基于智能局部放电带电检测的开关柜大数据状态评估方法及系统与流程

本发明属于电力工程技术领域，具体涉及一种基于局部放电带电检测的开关柜状态评估方法及系统，适用于10kV及35kV开关柜带电检测及状态评估。

背景技术：

10kV及35kV开关柜是变电站向用户供电的重要设备，开关柜的安全稳定运行对供电的安全可靠性具有十分重要的作用。开关柜长期运行柜内元件受强电场、热效应、受潮凝露、灰尘等影响，会造成绝缘性能下降甚至恶化，产生局部放电，局部放电如不能及时发现，长期的累积效应会造成绝缘的进一步恶化，使缺陷扩大，最终造成绝缘击穿，影响开关柜安全运行。

采用带电检测手段能够及时发现开关柜局部放电缺陷，有效避免绝缘进一步恶化。目前国内外开关柜带电检测主要采用超声波法和暂态地电位法，但根据现场经验表明，两种检测方法对部分绝缘缺陷不够灵敏；开关柜带电检测缺少智能的检测手段，一般由检测人员手持检测仪器定期对开关柜开展检测，检测工作量大，数据处理工作繁琐，检测结果主要靠人为判断，对人员要求较高；单一的检测结果不能准确的对开关柜运行状态进行评估。因此需要采用多种检测方法相结合，采用智能检测手段，收集开关柜运行状态及检测信息，建立开关柜运行分析系统，综合分析开关柜缺陷严重程度，给出科学的运行风险程度评估。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是：针对现有技术的上述问题，提供一种基于现场智能局部放电带电检测的开关柜大数据状态评估方法及系统。该系统能够采用智能检测手段，实时采集检测数据，经过设备状态评估单元，结合开关柜整体运行状态及历史检测数据，综合分析开关柜运行风险程度。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种基于智能局部放电带电检测的开关柜大数据状态评估方法，步骤包括：将各站开关柜运行状态及检修信息录入到设备状态评估单元，现场在每面开关柜贴上二维码，使用智能巡检机器人进行普测时，扫描二维码获得开关柜信息，将检测的该开关柜各信号数据通过信号传输单元上传至设备状态评估单元，自动按照报告模板存储数据，生成检测报告，设备状态评估单元对异常检测数据进行综合分析诊断，分析识别局部放电类型及严重程度，将识别结果通过无线传输至移动终端，发出报警信号，提示专业人员开展下一步诊断工作，采用局部放电定位单元并将定位结果传输至设备状态评估单元进行综合分析，结合开关柜运行和检修数据等大数据分析，对开关柜的风险程度进行评估。

本发明提供一种基于智能局部放电带电检测的开关柜大数据状态评估系统，包括包括智能巡检单元、局放诊断及定位单元、设备状态评估单元、智能终端、控制单元。所述设备状态评估单元包括通信单元、信号存储单元、特征信号提取单元、缺陷类型识别单元及设备缺陷严重程度分析单元。

优选地，所述现场智能巡检单元，包括智能检测机器人、局放信号采集单元，信号无线传输单元。所述智能检测机器人通过程序控制，能够按照特定路线及时间实现对开关柜的局部放电普测检测；所述局放信号采集单元将特高频传感器、超声波传感器、暂态地电位传感器及信号调理器集成在所述智能检测机器人上，实现对局放信号的采集；所述信号无线传输单元将所述局放信号采集单元采集到的局放信号数据通过4G网络传输至所述设备状态评估单元，并接收所述设备状态评估单元发送的信号用于控制所述智能检测机器人的启停及操作。

优选地，所述现场使用智能巡检机器人进行普测，每次检测时每面开关柜特高频、超声波、暂态地电位检测位置设定一致。

优选地，所述局放诊断及定位单元包括两个特高频天线、两个超声波传感器、信号调理发射器和局放定位仪。所述两个特高频天线和两个超声波传感器通过同轴电缆与所述信号调理发射器输入端相连，所述信号调理发射器输出端通过同轴电缆与所述局方定位仪相连。根据局放源的信号特征可以选择2路特高频信号实现电电定位，或者2路超声波信号实现声声定位，或者1路特高频信号与1路超声波信号实现电声定位。所述信号调理发射器通过4G网络与所述设备状态评估单元连接，发送所述局放诊断及定位单元采集的局放信号数据。

优选地，所述特高频天线的带宽为300M～1500MHz，灵敏度-65dBm；所述超声波传感器的带宽为10k～100kHz，中心频率40kHz。

优选地，所述两个特高频天线和两个超声波传感器通过同轴电缆与所述信号调理发射器输入端相连，所述信号调理发射器输出端通过同轴电缆与所述局方定位仪相连。所述同轴电缆的阻抗均为50欧姆，所述同轴电缆长度均一致，所述特高频天线、超声波传感器两者的特征阻抗均为50欧姆。

优选地，所述现场在每面开关柜贴上二维码，每面开关柜二维码张贴位置及高度一致。

优选地，所述移动终端便于携带，与所述设备状态评估单元通过4G网络连接，接收所述设备状态评估单元发送异常报警信息，输入开关柜实时运行状态。

本发明的有益效果是：

（1）本发明专利的智能巡检单元能够根据程序预设定自动开展开关柜局部放电带电检测，并及时上传检测数据，自动生成检测报告，极大的提高了开关柜带电检测巡检效率，减少了检测人员工作量；

（2）本发明专利所述智能巡检单元检测数据实时上传所述设备状态评估单元，所述设备状态评估单元结合典型缺陷数据特征分析检测数据，自动判断缺陷类型，自动发送报警信息至所述移动终端，能够及时发现开关柜放电缺陷，有利于检测人员及时开展诊断测试工作，提高开关柜运行稳定性；

