一种用于GIS和电缆设备的高电位局部放电检测装置及系统的制作方法

一种用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测装置及系统
技术领域
1.本实用新型涉及电气设备技术领域，具体而言，涉及一种用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测装置及系统。


背景技术：

2.气体绝缘组合电器(gas
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insulated substation，简称gis)和高压电缆是重要的输变电设备，与电力系统供电可靠性紧密相连。为了提前发现新安装的gis和电缆设备中可能存在的安装和制造工艺缺陷，按照规程要求均要进行耐压试验。但是大量实际经验表明，即使gis和电缆设备通过了耐压试验，在实际运行时仍然可能由于内部的绝缘缺陷造成设备击穿闪络。这主要是因为这些潜伏性缺陷在耐压试验时，还不足以引起设备绝缘闪络，在运行过程中进一步恶化，最终导致了设备击穿。
3.虽然这些缺陷在耐压时没有引起设备击穿，但是这些缺陷将激发出明显的局部放电。因此如果在gis和电缆耐压时能进行局部放电检测，将可能提前发现设备中存在的潜伏性缺陷。
4.目前针对gis和电缆主要采用的是特高频和超声波检测方法，由于耐压时现场干扰较多，使用效果不佳，并且无法对局部放电缺陷进行定量分析。由于高压试验系统不是无局放电源，采用传统方式的脉冲电流法，干扰也比较大。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测装置及系统，其能够提高局部放电检测的准确性，有利于发现gis 和电缆设备中的潜伏性缺陷。
6.本实用新型的实施例是这样实现的：
7.第一方面，本实用新型提供一种用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测装置，用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测装置包括金属屏蔽体、放大滤波单元、同步单元、采样单元以及两个检测阻抗；检测阻抗、放大滤波单元、同步单元及采样单元均容置于金属屏蔽体内；
8.两个检测阻抗的输入端分别与被测设备的两相电连接，且两个检测阻抗均用于感应被测设备的脉冲电流；放大滤波单元与两个检测阻抗的输出端电连接，放大滤波单元用于接收检测阻抗输出的局部放电脉冲电流并对局部放电脉冲电流进行放大去噪；同步单元与其中一个检测阻抗的输入端电连接，同步单元用于传感工频电流信号，并获取工频相位信息；采样单元与同步单元及放大滤波单元电连接，采样单元用于接收放大滤波单元输出的放电脉冲电流信号和同步单元输出的同电压信号，并输出检测信号。
9.在可选的实施方式中，用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测装置还包括与金属屏蔽体连接的第一金属连接部位及第二金属连接部位，第一金属连接部位及第二金属连接部位均位于金属屏蔽体外；
10.第一金属连接部位及第二金属连接部位分别与两个检测阻抗的输入端电连接，并
用于与被测设备电连接。
11.在可选的实施方式中，用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测装置还包括与金属屏蔽体连接的第三金属连接部位，第三金属连接部位位于金属屏蔽体外；
12.第三金属连接部位用于与高压加压单元电连接。
13.在可选的实施方式中，采样单元支持通道阈值触发模式，采样单元的采样率不低于10ms/s，带宽不低于2mhz，内存不低于1gb。
14.在可选的实施方式中，用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测装置还包括通讯单元，通讯单元与采样单元电连接，通讯单元用于与检测后台通信。
15.在可选的实施方式中，金属屏蔽体开设有安装孔；
16.通讯单元为无线通信模块，无线通信模块的天线容置于安装孔内。
17.在可选的实施方式中，安装孔内填充有环氧树脂。
18.在可选的实施方式中，用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测装置还包括供电单元，供电单元与放大滤波单元、采样单元和通讯单元电连接。
19.在可选的实施方式中，采样单元具备三个输入通道，其中一个输入通道用于接入同步单元输出的同电压信号，另外两个输入通道用于接入放大滤波单元输出的两个局部放电脉冲电流信号。
20.第二方面，本实用新型提供一种用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测系统，用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测系统包括检测后台、高压加压单元以及上述的用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测装置；
21.用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测装置的第一金属连接部位及第二金属连接部位分别与被测设备的两相连接，第三金属连接部位与高压加压单元电连接；
22.检测后台与采样单元通信连接，检测后台用于接收并分析采样单元输出的检测信号。
23.本实用新型实施例的有益效果包括：
24.该用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测装置包括金属屏蔽体、放大滤波单元、同步单元、采样单元以及两个检测阻抗；其中，检测阻抗、放大滤波单元、同步单元及采样单元均容置于金属屏蔽体内；而两个检测阻抗的输入端分别与被测设备的两相电连接，且两个检测阻抗均用于感应被测设备的脉冲电流；放大滤波单元与两个检测阻抗的输出端电连接，放大滤波单元用于接收检测阻抗输出的局部放电脉冲电流并对局部放电脉冲电流进行放大去噪；同步单元与其中一个检测阻抗的输入端电连接，同步单元用于传感工频电流信号，并获取工频相位信息；采样单元与同步单元及放大滤波单元电连接，采样单元用于接收放大滤波单元输出的放电脉冲电流信号和同步单元输出的同电压信号，并输出检测信号。由此，该用于 gis和电缆设备的高电位局部放电检测装置能够在进行对设备进行局部放电检测的过程中，通过两个检测阻抗能够提高用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测装置的抗干扰能力，从而降低在耐压测试时，局部放电测试对电源局部放电水平的要求，进而能够提高局部放电检测的准确性，有利于发现gis和电缆设备中的潜伏性缺陷。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用
