基于物聯(lián)網(wǎng)的開關(guān)柜局部放電tev在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種TEV(暫態(tài)地電壓)在線監(jiān)測裝置，尤其涉及一種開關(guān)柜局部放電TEV在線監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)柜是電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的重要組成部分，10kV、35kV等金屬封閉成套開關(guān)柜被廣泛應(yīng)用于各個(gè)變電站，這些開關(guān)設(shè)備運(yùn)行的可靠性和安全性決定了供電的可靠性和安全性。開關(guān)柜設(shè)備在長期運(yùn)行中必然存在電、熱、化學(xué)及異常條件下形成的絕緣劣化，進(jìn)而導(dǎo)致電氣絕緣強(qiáng)度降低，甚至發(fā)生故障。測量開關(guān)柜設(shè)備內(nèi)部的局部放電信號是目前預(yù)防開關(guān)柜設(shè)備絕緣故障的有效方法。
[0003]如果局部放電發(fā)生在相對大地絕緣的一個(gè)高壓的設(shè)備上，比如金屬開關(guān)板或者電纜終端，電荷會(huì)從高壓導(dǎo)體耦合到接地的金屬外殼。這種電荷很少，通常情況是皮法級的，且耦合時(shí)間通常只有幾個(gè)皮秒。
[0004]當(dāng)局部放電發(fā)生的時(shí)候，電磁波向放電兩端傳輸。由于集膚效應(yīng)的影響，在開關(guān)柜金屬腔體內(nèi)部傳輸?shù)碾姶挪ㄐ盘柌荒軓耐獠恐苯犹綔y到。但是，在金屬外殼的一個(gè)開口處，電磁波可以傳到外部空間。波上升沿在金屬外殼的表面產(chǎn)生一個(gè)暫態(tài)的地電壓，因此這項(xiàng)技術(shù)被稱作TEV(暫態(tài)地電壓)檢測法。這個(gè)暫態(tài)電壓的上升時(shí)間是納秒級的，峰值從毫伏級到伏級不等。TEV的量值是放電峰值和傳播路徑的函數(shù)。傳播路徑的衰減是開關(guān)柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)和開口大小的函數(shù)。
[0005]TEV作為開關(guān)柜狀態(tài)維修的測試手段近年來已被國內(nèi)各電力公司廣泛接受，此方法通過監(jiān)測開關(guān)柜設(shè)備發(fā)生局部放電過程中產(chǎn)生的TEV信號，對開關(guān)柜設(shè)備絕緣狀態(tài)進(jìn)行評估。目前，使用最廣泛的是英國EA公司的TEV檢測儀，該儀器使用簡單方便，通過檢測開關(guān)柜表面的TEV信號來檢測開關(guān)柜內(nèi)部存在的局部放電，但此類檢測儀器在應(yīng)用中存在諸多缺點(diǎn):(1)檢測儀為手持式檢測儀，只有一個(gè)檢測通道，檢測效率低；(2)大量的開關(guān)柜需要定期檢測，檢測工作量巨大；(3)手持式檢測儀沒有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，不能方便地對比及查詢檢測的歷史信息；(4)單個(gè)檢測儀的價(jià)格貴，成本高；(5)對于不適宜檢測人員靠近的場合(如現(xiàn)場耐壓試驗(yàn))，手持式檢測設(shè)備不能適用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的之一是提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的開關(guān)柜局部放電TEV在線監(jiān)測系統(tǒng)，其能實(shí)現(xiàn)一路或多路無線檢測通道，從而大大提尚檢測效率。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的開關(guān)柜局部放電TEV在線監(jiān)測系統(tǒng)，其包括:
[0008]至少一個(gè)監(jiān)測終端，其對開關(guān)柜局部放電TEV信號進(jìn)行在線檢測并生成相應(yīng)的檢測數(shù)據(jù)；
[0009]TEV在線監(jiān)測系統(tǒng)管理中心，其與所述監(jiān)測終端之間通過無線自組織網(wǎng)絡(luò)連接；
[0010]所述監(jiān)測終端通過無線自組織網(wǎng)絡(luò)接收來自所述TEV在線監(jiān)測系統(tǒng)管理中心的控制指令，并根據(jù)該指令將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送至所述TEV在線監(jiān)測系統(tǒng)管理中心，所述TEV在線監(jiān)測系統(tǒng)管理中心接收來自所述監(jiān)測終端的檢測數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行分析以評估所述開關(guān)柜的絕緣狀況。
[0011]本發(fā)明所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的開關(guān)柜局部放電TEV在線監(jiān)測系統(tǒng)，其基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過無線自組織網(wǎng)絡(luò)，在一個(gè)或多個(gè)監(jiān)測終端與TEV在線監(jiān)測系統(tǒng)管理中心之間實(shí)現(xiàn)一路或多路無線檢測通道，從而大大提高檢測效率。本發(fā)明通過對多個(gè)監(jiān)測終端的統(tǒng)一管理和集中診斷，可以高效率地同時(shí)在線進(jìn)行大量開關(guān)柜的檢測工作，節(jié)省了大量的人力和時(shí)間；同時(shí)，具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，能方便地對比及查詢檢測的歷史信息；并且，監(jiān)測終端的成本比單個(gè)檢測儀要低，監(jiān)測終端數(shù)量越多，成本優(yōu)勢越明顯；對于不適宜檢測人員靠近的場合(如現(xiàn)場耐壓試驗(yàn))，手持式檢測設(shè)備不能適用，而本發(fā)明不存在這樣的問題。
[0012]進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的開關(guān)柜局部放電TEV在線監(jiān)測系統(tǒng)中，所述監(jiān)測終端包括:
[0013]信號模塊，其用于對開關(guān)柜局部放電TEV信號進(jìn)行在線檢測并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出；
[0014]存儲(chǔ)模塊，其用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；
[0015]第一通訊模塊，其用于數(shù)據(jù)通訊；
[0016]第一電源模塊，其用于電源供給；以及
[0017]第一中央處理單元，其與所述信號模塊、存儲(chǔ)模塊、第一通訊模塊以及第一電源模塊連接并對其進(jìn)行控制:控制所述第一通訊模塊接收來自所述TEV在線監(jiān)測系統(tǒng)管理中心的控制指令，并根據(jù)該指令控制所述信號模塊對開關(guān)柜局部放電TEV信號的在線檢測，接收其輸出的數(shù)字信號；控制所述存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)所述數(shù)字信號，生成檢測數(shù)據(jù)；將所述檢測數(shù)據(jù)通過無線自組織網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至所述TEV在線監(jiān)測系統(tǒng)管理中心。
[0018]上述方案中，監(jiān)測終端通過信號模塊對開關(guān)柜局部放電TEV信號進(jìn)行在線檢測，并通過存儲(chǔ)模塊生成相應(yīng)的檢測數(shù)據(jù)；通過第一通訊模塊實(shí)現(xiàn)監(jiān)測終端與TEV在線監(jiān)測系統(tǒng)管理中心之間的無線自組織網(wǎng)絡(luò)連接，并基于該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，包括所述檢測數(shù)據(jù)及控制指令的數(shù)據(jù)交換。
[0019]更進(jìn)一步地，上述基于物聯(lián)網(wǎng)的開關(guān)柜局部放電TEV在線監(jiān)測系統(tǒng)中，所述監(jiān)測終端還包括用戶界面，其包括與所述第一中央處理單元連接的顯示模塊和輸入模塊，用于數(shù)據(jù)的輸入和顯示，從而完成對監(jiān)測終端進(jìn)行參數(shù)設(shè)置(例如設(shè)置報(bào)警閾值、背景閾值、工頻周期(50hz或60hz)、工作模式(包含單次模式和連續(xù)模式)、增益控制(包含自動(dòng)增益控制和手動(dòng)增益控制)等等)。
[0020]上述方案中，顯示模塊通常是液晶顯示屏，輸入模塊通常是鍵盤，用于本發(fā)明與用戶之間的人機(jī)交互。
[0021]更進(jìn)一步地，上述基于物聯(lián)網(wǎng)的開關(guān)柜局部放電TEV在線監(jiān)測系統(tǒng)中，所述信號模塊包括依次相連的:
[0022]傳感器，其用于檢測開關(guān)柜局部放電TEV信號并輸出；
[0023]放大模塊，其用于接收所述傳感器的輸出信號并對其進(jìn)行放大后輸出；以及
[0024]AD轉(zhuǎn)換模塊，其用于接收所述放大模塊的輸出信號并對其進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換后輸出。
[0025]在本技術(shù)方案中，放大模塊的放大倍數(shù)可以根據(jù)開關(guān)柜局部放電TEV信號的幅值通過算法自匹配，由第一中央處理單元計(jì)算和控制。
[0026]優(yōu)選地，上述基于物聯(lián)網(wǎng)的開關(guān)柜局部放電TEV在線監(jiān)測系統(tǒng)中，所述存儲(chǔ)模塊包括:SD卡。SD卡主要用于檢測數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。此外，存儲(chǔ)模塊還可包括如SRAM、EEPROM等存儲(chǔ)單元用于系統(tǒng)信息存儲(chǔ)。
[0027]優(yōu)選地，上述基于物聯(lián)網(wǎng)的開關(guān)柜局部放電TEV在線監(jiān)測系統(tǒng)中，所述第一通訊豐吳塊包括:
[0028]第一 ZigBee模塊，其與第一中央處理單元連接，該第一 ZigBee模塊用于ZigBee組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)所述無線自組織網(wǎng)絡(luò)連接。
[0029]更進(jìn)一步地，上述基于物聯(lián)網(wǎng)的開關(guān)柜局部放電TEV在線監(jiān)測系統(tǒng)中，所述第一通訊模塊還包括USB接口。
[0030]更進(jìn)一步地，上述基于物聯(lián)網(wǎng)的開關(guān)柜局部放電TEV在線監(jiān)測系統(tǒng)中，所述第一電源模塊包括:
[0031]儲(chǔ)能單元，其輸出電能；
[0032]電源管理單元，其與儲(chǔ)能單元連接，電源管理單元對所述儲(chǔ)能單元輸出的電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換分配，以提供適合所述監(jiān)測終端中各模塊電壓等級的電源。
[0033]在本技術(shù)方案中，儲(chǔ)能單元可以是電池或是本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員知曉的其他儲(chǔ)能元件。
[0034]優(yōu)選地，上述基于物聯(lián)網(wǎng)的開關(guān)柜局部放電TEV在線監(jiān)測系統(tǒng)中，所述第一中央處理單元包括:第一微處理器，其與所述信號模塊、存儲(chǔ)模塊、第一通訊模塊以及第一電源模塊分別連接。
[0035]上述方案中，第一微處理器可以是ARM芯片；第一中央處理單元還可包括CPLD (復(fù)雜可編程邏輯器件)芯片，由CPLD對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理后再由ARM芯片做進(jìn)一步處理，同時(shí)ARM芯片協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)硬件。
[0036]在本發(fā)明所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的開關(guān)柜局部放電TEV在線監(jiān)測系統(tǒng)中，所述監(jiān)測終端的數(shù)量可以設(shè)置為12個(gè)。
[0037]進(jìn)一步地，在本發(fā)明所