专利名称：一种开关柜局部放电超高频检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种检测系统，具体地，涉及一种开关柜局部放电超高频检测系统。
背景技术：
近几十年来，随着国内电网的规模持续扩大和电压等级不断升高，电力系统的安全问题日益受到人们的重视，维护电力设备的正常工作和生产输送高质量的电能也逐渐成为国民经济持续蓬勃发展的必然要求。电气设备是电力系统的基本元件，它的故障往往成为电力系统大型安全事故的诱因。大量资料表明，导致电气设备故障的主要原因是其绝缘性能的劣化。电气设备绝缘性能劣化的原因有很多，包括设备持续工作时间长、所施加电压等级高和受到强烈电磁冲击等。但是就电气设备自身而言，绝缘系统内部存在的一些弱点，例如在一些浇注、挤制或层绕绝缘内部出现的结构缺陷，则是导致绝缘故障的根本原因。因此，电气设备局部放电成为了电力系统在线监测的极其重要的一部分，对局部放电的测量、识别和定位也成为电力系统、企业和高校重点研究的一项课题。开关柜能够安全、稳定的在电网中投入使用。但在实际运行中，开关柜仍然出现各种绝缘事故，尤其是在IOkV及以上电压等级。开关柜绝缘方面的故障主要表现为外绝缘对地闪络击穿，内绝缘对地闪络击穿，相间绝缘闪络击穿，雷电过电压闪络击穿，瓷瓶套管、电容套管闪络、污闪、击穿、爆炸，提升杆闪络，CT闪络、击穿、爆炸，瓷瓶断裂等。开关柜是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用，电压等级在3. 6kV 550kV的电器产品，主要包括高压断路器、高压隔离开关与接地开关、高压负荷开关、高压自动重合与分段器，高压操作机构、高压防爆配电装置和高压开关柜等几大类。高压开关制造业是输变电设备制造业的重要组成部分，在整个电力工业中占有非常重要的地位。在电气设备的绝缘系统中，各部位的电场强度往往是不相等的，当局部区域的电场强度达到该区域的击穿场强时，该区域就会出现放电，但放电并没有贯穿施加电压的两导体之间，即整个绝缘系统尚未击穿，这种现象称之为局部放电。局部放电一般不会引起绝缘的贯通性击穿，但是可以导致电介质(特别是有机电介质)的局部损坏。若局部放电长期存在，则在一定条件下可能造成绝缘介质电气强度的降低。因此局部放电对绝缘设备的破坏是一个缓慢的发展过程，对于高压电气设备来说是一种隐患。在长期运行过程中，高压开关柜内的金属件、绝缘件等由于制造中潜伏的缺陷或者运行中产生的缺陷，会产生局部放电。实践表明，局部放电是导致设备绝缘劣化，发生绝缘故障的主要原因，且近年来的许多突发事故多是由局部放电所致。产生局部放电的条件取决于绝缘介质中的电场分布和绝缘的电气物理性能，通常局部放电是在高电场强度下，在绝缘体内电气强度较低的部位发生的。由此，对开关柜内部的局部放电源的检测是急需解决的问题。
实用新型内容为解决上述存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种开关柜局部放电超高频检测系统，利用内置或外置的超高频传感器来接收这些电磁波并对其进行分析，从而判断出缺陷类型和故障定位。为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种开关柜局部放电超高频检测系统，包括开关柜，其特征在于所述开关柜设置有超高频传感器，所述超高频传感器一侧通过同轴电缆与信号调理单元和数据采集卡连接，所述数据采集卡与计算机连接。根据本实用新型所提供的一种开关柜局部放电超高频检测系统，采用的是，所述信号调理单元包括放大器和检波电路。根据本实用新型所提供的一种开关柜局部放电超高频检测系统，采用的是，所述的放大器为常规放大电路。根据本实用新型所提供的一种开关柜局部放电超高频检测系统，采用的是，所述的检波电路为常规二极管检波电路。根据本实用新型所提供的一种开关柜局部放电超高频检测系统，采用的是，所述超高频传感器设置在开关柜内部。根据本实用新型所提供的一种开关柜局部放电超高频检测系统，采用的是，所述超高频传感器设置在开关柜外部。根据本实用新型所提供的一种开关柜局部放电超高频检测系统，采用的是，所述超高频传感器的数量为一个或多个。本实用新型所提供的一种开关柜局部放电超高频检测系统的有益效果在于所述检测系统抗干扰能力强，测试灵敏度高，可有效对局部放电源进行定位。
