局部放电类型识别装置的制作方法

本申请涉及局部放电测试技术领域，特别是涉及一种局部放电类型识别装置。

背景技术：

开关柜是电力系统的重要组成部分，起着控制线路、保护系统安全的双重作用。然而开关柜内部的电缆终端、避雷器、绝缘支柱等元器件的表面极易发生局部放电，对局部放电的类型进行有效识别是准确评估开关柜局部放电程度的危害程度和选择正确处理方案的前提。

目前，大多依赖超高频电流检测技术、超声波检测技术、暂态电压检测技术或者紫外与红外检测技术等检测开关柜的局部放电量，然后根据局部放电量的大小判断局部放电的类型。

但是由于局部放电是很微弱的电现象，上述技术对局部放电进行检测时灵敏度不高，导致对局部放电类型识别的准确度不高。

技术实现要素：

本申请实施例提供一种局部放电类型识别装置，该装置在进行局部放电检测时灵敏度高，进而能够准确的识别局部放电类型。

一种局部放电类型识别装置，该装置包括检测电路和处理模块；检测电路的接入端与开关柜外壳连接，检测电路的输出端与处理模块连接；

检测电路，用于根据开关柜局部放电产生的电磁波确定检测电路的等效阻抗；

处理模块，用于识别检测电路的输出电压波形，并根据识别结果调节检测电路的等效阻抗直至检测电路的输出电压波形达到峰值；

处理模块，还用于在输出电压波形达到峰值的情况下，根据检测电路的输出电压和输出电压波形的频率确定开关柜局部放电的类型。

在其中一个实施例中，上述检测电路包括：第一可调电感以及第一可调电容；

第一可调电感的第一端贴附在开关柜外壳上；第一可调电感的第二端与第一可调电容的第一端连接；第一可调电容的第二端接地，第一可调电感的第一端为检测电路的接入端。

在其中一个实施例中，上述检测电路还包括：第二可调电感，第二可调电感与第一可调电容并联后与第一可调电感串联。

在其中一个实施例中，根据识别结果调节检测电路的等效阻抗直至检测电路的输出电压波形达到峰值，包括：

根据识别结果调节第一可调电感、第一可调电容或者第二可调电感直至检测电路的输出电压波形达到峰值。

在其中一个实施例中，根据检测电路的输出电压和输出电压波形的频率确定开关柜局部放电的类型包括：

在输出电压波形的频率小于第一预设阈值的情况下，根据输出电压波形达到峰值时的电压值计算得到开关柜的局部放电量；

根据输出电压波形的形态以及开关柜的局部放电量确定开关柜局部放电的类型。

在其中一个实施例中，根据输出电压波形的形态以及开关柜的局部放电量确定开关柜局部放电的类型，包括：

在输出电压波形的形态为波形稳定且开关柜的局部放电量在第一预设范围内时，确定开关柜局部放电的类型为电晕放电；

在输出电压的波形稳定且开关柜的局部放电量在第二预设范围内时，确定开关柜局部放电的类型为气隙放电。

在其中一个实施例中，根据检测电路的输出电压和输出电压波形的频率确定开关柜局部放电的类型包括：

在输出电压波形的频率大于第一预设阈值的情况下，根据输出电压波形达到峰值时的电压值计算得到开关柜的局部放电量；

根据开关柜的局部放电量确定开关柜局部放电的类型。

在其中一个实施例中，根据开关柜的局部放电量确定开关柜局部放电的类型，包括：

在开关柜的局部放电量在第三预设范围内时，确定开关柜局部放电的类型为沿面放电；

在开关柜的局部放电量在第四预设范围内时，确定开关柜局部放电的类型为悬浮点位放电。

在其中一个实施例中，频率的第一预设阈值为200mhz。

在其中一个实施例中，该装置还包括：显示模块，该显示模块，用于显示输出电压的波形。

本申请提供了一种局部放电类型识别装置，该装置包括检测电路和处理模块；检测电路的接入端与开关柜外壳连接，输出端与处理模块连接；其中，检测电路用于根据开关柜局部放电产生的电磁波确定检测电路的等效阻抗；处理模块，用于识别检测电路的输出电压波形，并根据识别结果调节检测电路的等效阻抗直至检测电路的输出电压波形达到峰值；处理模块，还用于在输出电压波形达到峰值的情况下，根据检测电路的输出电压和输出电压波形的频率确定开关柜局部放电的类型。