（3）本发明专利所述设备状态评估单元根据缺陷定位结果、开关柜运行状态、检修信息及历次检测数据综合分析开关柜缺陷严重程度，综合评估开关柜运行风险，避免单一检测数据评估的不足。

（4）本发明专利具有智能化水平高、局放检测灵敏度好、风险评估准确度高的优点。为开关柜开展不停电检修提供有力的技术支持。

附图说明

图1为本发明实施例系统的主要框架结构示意图。

图2为本发明实施例系统的详细框架结构示意图。

图例说明：1-智能巡检单元；2-局部放电诊断及定位单元；3-设备状态评估单元；31-通信单元；32-信号存储单元； 33-特征信号提取单元；34-缺陷类型识别单元；35-设备严重程度分析单元；4-移动终端；5-控制单元。

具体实施方式

如图1所示，本实施例基于智能局部放电带电检测的开关柜大数据状态评估方法的步骤包括：将各变电站开关柜运行状态及检修信息录入到设备状态评估单元，现场在每面开关柜贴上二维码，使用智能巡检机器人进行普测时，扫描二维码获得开关柜信息，将检测的该开关柜各信号数据通过信号传输单元上传至设备状态评估单元，自动按照报告模板存储数据，生成检测报告，设备状态评估单元对异常检测数据进行综合分析诊断，分析识别局部放电类型及严重程度，将识别结果通过无线传输至移动终端，发出报警信号，提示专业人员开展下一步诊断工作，采用局部放电定位单元并将定位结果传输至设备状态评估单元进行综合分析，结合开关柜运行和检修数据等大数据分析，对开关柜的风险程度进行评估。

如图1所示，本实施例基于智能局部放电带电检测的开关柜大数据状态评估系统，包括包括智能巡检单元、局放诊断及定位单元、设备状态评估单元、智能终端、控制单元。

如图1所示，本实施例中所述智能巡检单元由智能检测机器人、局放信号采集单元，信号无线传输单元。所述智能检测机器人通过程序控制，能够按照特定路线及时间实现对开关柜的局部放电普测检测，所述智能巡检机器人上安装二维码识别软件，通过识别开关柜上张贴二维码达到识别被测开关柜的目的；所述局放信号采集单元将特高频传感器、超声波传感器、暂态地电位传感器及信号调理器集成在所述智能检测机器人上，所述智能检测机器人根据预先设定的程序，按照规定的时间及路线，在开关柜上固定位置分别开展特高频、超声波及暂态地电位检测，实现对局放信号的采集；所述信号无线传输单元将所述局放信号采集单元采集到的局放信号数据及开关柜内在线测温装置测试信号通过4G网络传输至所述设备状态评估单元，并接收所述设备状态评估单元发送的信号用于控制所述智能检测机器人的启停及操作。

如图2所示，本实施例中所述设备状态评估单元包括通信单元、信号存储单元、特征信号提取单元、缺陷类型识别单元及设备缺陷严重程度分析单元。所述通信单元接收所述智能检测单元检测数据信号，将检测数据存储至所述信号存储单元中该编号开关柜数据库中；所述特征信号提取单元对检测数据进行检波和去噪处理，提取检测信号的特征信号；由所述缺陷类型识别单元对特征信号与典型缺陷信号特征进行对比，进行缺陷类型识别；由所述设备缺陷严重程度分析单元根据缺陷类型初步分析缺陷严重程度；将分析结果通过所述通信单元发送至所述移动终端，提醒管理或检测人员开展进一步检测及定位分析。

所述控制单元包括输入单元和显示界面，用于和所述设备状态评估单元进行人机交互，输入开关柜运行数据、检修信息和历史检测数据，远程控制所述智能巡检单元启停和操作，检测数据的实时波形图及分析处理结果可以通过显示界面实时显示。

本实施例中，所示移动终端由管理或检测人员持有，接收所述设备状态评估单元发送开关柜带电检测结果，便于安排进一步检测及定位。

如图1所示，本实施例中所述局放诊断及定位单元包括两个特高频天线、两个超声波传感器、信号调理发射器和局放定位仪。所述两个特高频天线和两个超声波传感器通过同轴电缆与所述信号调理发射器输入端相连，所述信号调理发射器输出端通过同轴电缆与所述局方定位仪相连。根据局放源的信号特征可以选择2路特高频信号实现电电定位，或者2路超声波信号实现声声定位，或者1路特高频信号与1路超声波信号实现声电定位。所述信号调理发射器通过4G网络与所述设备状态评估单元连接，发送所述局放诊断及定位单元采集的局放信号数据。

本实施例中所述信号调理发射器由低噪声放大器、模数转换器和无线通信单元组成。

本实施例中所述特高频天线的带宽为300M～1500MHz，灵敏度-65dBm；所述超声波传感器的带宽为10k～100kHz，中心频率40kHz；所述暂态地电压电容传感器的带宽为3M～100MHz。所述两个特高频天线和两个超声波传感器通过同轴电缆与所述信号调理发射器输入端相连，所述信号调理发射器输出端通过同轴电缆与所述局方定位仪相连。所述同轴电缆的阻抗均为50欧姆，所述同轴电缆长度均一致，所述特高频天线、超声波传感器两者的特征阻抗均为50欧姆。

本实施例中，射频电缆的驻波比小于1.2，射频电缆两端均为N-50型接头，带宽0~3000MHz，可以最大限度降低对采集到信号的抑制。

本实施例中，所示局放诊断及定位单元检测数据及定位结果通过4G网络传输至所述设备状态评估单元，由所述设备状态评估单元结合开关柜运行数据、检修信息和历史检测数据综合分析，给出开关柜缺陷严重程度及检修建议。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。