一种基于高频传感的GIS局部放电在线检测仪的制作方法

文档序号：20613482发布日期：2020-05-06 19:51阅读：212来源：国知局

本发明涉及计算机，是一种基于高频传感的gis局部放电在线检测仪。

背景技术：

gis设备具有运行可靠性高、维护方便，占地面积小等优点而越来越得到广泛的应用。设备在现场安装后,进行耐压试验，验证其运输和安装过程中是否受损以及检查其重新组装的正确性。经过验收投运的gis设备，总的来说运行情况是良好的。然而运行经验表明，gis设备内存在的一些缺陷，最初可能无害，也不容易发现，但随着运行年限的延长，在开关操作震动和静电力作用下，异物碎屑的移动或是绝缘的老化等可能产生局部的放电现象，以致最终发展为击穿放电事故，需要停电检修设备，造成很大的经济损失。gis电压等级越高，停电造成的损失越大。

实际运行中需要一种对gis设备进行检测的有效手段,能及早发现gis设备设备内部的绝缘故障，使得gis的检修工作能有计划地进行，缩短检修时间和节省检修费用，从而提高gis运行可靠性。为此，开展了对gis故障检测的研究工作。

局部放电检测是电力设备绝缘状态诊断的重要方法。gis设备的故障涉及绝缘、过热、开关操作等引起的快速暂态过电压、绝缘老化、密封性变差等方面。gis设备设备在制造、使用过程中均可能使gis内部有电极表面脏污、毛刺、自由粒子、接触不良引起浮电位等缺陷。上述缺陷导致gis在高电压电场下造成内部电场畸变，畸形电场发展到一定程度，便形成gis内的局部放电，其可视为设备绝缘故障的先兆，因此检测设备内部的局部放电情况可以判断内部将发生绝缘故障的可能性。在gis局部放电检测中，超高频(uhf)法是近年来发展起来的一项新技术。它通过测量gis在运行电压下内部绝缘隐患辐射的电磁波来判断gis内是否发生局部放电。

gis设备的现场试验用于发现和消除运输和安装等因素可能导致gis内的绝缘故障隐患。一般是将设备分成几部分进行，以减小试验时的容性负载，从而限制击穿时的放电量。现场试验一般主要是耐压试验，但为提高其发现绝缘缺陷的有效性和降低其可能损害正常绝缘等副作用，局部放电检测是十分重要和有效的。

即使现场试验可以发现一部分包括绝缘隐患在内的缺陷，但从实际运行情况来看，gis设备设备绝缘隐患导致的故障仍有部分发生在设备投入运行后，尤其是在刚投入运行后的一段时间内，因此局部放电检测对及时发现故障是十分必要的。

gis设备内发生局部放电时，伴随有各种现象出现，如气体分解、光辐射、声振动、高频电磁波的激发等，这些表征现象均可用于gis局部放电的检测。按工作原理，局放检测可分为电及非电方法，后者如化学方法、光学方法、机械方法等，和前者如外贴电极法、测接地线电流法等均有不足之处，或局部放电信号识别可靠性不高，或灵敏度低、抗干扰性差，实用效果还无法让现场操作人员满意。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的缺点，提供一种基于高频传感的gis局部放电在线检测仪。

本发明解决技术问题的方案是：一种基于高频传感的gis局部放电在线检测仪，其特征是：它包括检测仪主体、uhf体外传感器和主控电脑，所述检测仪主体的接收端与uhf体外传感器的输出端单向信号连接，uhf体外传感器位于gis的外壳的绝缘缝隙处、其信号输入端朝向gis外壳的绝缘缝隙，所述主控电脑与检测仪主体双向信号连接。

所述检测仪主体包括外壳、微处理器、滤波电路、检波电路、增益电路、a/d采集模块、a/d驱动模块、fifo模块、方波发生模块、倍频器。

所述uhf传感器的结构如图2所示，它包含感应器、uhf放大电路和脉冲整形电路。感应器接收局部放电的电磁脉冲信号，经过uhf放大电路放大，在bnc端口输出局部放电的uhf脉冲信号。

超高频传感器：用于捕捉放电产生的电磁波形；

滤波电路：将传感器的信号限制在0.3-3ghz这一频段，避开其他如电晕干扰等；

检波电路：将一次放电中的多个脉冲形成包络曲线；

增益电路：补偿在滤波和检波电路中的信号衰减；

a/d采集模块：由于信号是ns级别的，而采集芯片最快只能达到400mhz的采样频率，因此采用3个a/d一起并顺序延时采样，最终可达约1.05ghz的采样频率；

a/d驱动模块：和微处理器配合产生控制三个a/d的启动时序；

fifo模块：由于微处理器需要产生控制三个a/d的工作时序，无法再同时获取a/d的转换数据，因此a/d的转换数据先自动进入fifo(先入先出)进行缓存，并产生溢出标志给微处理器，由微处理器统一进行读取；

方波发生模块：发生一个500mhz的基准方波；

倍频器：产生a/d驱动模块的控制时序；

微处理器：嵌入式arm芯片lp2294，用于连接整个电路，并实现发生a/d工作时序、进行数据处理、控制液晶显示等功能；

本发明的有益效果是：

其gis局部放电在线检测仪，不仅可用于检修人员对多个gis站的设备进行例行检测，还可用于对某gis站进行长时间的自动在线监测，表征设备内部的绝缘状况，可以有效预防突发性事件，同时为gis设备的状态检修提供科学依据。

本项目开发的局部放电在线监测系统，克服了变电站的空间强烈电磁与静电干扰，不仅完善了gis设备内部绝缘状况监测的技术水平，同时拥有了完全自主的知识产权。

目前其他测量仪器的显示是测量的高频信号或者频谱图，对于现场值班工作人员准确判别放电或者类型是极其困难的。本项目采用独创的技术，将超高频传感器测量的高频信号进行包络处理，输出的是和电网工频对应的低频时域信号，而该低频信号和放电特征的对应关系已经通过放电实验给与了充分的论证，这给现场人员对放电的观测带来了极大的方便。

附图说明

图1为本发明的gis局部放电体外uhf传感原理图；

图2为本发明的uhf传感器结构框图；

图3为检测仪的硬件框图；

图4为检测仪的整体程序流程图；

图5为实验仪及测量原理。

1.水电阻2.螺旋密封仪3.导电杆4.支撑绝缘板，5.支撑仪6.环氧树脂板7.抽气及灌气处8.密封圈9.气压表10.传感器,11盘式绝缘子，12感应器，13gis外壳。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

参照图1～5，实施例1，一种基于高频传感的gis局部放电在线检测仪，其特征是：它包括检测仪主体、uhf体外传感器和主控电脑，所述检测仪主体的接收端与uhf体外传感器的输出端单向信号连接，uhf体外传感器位于gis的外壳的绝缘缝隙处、其信号输入端朝向gis外壳的绝缘缝隙，所述主控电脑与检测仪主体双向信号连接。