一种用于高压开关柜的局部放电在线监测的便携装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种用于高压开关柜的局部放电在线监测的便携装置，此装置主要由缝隙电磁波测量单元、滤波放大电路及数据采集和处理模块组成。其中，高频电磁波的测量单元采用非均匀电流的环形结构，其输出信号经过滤波和放大电路处理后传输到数据采集和处理模块，完成高压开关柜绝缘状态的评估。本实用新型测量的是高压开关柜从缝隙辐射出来的对称位置上的双极性磁场，具有很高的灵敏度和抗噪声的能力，对信号模块的采样频率要求较低，且结构简单、成本较低，在高压开关柜局部放电监测领域具有广泛的应用前景。
【专利说明】
一种用于高压开关柜的局部放电在线监测的便携装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种高压开关柜状态监测技术，特别涉及一种用于高压开关柜的局部放电在线监测的便携装置。
【【背景技术】】
[0002]高压开关柜和环网柜是配电网中重要的设备，目前已得到了广泛应用。其能否安全运行直接关系着供电的质量和可靠性。据统计，在6-10kV开关柜事故中，有超过50%是由于绝缘失效引起的。因此，高效、准确地对高压开关柜的绝缘状态进行监测具有重要意义。
[0003]目前，国内外电力部门大都采用暂态对地电压(TEV)法和超声波法对高压柜和环网柜进行绝缘状态监测。手持式开关柜超声地电波局部放电检测仪，集暂态地电压和超声波两种局部放电检测方法于一体，在实际应用中可以有效地对开关柜进行绝缘状态监测。
[0004]但也存在着不足之处:I)抗干扰能力较弱，当环境背景噪声较大时，容易出现误判、漏判的情况;2)受测量位置的影响较大。当放电源的位置一定时，不同位置的测量信号的差异给进一步确定局部放电强度增加了难度。3)对信号处理模块的要求较高，当采样频率达不到要求时，会直接影响结果的精度。
[0005]因此，研制一种抗干扰能力强，能够高效、准确监测高压开关柜和环网柜的绝缘状态的测量装置具有重要的意义。
【
【发明内容】
】
[0006]本实用新型提供了一种用于高压开关柜的局部放电在线监测的便携装置，可以在线监测并诊断高压开关柜中由于绝缘缺陷引起的局部放电。装置结构简单，成本低、抗干扰能力强、在智能开关柜的研究、设计和应用领域都具有应用前景。
[0007]本实用新型提供了一种用于高压开关柜的局部放电在线监测的便携装置，包括测量单元、滤波放大电路和数据采集和处理模块，所述测量单元为一对，分别位于高压开关柜缝隙的对称位置，通过捕捉缝隙辐射出来的信号在对称位置上的磁场来评估放电信号，从而对开关柜绝缘状态进行评估。
[0008]所述测量单元采用非均匀电流的环形结构。
[0009]所述测量单元主要由环形绕组、BNC同轴连接器和阻抗匹配器组成，所述测量单元通过BNC同轴连接器与滤波放大电路相连。
[0010]所述环形绕组的轴线与缝隙平行设置。
[0011 ]所述环形绕组由漆包线绕成环形结构，并且由平行双线对其进行供电。
[0012]所述环形绕组漆包线的直径为2_，平行双线的间隙不大于1_，长度不大于5_。
[0013]所述BNC同轴连接器采用带法兰结构的BNC-50KF，所述阻抗匹配器的匹配电阻是50 Ω。
[0014]所述滤波放大电路由主要由放大模块、带通滤波器、和屏蔽外壳组成，所述放大模块的输出端连接带通滤波器的输入，二者安装在屏蔽外壳内。
[0015]所述滤波放大电路主要由电容电阻和高速运算放大器构成，放大倍数不低于10倍，带通滤波器通带低频截止频率不低于30MHz，不高于10MHz，高频截止频率不低于2GHz，不高于5GHz。
[0016]所述数据采集和处理模块主要由数据采集卡和处理模块组成。
[0017]与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果:本实用新型测量的是开关柜缝隙中辐射出来的电磁场，从缝隙辐射出来的信号在对称位置上磁场极性相反，易于识别判断，使得本实用新型具有很强的抗干扰能力，实现了对开关柜绝缘状态高效、准确地评估。另外，本实用新型的测量没有和开关柜中高压部分接触，可以保证操作人员的安全。
【【附图说明】】
[0018]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。
[0019]图1为本实用新型一种用于高压开关柜的局部放电在线监测的便携装置的系统构成图。
[0020]图2为本实用新型一种用于高压开关柜的局部放电在线监测的便携装置缝隙电磁波测量单元结构示意图。
[0021]图3为实用新型一种用于高压开关柜的局部放电在线监测的便携装置滤波放大电路和数据处理模块的结构示意图。
[0022]图4为本实用新型自高压开关柜中的安装结构示意图。
【【具体实施方式】】