的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
26.图1为本实用新型实施例中用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测系统的结构示意图；
27.图2为本实用新型实施例中用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测装置的结构示意图。
28.图标:100
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用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测系统；200
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检测后台；300
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高压加压单元；400
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用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测装置；500
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被测设备；410
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金属屏蔽体；420
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放大滤波单元；430
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同步单元；440
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采样单元；450
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检测阻抗；461
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第一金属连接部位；462
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第二金属连接部位；463
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第三金属连接部位；470
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通讯单元；480
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供电单元。
具体实施方式
29.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
30.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
31.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
32.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
34.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.请参照图1及图2，图1示出了本实用新型实施例中用于gis和电缆设备的高电位局
部放电检测系统的结构，图2示出了本实用新型实施例中用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测装置的结构；本实施例提供一种用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测系统100，用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测系统100包括检测后台200、高压加压单元300以及用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测装置400；该用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测系统100能够在进行对被测设备500(gis和电缆设备)进行局部放电检测的过程中，通过用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测装置400能够提高抗干扰能力，从而降低在耐压测试时，局部放电测试对电源局部放电水平的要求，进而能够提高局部放电检测的准确性，有利于发现被测设备500中的潜伏性缺陷。
36.具体的，用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测装置400包括金属屏蔽体410、放大滤波单元420、同步单元430、采样单元440以及两个检测阻抗450；检测阻抗450、放大滤波单元420、同步单元430及采样单元440均容置于金属屏蔽体410内；
37.两个检测阻抗450的输入端分别与被测设备500的两相(即图1和2 中的a相及b相)电连接，且两个检测阻抗450均用于感应被测设备500 的脉冲电流；放大滤波单元420与两个检测阻抗450的输出端电连接，放大滤波单元420用于接收检测阻抗450输出的局部放电脉冲电流并对局部放电脉冲电流进行放大去噪；同步单元430与其中一个检测阻抗450的输入端电连接，同步单元430用于传感工频电流信号，并获取工频相位信息；采样单元440与同步单元430及放大滤波单元420电连接，采样单元440 用于接收放大滤波单元420输出的放电脉冲电流信号和同步单元430输出的同电压信号，并输出检测信号。
