一种适用于智能高压开关柜的绝缘状态监测装置的制造方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及高压开关柜智能化的技术研究、设备设计及生产应用领域，涉及一种适用于智能高压开关柜的绝缘状态监测装置。
【【背景技术】】
[0002]高压开关柜及环网柜是电网中的重要设备，安装量很大，其安全运行直接关系到用户用电的可靠性。在国家建设智能电网、提高电网供电可靠性的政策及商业背景下，研发智能开关柜安全运行及设计相关技术具有重要的意义。
[0003]高压开关柜及环网柜中常见的是绝缘故障。绝缘故障多是制造中或安装运行中造成的绝缘缺陷所致。及时发现这些潜在绝缘缺陷的方法之一是测量缺陷处发生的局部放电。在过去几年中，国内外电力部门都采用英国EA Technology公司生产的手持式局部放电检测仪，通过在开关柜或环网柜外部监测局部放电产生的暂态地电波(TEV)信号来诊断开关柜的绝缘状态。该方法经过实际应用验证有效，但是也有诸多不足:I)耗费过多的时间和人力资源;2)由于只能短时测试，漏检的情况时有发生;3)外部电磁干扰存在的情况下，误判的情况时有发生。
[0004]鉴于当前国内外应用和技术现状，迫切需要一种能够弥补现有技术的不足，为相关设备生产企业提供了一种直接嵌入高压开关柜或环网柜中，简单、经济、安全的开关柜绝缘状态智能化监测装置。
【【实用新型内容】】
[0005]本实用新型一种适用于智能高压开关柜的绝缘状态监测装置，可以带电监测并诊断开关柜中是否存在局部放电。装置具有简单、经济、安全的特点，能够安装在开关柜的内部，长期工作，抗干扰能力强，在智能开关柜的研究、设计及生产应用领域都具有应用前景。
[0006]本实用新型一种适用于智能高压开关柜的绝缘状态监测装置，包括电磁波的测量单元、信号调理单元及采集和分析单元，电磁波的测量单元安装在高压开关柜母线室的底板上，信号调理单元及采集和分析单元安装在仪表室的面板上，测量单元包括有偶极子单元，开关柜母线室内的局部放电辐射的电磁信号以及其他小室内的信号被该偶极子单元拾取。
[0007 ]进一步地，偶极子单元为电容性偶极子单元。
[0008]进一步地，测量单元和信号调理单元通过信号传输线连接，信号传输线沿着开关柜的柜体角落和弱电线槽走线。
[0009]进一步地，电磁波的测量单元主要由球形振子、电容性偶极子单元、BNC接头和接地外壳组成，球形振子和偶极子单元相互连接成一个整体并和BNC接头相连，共同安装于接地外壳的上表面。
[0010]进一步地，球形振子由导电材料制造，偶极子单元是和球形振子相同的材料制成。[0011 ]进一步地，接地外壳由导电材料制成，厚度不超过5mm，采用非封闭的倒U型结构。
[0012]进一步地，信号调理单元主要由放大单元、低通滤波器、高通滤波器和屏蔽盒组成，放大单元、低通滤波器和高通滤波器依次收尾连接，并安装在屏蔽盒内。
[0013]进一步地，信号调理单元主要由高速运算放大器和电阻电容构成，放大倍数不低于20倍，带通滤波器通带低频截止频率不低于1MHz，不高于10MHz，高频截止频率不低于IGHz，不高于 2GHz。
[0014]进一步地，采集和分析单元主要由数据采集卡和上位机组成。
[0015]与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果:本实用新型测量单元安装在高压开关柜的母线室的底板上，这样，当母线室内发生局部放电辐射的电磁波时，就会被测量单元的偶极子拾取，从而对绝缘状态进行监测。
【【附图说明】
】
[0016]以上所述仅是本实用新型方案概述，为了更清楚说明本实用新型的技术手段，以下结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作详细说明。
[0017]图1为本实用新型一种适用于智能高压开关柜的绝缘状态监测装置的系统构成图。
[0018]图2为本实用新型一种适用于智能高压开关柜的绝缘状态监测装置电磁波的测量单元的结构示意图。
[0019]图3为本实用新型一种适用于智能高压开关柜的绝缘状态监测装置信号调理单元及采集和分析单元的结构示意图。
[0020]图4为本实用新型在高压开关柜内的安装结构示意图。
【【具体实施方式】】
[0021]如图1所示，本实用新型提供了一种适用于智能高压开关柜的绝缘状态监测装置，可用于监测智能开关柜及环网柜中由于内部潜在缺陷产生的局部放电。此装置主要包括以下单元:电磁波的测量单元11、信号调理单元12及采集和分析单元13。其中，电磁波的测量单元采用电容性偶极子结构，其输出信号经过信号调理单元的滤波和放大处理后传输到信号采集与分析单元，完成局部放电强度的评估。本实用新型能够直接嵌入高压开关柜或环网柜中，为相关设备生产企业提供了一种简单、经济、安全的开关柜绝缘状态智能化监测设备。
[0022]如图2所示，所述电磁波的测量单元11主要由球形振子21、电容性偶极子单元22、BNC接头23和接地外壳24组成。