[0023]如图1所示，本实用新型提供了一种用于高压开关柜的局部放电在线监测的便携装置，此装置主要由缝隙电磁波的测量单元11、滤波放大电路12及数据采集和处理模块13组成。其中，所述测量单元11采用非均匀电流的环形结构，其输出信号经过滤波放大电路12处理后传输到数据采集和处理模块13，完成高压开关柜绝缘状态的评估。本实用新型测量的是高压开关柜从缝隙辐射出来的对称位置上的双极性磁场，具有很高的灵敏度和抗噪声的能力，对信号模块的采样频率要求较低，且结构简单、成本较低，在高压开关柜局部放电监测领域具有广泛的应用前景。
[0024]如图2所示，所述缝隙电磁波的测量单元11主要由环形绕组21、平行双线22、BNC同轴连接器23和阻抗匹配器24组成。
[0025]所述环形绕组21由漆包线绕成的直径为75mm环形结构，并且由平行双线22对其进行供电。BNC同轴连接器23采用带法兰结构的BNC-50KF。阻抗匹配器24的匹配电阻是50 Ω。
[0026]所述环形绕组21漆包线的直径为2mm，平行双线22的馈电间隙不大于1mm，长度不大于5mm。
[0027]如图3所示，所述滤波放大电路12由主要由放大模块31、带通滤波器32、和屏蔽外壳33组成，所述放大模块31的输出端连接带通滤波器32的输入，二者安装在屏蔽外壳33内。
[0028]所述带通滤波器32主要由电容和电阻构成，所述放大模块31的放大倍数不低于10倍。所述带通滤波器的通带低频截止频率不低于30MHz，不高于10MHz，高频截止频率不低于2GHz，不高于5GHz。
[0029]所述数据采集和处理模块13主要由数据采集卡34和处理模块35组成。
[0030]如图4所示是本实用新型的一个实施例，两个缝隙电磁波测量单元11放置在高压开关柜某缝隙的对称位置上，且环形绕组的轴线和缝隙平行。测得的信号经过滤波放大电路传送到数据采集和处理模块，完成放电信号的分析评估。从缝隙辐射出来的信号在对称位置上磁场极性相反，易于识别判断，使得本实用新型具有很强的抗干扰能力，实现了对开关柜绝缘状态尚效、准确地评估。
[0031]采用以上设计后，本实用新型至少具有如下优点:
[0032]1、本实用新型是一种便携式测量装置，传感器测量的是开关柜缝隙中辐射出来的电磁场，没有和开关柜中高压部分接触，可以保证操作人员的安全。
[0033]2、本实用新型体积小，结构简单，便于在现场进行试验和测量。
[0034]3、本实用新型对数据处理模块的要求不高，在低采样率的情况下也有较高的灵敏度，且抗干扰能力强。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种用于高压开关柜的局部放电在线监测的便携装置，其特征在于:包括测量单元(11)、滤波放大电路(12)和数据采集和处理模块(13)，所述测量单元为一对，分别位于高压开关柜缝隙的对称位置，通过捕捉缝隙辐射出来的信号在对称位置上的磁场来评估放电信号，从而对开关柜绝缘状态进行评估。2.根据权利要求1所述的一种用于高压开关柜的局部放电在线监测的便携装置，其特征在于:所述测量单元(11)采用非均匀电流的环形结构。3.根据权利要求1所述的一种用于高压开关柜的局部放电在线监测的便携装置，其特征在于:所述测量单元(11)主要由环形绕组(21)、平行双线(22)、BNC同轴连接器(23)和阻抗匹配器(24)组成，所述测量单元(11)通过BNC同轴连接器与滤波放大电路相连。4.根据权利要求3所述的一种用于高压开关柜的局部放电在线监测的便携装置，其特征在于:所述环形绕组(21)的轴线与缝隙平行设置。5.根据权利要求3所述的一种用于高压开关柜的局部放电在线监测的便携装置，其特征在于:所述环形绕组(21)由漆包线绕成环形结构，并且由平行双线(22)对其进行供电。6.根据权利要求5所述的一种用于高压开关柜的局部放电在线监测的便携装置，其特征在于:所述环形绕组(21)漆包线的直径为2_，平行双线(22)的间隙不大于1_，长度不大于 5mm ο7.根据权利要求3所述的一种用于高压开关柜的局部放电在线监测的便携装置，其特征在于:所述BNC同轴连接器(23)采用带法兰结构的BNC-50KF，所述阻抗匹配器(24)的匹配电阻是50Ω。8.根据权利要求1所述的一种用于高压开关柜的局部放电在线监测的便携装置，其特征在于:所述滤波放大电路(12)由主要由放大模块(31)、带通滤波器(32)、和屏蔽外壳(33)组成，所述放大模块(31)的输出端连接带通滤波器(32)的输入，二者安装在屏蔽外壳(33)内。9.根据权利要求8所述的一种用于高压开关柜的局部放电在线监测的便携装置，其特征在于:所述带通滤波器(32)主要由电容和电阻构成，带通滤波器通带低频截止频率不低于30MHz，不高于10MHz，高频截止频率不低于2GHz，不高于5GHz ;所述放大模块(31)的放大倍数不低于10倍。10.根据权利要求1所述的一种用于高压开关柜的局部放电在线监测的便携装置，其特征在于:所述数据采集和处理模块(13)主要由数据采集卡(34)和处理模块(35)组成。
【文档编号】G01R31/12GK205450181SQ201521103809
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月25日
【发明人】李洪杰, 孙浩杰, 何维晟, 郑建康, 杨晓宇, 郑雷
【申请人】西安交通大学, 国网陕西省电力公司西安供电公司