由于开关柜产生局部放电现象时会有电磁波出现，其中一部分电磁波会被开关柜的金属外壳屏蔽，剩余的部分会从开关柜外壳上的孔泄露到开关柜的外壳表面在外壳表面产生电压信号，然后经开关柜外壳转化成电流信号进入接收设备的输入端；其中，该电压信号非常微弱，其值在在几个毫伏至几伏的范围内且该电压信号会因为开关柜外壳上的输出阻抗产生衰减，使得该电压信号的波形出现失真、畸变等，所以现有技术在使用传感器等接收设备接收到的电流信号就会更加的微弱，并且接收设备不能获得相对稳定清晰的输出波形进而得不到准确的测量数据，使得识别的局部放电的类型存在较大的误差。本申请通过调节与开关柜外壳连接的检测电路的等效阻抗，使其能够与开关柜外壳上的输出阻抗大小相等，方向相反，抵消了开关柜外壳上的输出阻抗，使得开关柜外壳上的电压信号不会因为开关柜外壳上的输出阻抗产生过大的衰减以使检测电路能够更好的分辨该电流信号，进而检测到开关柜中局部放电发出的幅值最强的电流信号并在输出端输出相对稳定清晰的波形，检测电路的测量灵敏度高，具有最佳的局部放电检出效果。且能够使得处理模块根据稳定清晰的波形获取到准确的测量数值，提高了局部放电类型识别的准确性。

附图说明

图1为一个实施例中局部放电类型识别装置的结构示意图；

图2为另一个实施例中局部放电类型识别装置的结构示意图；

图3为另一个实施例中局部放电类型识别装置的结构示意图；

图4为一个实施例中局部放电类型识别流程示意图。

图5为另一个实施例中局部放电类型识别装置的结构示意图；

附图标记说明：

11、检测电路；12、处理模块；101、第一可调电感；

102、第一可调电容；103、第二可调电感；13、显示模块。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种局部放电类型识别装置，该装置包括检测电路11和处理模块12；检测电路11的接入端与开关柜外壳连接，检测电路11的输出端与处理模块12连接；

检测电路11，用于根据开关柜局部放电产生的电磁波确定检测电路11的等效阻抗；

处理模块12，用于识别检测电路11的输出电压波形，并根据识别结果调节检测电路11的等效阻抗直至检测电路11的输出电压波形达到峰值；

处理模块12，还用于在输出电压波形达到峰值的情况下，根据检测电路11的输出电压和输出电压波形的频率确定开关柜局部放电的类型。

其中，检测电路11可以是包括电阻、电感、电容、开关等元器件，上述元器件以一定的连接方式组合起来形成检测电路11，该检测电路11中电阻、电感、电容、开关的数量可以是只有一个，还可以是包括多个；连接方式例如可以是串联、并联、串联与并联相结合等的连接方式。检测电路11还可以是只包括电容和电感，电容、电感的数量可以是一个，也可以是多个，连接方式例如可以是串联、并联、串联与并联相结合等的连接方式。电容可以是可调电容，电感可以是可调电感，检测电路11中的多个电容可以全部为可调电容，也可以部分为可调电容；检测电路11中的多个电感可以全部为可调电感，也可以部分为可调电感，本申请对此不加以限定。处理模块12可以包括示波器和计算机设备，检测电路11分别与示波器以及计算机设备连接，示波器也与计算机设备连接，示波器能够显示检测电路11输出电压的波形以及对应的数据，计算机设备能够读取示波器上的数据，并对该数据做例如可以是计算、判断等处理，并根据计算、判断等结果确定如何对检测电路11进行调节并控制检测电路11进行相应的调节，以使示波器上显示的波形达到峰值。处理器还可以是一带有处理芯片的示波器，该示波器不仅能够显示检测电路11输出电压的波形以及对应的数据，还可以对数据进行例如可以是计算、判断等处理，以使该示波器同样能够根据计算、判断等结果确定如何对检测电路11进行调节并控制检测电路11进行相应的调节，以使示波器上显示的波形达到峰值。处理器还可以仅为一计算机设备，该计算机设备能够根据检测电路11的检测结果获取到输出电压的波形以及与波形对应的数据，并对数据进行例如可以是计算、判断等处理，以使该计算机设备能够根据计算、判断等结果确定如何对检测电路11进行调节并控制检测电路11进行相应的调节，以使输出电压的波形达到峰值，该计算机设备还可以包括显示单元，显示单元能够显示输出电压的波形以及对应的数据，本申请对此不加以限定。