图I为本实用新型开关柜局部放电超高频检测系统的连接构成示意图。图中，I、开关柜2、超高频传感器3、同轴电缆4、信号调理单元5、放大器6、检波电路7、数据采集卡8、计算机。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型所提供的一种开关柜局部放电超高频检测系统作进一步的解释说明。本实用新型所提供的一种开关柜局部放电超高频检测系统的连接方式如下如图I所示，开关柜I连接有超高频传感器2，所述超高频传感器2 —侧通过同轴电缆3与信号调理单元4和数据采集卡7形成串联连接，所述数据采集卡7与计算机8连接。所述信号调理单元4包括放大器5和检波电路6，所述的放大器5为常规放大电路，所述的检波电路6为常规二极管检波电路。其中，所述超高频传感器2可内置或外置于开关柜1，即所述超高频传感器2可与开关柜I内侧连接或与开关柜I外侧连接。所述超高频传感器2的数量为一个或多个。本实用新型所提供的一种开关柜局部放电超高频检测系统的工作原理如下[0025]开关柜发生局部放电时，放电脉冲上升时间和持续时间都极短仅为几个纳秒，其相对应的频域十分宽广。该脉冲信号在开关柜腔体中传播时会引起电谐振。激发出频率高达300MHz 3GHz的电磁波.电磁波传播时，不仅以横向电磁波(TEM)形式传播。而且还会建立高次横向电波(TE)和横向磁波(TM)。TEM波为非色散波。可以任何频率在开关中传播.但频率越高衰减越快。TE和TM则不同，它们具有各自的截止频率，只有当信号频率高于截止频率时才能传播。开关柜的同轴结构相当于一个良好的波导，信号在其内部传播时衰减很小，有利于局部放电检测。本实用新型所提供的一种开关柜局部放电超高频检测系统的工作原理就是根据局部放电所激发的电磁波的这些特性，利用内置或外置的超高频传感器来接收这些电磁波并对其进行分析，从而判断出缺陷类型和故障定位。采用本实用新型所提供的一种开关柜局部放电超高频检测系统，在现场具有较高的灵敏度，虽然其中心频率较低，干扰仍有影响，但由于所进行试验的现场均在室内又且有的远离市区，电压又只为IOkV级，所以干扰并不严重，如近处工业设备干扰比较以强烈，可以在它们停机时进行检测。
采用多个超高频传感器，测量它们接收到同一放电源的特高频信号的时间差，然后根据这些时差和电磁波的传播速度进行定位。基于这一原理进行GIS局部放电定位，所要测量的信号的时差在纳秒数量级，这不仅要求测量记录设备具有很宽的频带和很高的采样率，还要求被测信号本身具有很陡的起始沿，能够读取纳秒量级的信号起始时刻。显然，超高频段以上的信号满足这一要求。因此，采用超高频法能够对局放源进行定位。本实用新型所涉及到的各装置、仪表的连接均为现有技术，故对相互之间的具体连接关系不再叙述。
权利要求1.一种开关柜局部放电超高频检测系统，包括开关柜(I)，其特征在于所述开关柜(I)设置有超高频传感器(2)，所述超高频传感器(2) —侧通过同轴电缆(3)与信号调理单元(4)和数据采集卡(7)连接，所述数据采集卡(7)与计算机(8)连接。
2.根据权利要求I所述的一种开关柜局部放电超高频检测系统，其特征在于所述信号调理单元(4)包括放大器(5)和检波电路(6)。
3.根据权利要求2所述的一种开关柜局部放电超高频检测系统，其特征在于所述的放大器(5)为常规放大电路。
4.根据权利要求2所述的一种开关柜局部放电超高频检测系统，其特征在于所述的检波电路(6)为常规二极管检波电路。
5.根据权利要求I所述的一种开关柜局部放电超高频检测系统，其特征在于所述超高频传感器(2)设置在开关柜(I)内部。
6.根据权利要求I所述的一种开关柜局部放电超高频检测系统，其特征在于所述超高频传感器(2)设置在开关柜(I)外部。
7.根据权利要求1、5或6所述的一种开关柜局部放电超高频检测系统，其特征在于所述超高频传感器(2)的数量为一个或多个。
专利摘要本实用新型涉及一种开关柜局部放电超高频检测系统，包括开关柜(1)，其特征在于所述开关柜(1)设置有超高频传感器(2)，所述超高频传感器(2)一侧通过同轴电缆(3)与信号调理单元(4)和数据采集卡(7)连接，所述数据采集卡(7)与计算机(8)连接。本实用新型中提供的检测系统抗干扰能力强，测试灵敏度高，可有效对局部放电源进行定位。
文档编号G01R31/12GK202471901SQ201220106720
公开日2012年10月3日 申请日期2012年3月20日 优先权日2012年3月20日
发明者周鸣, 王乃盾, 瞿子明, 胡海涛 申请人:上海市电力公司