[0023]球形振子21由导电很好的金属制成，直径为4_。电容性偶极子单元22是底面直径为2mm，高度为25mm并且材料和球形振子21相同的圆柱体。球形振子21和电容性偶极子单元22相互连接成一个整体并和BNC接头23相连，共同安装于接地外壳24的上表面。
[0024]接地外壳24由导电性能良好的镀铝锌板制成，厚度不超过5mm，采用非封闭的倒U
型结构。
[0025]如图3所示，信号调理单元12主要由放大单元31、低通滤波器32、高通滤波器33和屏蔽盒34组成。放大单元31、低通滤波器32和高通滤波器33依次相连，安装在屏蔽盒34内。
[0026]信号调理单元12的低通滤波器32和高通滤波器33均由电阻和电容构成，带通滤波器通带低频截止频率不低于1MHz，不高于10MHz，高频截止频率不低于IGHz，不高于2GHz ；所述放大单元31的放大倍数不低于20倍。
[0027]采集和分析单元13主要由数据采集卡35和上位机36组成。
[0028]如图4所示是本实用新型的一个实施例。电磁波的测量单元11安装在高压开关柜母线室42的底板上，信号传输线(3沿着柜体角落和弱电线槽一起走线，最后将信号传送到位于仪表室面板的信号调理单元12及采集和分析单元13。开关柜母线室局部放电辐射的电磁信号可以直接被偶极子单元拾取，其它小室内的信号会沿着开关等载流导体传播到母线室，间接被偶极子单元拾取，实现了开关柜内所有设备绝缘状态的全面覆盖。
[0029]采用以上设计后，本实用新型至少具有如下优点:
[0030]1、本实用新型中的装置与所有高压部分电气隔离，直接安装在开关柜壳体上，处于地电位，高低压之间具有高绝缘强度，能够保障操作人员的安全。
[0031]2、本实用新型体积小，重量轻，易于安装人员携带，现场施工方便。
[0032]3、本实用新型装置不仅能够长期监测开关柜中是否存在局部放电，还能够判断局部放电的性质，相关信息为检修时间的安排及危险性评估都提提供了依据。
【主权项】
1.一种适用于智能高压开关柜的绝缘状态监测装置，其特征在于:包括电磁波的测量单元(11)、信号调理单元(12)及采集和分析单元(13)，所述电磁波的测量单元安装在高压开关柜母线室的底板上，所述信号调理单元及采集和分析单元安装在仪表室的面板上，所述测量单元包括有偶极子单元，开关柜母线室内的局部放电辐射的电磁信号以及其他小室内的信号被该偶极子单元拾取。2.根据权利要求1所述的一种适用于智能高压开关柜的绝缘状态监测装置，其特征在于:所述偶极子单元为电容性偶极子单元。3.根据权利要求1所述的一种适用于智能高压开关柜的绝缘状态监测装置，其特征在于:所述测量单元和信号调理单元通过信号传输线(43)连接，所述信号传输线沿着开关柜的柜体角落和弱电线槽走线。4.根据权利要求1所述的一种适用于智能高压开关柜的绝缘状态监测装置，其特征在于:所述电磁波的测量单元(11)主要由球形振子(21)、电容性偶极子单元(22)、BNC接头(23)和接地外壳(24)组成，所述球形振子(21)和偶极子单元(22)相互连接成一个整体并和BNC接头(23)相连，共同安装于接地外壳(24)的上表面。5.根据权利要求4所述的一种适用于智能高压开关柜的绝缘状态监测装置，其特征在于:所述球形振子(21)由导电材料制造，所述偶极子单元(22)是和球形振子(21)相同的材料制成。6.根据权利要求4所述的一种适用于智能高压开关柜的绝缘状态监测装置，其特征在于:所述接地外壳(24)由导电材料制成，厚度不超过5_，采用非封闭的倒U型结构。7.根据权利要求1所述的一种适用于智能高压开关柜的绝缘状态监测装置，其特征在于:所述信号调理单元(12)主要由放大单元(31)、低通滤波器(32)、高通滤波器(33)和屏蔽盒(34)组成，所述放大单元(31)、低通滤波器(32)和高通滤波器(33)依次连接，并安装在屏蔽盒(34)内。8.根据权利要求1所述的一种适用于智能高压开关柜的绝缘状态监测装置，其特征在于:所述信号调理单元(12)主要由高速运算放大器和电阻电容构成，放大倍数不低于20倍，带通滤波器通带低频截止频率不低于1MHz，不高于10MHz，高频截止频率不低于IGHz，不高于2GHz。9.根据权利要求1所述的一种适用于智能高压开关柜的绝缘状态监测装置，其特征在于:所述采集和分析单元(13)主要由数据采集卡(35)和上位机(36)组成。
【专利摘要】本实用新型关于一种适用于智能高压开关柜的绝缘状态监测装置，可用于监测智能开关柜及环网柜中由于内部潜在缺陷产生的局部放电。此装置主要包括以下单元，电磁波的测量单元、信号调理单元及采集和分析单元。其中，电磁波的测量单元采用电容性偶极子结构，其输出信号经过信号调理单元的滤波和放大处理后传输到信号采集与分析单元，完成局部放电强度的评估。本实用新型能够直接嵌入高压开关柜或环网柜中，为相关设备生产企业提供了一种简单、经济、安全的开关柜绝缘状态智能化监测设备。
【IPC分类】G01R31/12
【公开号】CN205384347
【申请号】CN201521099130
【发明人】郑建康, 杨晓宇, 郑雷, 李洪杰, 孙浩杰, 何维晟
【申请人】国网陕西省电力公司西安供电公司, 西安交通大学
【公开日】2016年7月13日
【申请日】2015年12月25日