示例性的，在开关柜内部发生局部放电现象时，开关柜内部会产生电磁波，一部分电磁波能够通过开关柜外壳上的孔泄露到开关柜的外壳表面在外壳表面产生电压信号然后经开关柜外壳转化成电流信号进入接收设备的输入端；其中，该电压信号的值在几个毫伏至几伏的范围内，非常的微弱。且该电压信号会因为开关柜外壳上的输出阻抗产生衰减，使得传入到接收设备输入端的电流信号更加的微弱。由于开关柜外壳上的输出阻抗可以是包括一等效电容和一等效电感，等效电容主要是开关柜外壳与外壳表现漆膜的等效电容，等效电容大于等效电感，所以开关柜外壳对外呈现电容特性，那么本申请通过调节检测电路11中的可调电感、可调电容或者电阻，以使检测电路11对外呈现电感特性，检测电路11余开关柜外壳发生谐振，即两者的阻抗大小相等，方向相反，抵消了开关柜外壳上的输出阻抗，使得检测电路11能够检测到幅值最强的电流信号，此时，检测电路11输出端输出的电压波形达到峰值，使得处理模块12能够得到相对稳定清晰的波形，并根据该波形获取到检测电路11输出电压的电压值以及波形的频率。最后，依据不同局部放电类型的频率及放电量的特征确定开关柜局部放电类型。其中，调节检测电路11可以是调节检测电路11中的全部元器件，还可以是调节检测电路11中的部分元器件；不同局部放电类型的频率及放电量的特征为：电晕放电的频率在100～250mhz的范围之内，放电量在50～65pc范围之类；悬浮电位放电的频率在200～900mhz的范围之内，放电量在280～320pc的范围之内；沿面放电：频率在200～900mhz的范围之内，放电量在12～25pc的范围之内；气隙放电：频率在150～1500mhz的范围之内，放电量在55～300pc的范围之内。需要说明的是，不同局部放电类型频率以及放电量所属范围的确定是基于实验所得，属于本领域人员的公知常识，本申请对此不做赘述。

本申请提供了一种局部放电类型识别装置，该装置包括检测电路和处理模块；检测电路的接入端与开关柜外壳连接，输出端与处理模块连接；其中，检测电路用于根据开关柜局部放电产生的电磁波确定检测电路的等效阻抗；处理模块，用于识别检测电路的输出电压波形，并根据识别结果调节检测电路的等效阻抗直至检测电路的输出电压波形达到峰值；处理模块，还用于在输出电压波形达到峰值的情况下，根据检测电路的输出电压和输出电压波形的频率确定开关柜局部放电的类型。由于开关柜产生局部放电现象时会有电磁波出现，其中一部分电磁波会被开关柜的金属外壳屏蔽，剩余的部分会从开关柜外壳上的孔泄露到开关柜的外壳表面在外壳表面产生电压信号，然后经开关柜外壳转化成电流信号进入接收设备的输入端；其中，该电压信号非常微弱，其值在在几个毫伏至几伏的范围内且该电压信号会因为开关柜外壳上的输出阻抗产生衰减，使得该电压信号的波形出现失真、畸变等，所以现有技术在使用传感器等接收设备接收到的电流信号就会更加的微弱，并且接收设备不能获得相对稳定清晰的输出波形进而得不到准确的测量数据，使得识别的局部放电的类型存在较大的误差。本申请通过调节与开关柜外壳连接的检测电路的等效阻抗，使其能够与开关柜外壳上的输出阻抗大小相等，方向相反，抵消了开关柜外壳上的输出阻抗，使得开关柜外壳上的电压信号不会因为开关柜外壳上的输出阻抗产生过大的衰减以使检测电路能够更好的分辨该电流信号，进而检测到开关柜中局部放电发出的幅值最强的电流信号并在输出端输出相对稳定清晰的波形，检测电路的测量灵敏度高，具有最佳的局部放电检出效果。且能够使得处理模块根据稳定清晰的波形获取到准确的测量数值，提高了局部放电类型识别的准确性。

