一种开关柜内部高压设备局部放电监测系统的制作方法

本实用新型涉及一种监测系统，具体为一种开关柜内部高压设备局部放电监测系统，属于电力设备应用技术领域。

背景技术：

市场上的10kv开关柜数量众多，其安全性直接影响到最终用户用电可靠性，目前对开关柜的运行情况缺乏有效实时监控手段，发生事故时，无法进行及时处理，可能引发停电事故，危及城市电网安全；国内外企业研究应用局部放电在线监测，多是以高电压等级的变压器（110KV以上）、GIS、电抗器、高压电缆为主，但是这种监测一般采用工控机加高速数据采集卡的技术方案，成本比较高,市场价格高昂，不利于大规模推广，虽然国外已经实现开关柜局部放电监测有较为典型的两种产品，第一种是通过检测伴随局部放电而产生的电磁波辐射，并确定现场局部放电的实际检测频率，采用多路复用模块(MUX)后，单套PD-RD300A装置可扩展为16通道局放监测，但是该型产品数据采集方式为轮询采集，各个开关柜所采集的局放数据不是同时采集到的，无法横向比较。没有国际标准支持，标定比较困难；第二种是采用耦合电容传感器IPDS，安装在母线和地之间，主要监测开关柜的局部放电情况，分析软件可以定位以传感器为中心的局放分布情况，从而比较准确地检测到故障点位置，传感器配置数量和开关柜的排列有关，并且耦合电容传感器IPDS安装在高压侧母线和地之间,存在一定的安全隐患。因此，针对上述问题提出一种开关柜内部高压设备局部放电监测系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种开关柜内部高压设备局部放电监测系统。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的，一种开关柜内部高压设备局部放电监测系统，包括集中监测终端以及连接在集中监测终端一侧的远程监控终端，所述集中监测终端信号连接手机客户端；所述集中监测终端连接至显示屏，且显示屏与分析模块、信息转换模块并联；所述显示屏通过485总线连接至数据采集装置，且数据采集装置上设有信号处理模块、数字信号滤波模块、抗干扰模块和报警模块；所述数据采集装置分别连接至交流电源和HFCT传感器，并且HFCT传感器与数据采集装置串联；所述数据采集装置一端连接至交流电源，且交流电源内部设有隔离电源。

优选的，所述数据采集装置之间并联，且数据采集装置是一种内含一通道的高速采集卡、数据分析CPU，且具备多种工作模式的数据采集装置。

优选的，所述隔离电源是一种耦合极小的、通过电压保护及电源滤波器实现电源侧干扰隔离的隔离电源。

优选的，所述分析模块与信息转换模块之间单向连接。

优选的，所述集中监测终端与显示屏之间双向连接，且集中监测终端与远程监控终端之间双向连接。

优选的，所述HFCT传感器是一种采用钳式穿心可开合式结构设计，外壳采用铝合金材料，外表采用氧化绝缘工艺处理的HFCT传感器。

本实用新型的有益效果是：该系统需具备多种工作模式，并具备可自主进行局放信号的模拟信号处理，模拟信号进行数字信号变换，数字信号的滤波、抗干扰算法计算、局放测量结果及报警信号的本地显示等功能传感器的响应频带符合开关柜现场局放信号耦合特性及具备抗干扰特性；传感器外形及安装方式适应大多数开关柜型号，基于嵌入式处理器的低成本局部放电采集装置，降低了监测成本，提高监测精度和系统的安全性，满足了开关柜局部放电在线监测领域的市场需求，开关柜局部放电在线监测系统能够实时监测开关柜在运行过程中的局部放电情况，可以及时对开关柜绝缘异常状态和放电性故障做出预警，实时掌握局放的发展趋势，为开关柜正常运行提供必要的指导数据，提高开关柜运行的可靠性、安全性和有效性，并且该监测系统可在开关柜出现严重故障前提前进行预警，进而防止故障的发生，每避免一次事故。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型结构HFCT传感器示意图。

图中：1、远程监控终端，2、集中监测终端，3、手机客户端，4、显示屏，5、HFCT传感器，6、数据采集装置，61、信号处理模块，62、数字信号滤波模块，63、抗干扰模块，64、报警模块，7、交流电源，71、隔离电源，8、分析模块，9、信息转换模块，10、485总线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2所示，一种开关柜内部高压设备局部放电监测系统，包括集中监测终端2以及连接在集中监测终端2一侧的远程监控终端1，所述集中监测终端2信号连接手机客户端3；所述集中监测终端2连接至显示屏4，且显示屏4与分析模块8、信息转换模块9并联；所述显示屏4通过485总线10连接至数据采集装置6，且数据采集装置6上设有信号处理模块61、数字信号滤波模块62、抗干扰模块63和报警模块64；所述数据采集装置6分别连接至交流电源7和HFCT传感器5，并且HFCT传感器5与数据采集装置6串联；所述数据采集装置6一端连接至交流电源7，且交流电源7内部设有隔离电源71。

