓放大器、暫態(tài)地電壓檢波器、超聲波放大器、數(shù)據(jù)采集模塊、USB傳輸線和系統(tǒng)軟件構(gòu)成。由暫態(tài)地電壓傳感器和超聲波傳感器采集局部放電信號，分別經(jīng)過暫態(tài)地電壓放大器、暫態(tài)地電壓檢波器和超聲波放大器后，由數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行高速采集，通過USB傳輸線傳輸?shù)奖銛y式計算機，最后由系統(tǒng)軟件處理。

所述暫態(tài)地電壓傳感器，采用圓板狀貼片式傳感器，圓板半徑32.5mm，檢測頻段范圍3～200MHz。

所述超聲波傳感器，采用壓電陶瓷傳感器，中心頻率30kHz，60dB頻帶范圍20～110kHz，靈敏度峰值大于80dB。

所述暫態(tài)地電壓放大器，采用常規(guī)放大電路設(shè)計，放大倍數(shù)100倍，噪聲水平小于5μv，放大頻率范圍10kHz～500MHz，功率5.6w。

所述暫態(tài)地電壓檢波器，采用常規(guī)檢波電路設(shè)計，檢波方式正極性包絡(luò)檢波，低電平靈敏度＞0.5mV/μw，頻率響應(yīng)±0.2～0.4dB，檢波頻率范圍10kHz～200MHz。

所述超聲波放大器，采用常規(guī)放大電路設(shè)計，頻帶范圍10～1200kHz，放大倍數(shù)1000倍。

所述數(shù)據(jù)采集模塊，由4路同步采樣模擬輸入通道，信號調(diào)理電路，高精度逐次逼近寄存器(SAR)16位ADC，USB數(shù)字輸出端口組成，其支持熱插拔操作，工作溫度范圍-40℃～70℃。其功能是從暫態(tài)地電壓檢波器、超聲波放大器獲取電壓模擬信號，立即就地進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。

所述系統(tǒng)軟件，使用虛擬儀器LabVIEW軟件構(gòu)建。該系統(tǒng)軟件由同步采集、數(shù)據(jù)分析和波形回放三部分組成，同步采集包括暫態(tài)地電壓、超聲波局部放電信號的采集、通信、有效提取局部放電超聲波信號特征量、波形完整存儲和放電信號存儲；數(shù)據(jù)分析包括對局部放電信號的時域、頻域分布等特征進(jìn)行分析、繪制放電次數(shù)-相位、放電次數(shù)-放電量以及相位分布(PRPD)等分析圖譜；波形回放包括對暫態(tài)地電壓、超聲波局部放電時域信號進(jìn)行回放。本實用新型綜合運用暫態(tài)地電壓檢測技術(shù)、超聲波檢測技術(shù)及數(shù)字信號處理技術(shù)。系統(tǒng)地應(yīng)用數(shù)字信號處理技術(shù)實現(xiàn)GIS局部放電信號的高速可靠采集，在準(zhǔn)確提取局放信號的基礎(chǔ)上，使用圖形化編程語言LabVIEW開發(fā)了上位機軟件系統(tǒng)，采用USB傳輸協(xié)議實現(xiàn)上下位機的通信。該系統(tǒng)可以實時采集和存儲GIS局部放電暫態(tài)地電壓和超聲波信號，并可對局部放電信號的時域、頻域分布等信息進(jìn)行分析，對故障位置進(jìn)行定位。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理框圖；

圖2是本實施例之系統(tǒng)軟件的工作原理圖；

圖3是本實施例之系統(tǒng)軟件的程序流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例，對本實用新型作詳細(xì)說明，但并不因此而限制本實用新型的內(nèi)容。

實施例 一種GIS局部放電帶電檢測系統(tǒng)

圖1是本實施例之GIS局部放電帶電檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理框圖，主要包括：暫態(tài)地電壓傳感器、超聲波傳感器、暫態(tài)地電壓放大器、暫態(tài)地電壓檢波器、超聲波放大器、數(shù)據(jù)采集模塊、USB傳輸線與系統(tǒng)軟件。

所述暫態(tài)地電壓傳感器，采用圓板狀貼片式傳感器，實施時將暫態(tài)地電壓傳感器緊貼在GIS柜體表面。

所述超聲波傳感器，采用壓電式傳感器，實施時將超聲波傳感器緊貼在GIS柜體表面，為了使超聲波傳感器更好的采集超聲波信號，在傳感器表面涂抹上耦合劑，防止信號衰減。

所述暫態(tài)地電壓放大器，放置在待檢測GIS附近，輸入端接暫態(tài)地電壓傳感器，輸出端接暫態(tài)地電壓檢波器。

所述暫態(tài)地電壓檢波器，放置在待檢測GIS附近，輸入端接暫態(tài)地電壓放大器，輸出端接數(shù)據(jù)采集模塊。

所述超聲波放大器，放置在待檢測GIS附近，輸入端接超聲波傳感器，輸出端接數(shù)據(jù)采集模塊。

所述數(shù)據(jù)采集模塊，放置在待檢測GIS附近，輸入端分別接暫態(tài)地電壓檢波器和超聲波放大器，輸出端接USB傳輸線。

所述USB傳輸線，一端接數(shù)據(jù)采集模塊，另一端接系統(tǒng)軟件。

所述采集分析軟件，即系統(tǒng)軟件，由虛擬儀器語言開發(fā)，系統(tǒng)實施時，通過該軟件，可以實時觀測局部放電信號的時域波形，并且進(jìn)行頻域分析和相應(yīng)的譜圖繪制，系統(tǒng)可以準(zhǔn)確判斷GIS內(nèi)是否出現(xiàn)局部放電，識別故障類型及對故障位置進(jìn)行定位。

圖2顯示了本實施例之系統(tǒng)軟件的工作原理圖；

所述數(shù)據(jù)采集模塊由4路同步采樣模擬輸入通道、信號調(diào)理電路、高精度逐次逼近寄存器(SAR)16位ADC、USB數(shù)字輸出端口組成。放置在待檢測GIS附近。其輸入端分別接暫態(tài)地電壓檢波器和超聲波放大器，輸出端接USB傳輸線。

圖3是本實施例之系統(tǒng)軟件的程序流程圖。

采集分析軟件使用虛擬儀器LabVIEW軟件構(gòu)建。軟件系統(tǒng)由同步采集、數(shù)據(jù)分析和波形回放三部分組成。