在一个实施例中，如图2所示，该实施例是检测电路11一种可能的实现方式，该检测电路11包括第一可调电感101以及第一可调电容102；

第一可调电感101的第一端贴附在开关柜外壳上；第一可调电感101的第二端与第一可调电容102的第一端连接；第一可调电容102的第二端接地。

示例性的，该检测电路11包括第一可调电感101以及第一可调电容102，两者串联，第一可调电感101的第一端为上述检测电路11的接入端，也即第一可调电感101的第一端与开关柜外壳连接，该连接可以是接触连接，可选的，检测电路11还包括贴片，该贴片贴附在开关柜外壳上，第一可调电感101通过导线与该贴片电连接，该贴片可以是磁性贴片，则可以在不借助外力的作用下很好的贴附在开关柜外壳上，并且可以随意的移动到预定的位置，不需要过多的考虑如何将检测电路11固定在开关柜的外壳上，提高了使用的便利性。第一可调电感101与第一可调电容102组成了一个lc振荡电路，调节第一可调电感101和/或第一可调电容102的大小能够使检测电路11对外呈现电感特性，与开关柜外壳上的输出阻抗发生谐振，即两者的阻抗大小相等，方向相反，该结果可以通过输出电压的波形是否达到峰值来表征。所以在调节时，可以是通过处理模块12时时的检测输出电压的波形是否达到峰值来确定第一可调电感101和第一可调电容102的调节方式，直到处理模块12检测到输出电压的波形达到峰值则停止调节第一可调电感101和第一可调电容102。此时，检测电路11上检测到的电流信号幅值最大。

本申请提供了一种局部放电类型识别装置，该装置中的检测电路包括第一可调电感以及第一可调电容，该电路结构简单，能够通过调节第一可调电感以及第一可调电容将开关柜外壳上的输出阻抗抵消，从而使得检测电路容易检测到开关柜外壳上微弱的电压信号，检测局部放电的灵敏度高。

在另一个实施例中，如图3所示，该实施例是检测电路另一种可能的实现方式，该检测电路还包括：第二可调电感，第二可调电感与第一可调电容并联后与第一可调电感串联。

示例性的，开关柜在发生局部放电现象后，其辐射到开关柜外壳上的电磁信号的频率有高有低，那么开关柜外壳上产生的电压信号的频率也有高有低，进而开关柜外壳转化后的电流信号的频率也有高有低。当大多数的电流信号为低频电流信号时，少数高频电流信号会对低频电流信号产生干扰，使得检测电路11不容易检测到该电流信号，那么检测电路11的输出端就不能输出相对清晰稳定的输出电压波形，所以就需要将高频电流信号阻隔，避免高频电流信号对低频电流信号产生干扰。实现的方式可以是通过调大第二可调电感103，同时调小第一可调电容102，使得少数高频电压信号被第一可调电容102阻隔，多数低频电流信号能够通过第一可调电感101和第二可调电感103，使得检测电路11输出端的输出电压的波形达到峰值；同理，当大多数的电流信号为高频电流信号时，少数低频电流信号会对高频电流信号产生干扰，使得检测电路11不容易检测到该电流信号，那么检测电路11的输出端就不能输出相对清晰稳定的输出电压波形，所以就需要将低频电流信号阻隔，避免低频电流信号对高频电流信号产生干扰。实现的方式可以是通过调小第二可调电感103，同时调大第一可调电容102，使得少数低频电压信号被第二可调电感103阻隔，多数低频电流信号能够通过第一可调电感101和第一可调电容102，使得检测电路11输出端的输出电压的波形达到峰值。进而，使得处理模块12能够获得准确的测量数值以对局部放电类型进行识别。