作为本实用新型的一种技术优化方案，所述数据采集装置6之间并联，且数据采集装置6是一种内含一通道的高速采集卡、数据分析CPU，且具备多种工作模式的数据采集装置6，便于实现对脉冲电流传感器耦合的局放信号进行模拟信号处理，模拟信号进行数字信号变换，数字信号的滤波、抗干扰算法计算、必要时进行局放测量结果及报警信号的本地显示。

作为本实用新型的一种技术优化方案，所述隔离电源71是一种耦合极小的、通过电压保护及电源滤波器实现电源侧干扰隔离的隔离电源71，有利于保证EMC电磁兼容。

作为本实用新型的一种技术优化方案，所述分析模块8与信息转换模块9之间单向连接，可实现工作模式的转换。

作为本实用新型的一种技术优化方案，所述集中监测终端2与显示屏4之间双向连接，且集中监测终端2与远程监控终端1之间双向连接，便于控制和调节。

作为本实用新型的一种技术优化方案，所述HFCT传感器5是一种采用钳式穿心可开合式结构设计，外壳采用铝合金材料，外表采用氧化绝缘工艺处理的HFCT传感器5，实时感应1M-60MHz频带的信号，实现对局部放电信号的耦合。

本实用新型在使用时，当高压开关柜及其内部高压设备发生局放（局部放电）时，局部放电过程中往往伴随有脉冲电流、电磁波、超声波、光、臭氧、热等物理或化学现象以及相应的过程，我们检测时以脉冲电流、电磁波为主要的检测指标，高压开关柜及其内部高压设备发生局部放电时，高压电缆相对于高频放电信号来说等效于电容，因此放电信号会通过电缆及电缆接地线与大地形成回路，因此通过电缆接线上的HFCT传感器5可以耦合环网柜内的放电信号，高压开关柜局放监测装置通过HFCT传感器5采集高压母线上流动的高频脉冲电流信号，通过对信号特征分析，可确定高压开关柜及其内部高压设备是否有放电，及放电的严重程度，嵌入式局放数据采集装置6即可以独立对放电信号进行采集、分析、计算及结果显示，也可以与局放分析模块8组成系统统一工作；局放分析主机放置于供电局监控室，嵌入式局放数据采集装置6，HFCT局放传感器5放置在各个开关柜柜中，嵌入式局放数据采集装置6采用嵌入式方案设计，该装置内置数据采集、分析CPU,可就地对放电信号进行采集、分析、处理、计算，可以直接输出放电测量结果；该结果即可以就地显示，也可以通过MODBUS协议上传至后台数据服务器或者其他后台系统，嵌入式局放数据采集终端即可以独立工作，也可以通过485总线10进行组网，局放分析模块8可实现各个采集终端数据接收、显示、存储、对比分析，历史数据浏览报表打印等功能，实现环网柜及电缆终端接头局放实时在线监测，并实现故障报警。

该系统可以根据不用的应用场合、环境和需求，设计其具备以下三种不同工作模式：

模式一：嵌入式局放数据采集终端单机工作模式

在该工作模式下，每台嵌入式局放数据采集终端独立工作，终端自主进行局放信号的模拟信号处理，模拟信号进行数字信号变换，数字信号的滤波、抗干扰算法计算、局放测量结果及报警信号的本地显示

模式二：嵌入式局放数据采集终端单机工作+接入其他系统模式

在该工作模式下，每台嵌入式局放数据采集终端独立工作，终端自主进行局放信号的模拟信号处理，模拟信号进行数字信号变换，数字信号的滤波、抗干扰算法计算、局放测量结果及报警信号的本地显示，通过通过485总线，采用MODBUS协议将采集结果上送至其他监测系统。

模式三：嵌入式局放数据采集终端系统工作模式

在该工作模式下，每台嵌入式局放数据采集终端可以不带本地显示液晶屏，所有的数据采集受局放分析系统统一控制，由分析系统发出时间同步及数据采集指令，终端按照分析系统的指令进行局放信号的模拟信号处理，模拟信号进行数字信号变换，数字信号的滤波、抗干扰算法计算、初步计算结果通过485总线，采用MODBUS协议上送至分析监测系统，然后由分析监测系统对所有数据进行统一分析计算，确定局放产生的位置。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。