38.并且，用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测装置400还包括与金属屏蔽体410连接的第一金属连接部位461、第二金属连接部位462及第三金属连接部位463，第一金属连接部位461及第二金属连接部位462均位于金属屏蔽体410外；第一金属连接部位461及第二金属连接部位462分别与两个检测阻抗450的输入端电连接，并用于与被测设备500电连接。第三金属连接部位463位于金属屏蔽体410外；第三金属连接部位463用于与高压加压单元300电连接。
39.用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测装置400的第一金属连接部位461及第二金属连接部位462分别与被测设备500的两相连接，第三金属连接部位463与高压加压单元300电连接；检测后台200与采样单元 440通信连接，检测后台200用于接收并分析采样单元440输出的检测信号。
40.请参照图1及图2，该用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测系统 100的工作原理是：
41.该用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测系统100包括检测后台 200、高压加压单元300以及用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测装置400；其中，用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测装置400的第一金属连接部位461及第二金属连接部位462分别与被测设备500的两相连接，而用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测装置400的第三金属连接部位463与高压加压单元300电连接；由于第一金属连接部位461及第二金属连接部位462分别与两个检测阻抗450的输入端电连接，且两个检测阻抗450均用于感应被测设备500的脉冲电流；
42.由此，当高压加压单元300对被测设备500进行耐压测试时，通过两个检测阻抗450能够实现被测设备500在耐压阶段的局部放电脉冲电流检测，随后通过放大滤波单元420、
同步单元430、采样单元440及检测后台 200的分析处理从而更加有效地发现设备中的潜伏性缺陷。需要说明的是，采用该用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测系统100的用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测装置400，当电源存在局部放电时，两个检测阻抗450所检测到的信号幅值近似相同，极性也相同；当试品中存在局部放电时，两个检测阻抗450所检测到的信号幅值近似相同，极性相反。通过该信号特点可提高抗干扰能力，降低耐压时测局部放电对电源局部放电水平的要求。
43.请参照图1及图2，在本实施例中，检测阻抗450采用铁芯绕制的局部放电脉冲电流传感阻抗，一次绕组的输入端与金属连接部位相连，另一端与金属屏蔽体410相连，二次信号输出与放大滤波单元420相联。
44.在本实施例中，放大滤波单元420与两个检测阻抗450的输出端电连接，放大滤波单元420用于接收检测阻抗450输出的局部放电脉冲电流并对局部放电脉冲电流进行放大去噪；放大滤波单元420接入两路检测阻抗 450的信号输出，放大滤波的频带为20khz～2mhz，增益为50db。
45.在本实施例中，同步单元430与其中一个检测阻抗450的输入端电连接，同步单元430用于传感工频电流信号，并获取工频相位信息；并且同步单元430采用罗氏线圈，卡在检测阻抗450与金属连接部位的金属连接线上。
46.在本实施例中，采样单元440与同步单元430及放大滤波单元420电连接，采样单元440用于接收放大滤波单元420输出的放电脉冲电流信号和同步单元430输出的同电压信号，并输出检测信号。并且采样单元440 支持通道阈值触发模式，采样单元440的采样率不低于10ms/s，带宽不低于2mhz，内存不低于1gb。采样单元440具备三个输入通道，其中一个输入通道用于接入同步单元430输出的同电压信号，另外两个输入通道用于接入放大滤波单元420输出的两个局部放电脉冲电流信号。
47.进一步地，请参照图1及图2，在本实施例中，用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测装置400还包括通讯单元470，通讯单元470与采样单元440电连接，通讯单元470用于与检测后台200通信。在设置通讯单元 470时，本实施例中的通讯单元470可以为无线通信模块，为便于安装无线通信模块，故金属屏蔽体410开设有安装孔，无线通信模块的天线容置于安装孔内。为避免金属屏蔽体410内的结构受到外界的干扰，故，安装孔内填充有环氧树脂。
48.需要说明的是，为避免金属屏蔽体410内的结构受到外界的干扰，故在金属屏蔽体410与第一金属连接部位461之间及金属屏蔽体410第二金属连接部位462采用了环氧树脂进行绝缘处理，环氧树脂形成环状绝缘结构，并且在其中间留有圆孔用于供第一金属连接部位461及第二金属连接部位462与检测阻抗450进行金属连接。
49.进一步地，请参照图1及图2，在本实施例中，用于gis和电缆设备的高电位局部放电检测装置400还包括供电单元480，供电单元480与放大滤波单元420、采样单元440和通讯单元470电连接。供电单元480用于向放大滤波单元420和采样单元440提供电能。为降低外屏蔽外界的干扰，以及电源回路对局部放电试验的干扰，供电单元480以及通讯单元470均可容置于金属屏蔽体410内，以通过这样的方式，屏蔽电源回路对局部放电试验的干扰，进而提高局部放电检测的灵敏度，有效提高局部放电检测能力。
50.以上仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域
的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。