本申请提供了一种局部放电类型识别装置，该装置中的检测电路还包括第二可调电感，通过调节第二可调电感以及第一可调电容，切换电压信号的输出路径，以消除低频电压信号对高频电压信号的干扰，或者消除高频电压信号对低频电压信号的干扰，保证了检测电路输出电压的波形质量，为后续根据波形准确的确定局部放电类型提供保障。

在一个实施例中，该实施例是根据识别结果调节检测电路的等效阻抗直至检测电路的输出电压波形达到峰值的一种可能的实现方式，包括：

根据识别结果调节第一可调电感101、第一可调电容102或者第二可调电感103直至检测电路11的输出电压波形达到峰值。

示例性的，可以是单独调节第一可调电感101、第一可调电容102和/或者第二可电感，还可以是调节其中两个元器件，还可以是对所有的元器件进行调节，该调节可以是调大、也可以是调小，具体是处理模块12在识别了检测电路11的输出电压波形后，根据该波形的形态确定如何调节检测电路11中各元器件，检测电路11可以是根据处理模块12发送的调节信号触发对应的调节。

本申请提供了一种局部放电类型识别装置，该装置中的检测电路根据处理模块发送的调节信号对第一可调电感、第一可调电容和/或者第二可电感进行调节，直到处理模块检测到输出电压的波形到达波峰就停止调节，使得局部放电类型的识别过程更加的智能，不需要人工的参与，识别的效率更高，同时避免了人工因素带来的识别误差，识别的准确性高。

在一个实施例中，如图4所示，该实施例是根据检测电路11的输出电压和输出电压波形的频率确定开关柜局部放电的类型的一种可能的实现方式，包括：

在输出电压波形的频率小于第一预设阈值的情况下，根据输出电压波形达到峰值时的电压值计算得到开关柜的局部放电量；

根据输出电压波形的形态以及开关柜的局部放电量确定开关柜局部放电的类型。

示例性的，频率的第一预设阈值可以是根据以往对不同类型的局部放电的实验数据确定，局部放电的类型包括电晕放电、悬浮电位放电、沿面放电以及气隙放电，每一种局部放电具有不同的局部放电频率以及放电量的特性，在输出电压波形的频率小于第一预设阈值的情况下，可以是将上述四种类型的局部放电划分成两个大的类别，然后可以是根据输出电压波形的形态以及开关柜的局部放电量确定电晕放电和气隙放电，其中，可以是根据电压值-放电量映射对确定不同压力值下的放电量，该电压值-放电量映射对同样可以是根据实验数据生成，本申请对此不作赘述。

可选的，继续如图4所示，根据输出电压波形的形态以及开关柜的局部放电量确定开关柜局部放电的类型，包括：

在输出电压波形的形态为波形稳定且开关柜的局部放电量在第一预设范围内时，确定开关柜局部放电的类型为电晕放电；

在输出电压的波形不稳定且开关柜的局部放电量在第二预设范围内时，确定开关柜局部放电的类型为气隙放电。

示例性的，上述将四种类型的局部放电先划分成了两大类别，然后分别进行进一步的识别，该识别可以是根据输出电压的波形形态以及开关柜局部放电量进行确定。例如：在输出电压波形的形态为波形稳定且开关柜的局部放电量在50～65pc范围内时，确定开关柜局部放电的类型为电晕放电；在输出电压的波形不稳定且开关柜的局部放电量在55～300pc范围内时，确定开关柜局部放电的类型为气隙放电。电晕放电往往是因为气体周围有高压导体导致，例如，高压输电线路等设备的高压接线长时间暴露在外，使得接线处老化，就容易导致电晕放电，电晕放电呈现出不均匀电场的特点，在这个不均匀电场下回产生持续放电现象，所以当识别出开关柜的局部放电类型为电晕放电时，可以是通过检查开关柜内高压接线端子处并根据检查结果做相应的处理。气隙放电主要存在于固体绝缘介质的内部，在对绝缘介质进行生产和加工时，不可避免的会出现材料和工艺等的设计缺陷，造成绝缘介质的内部存在质量缺陷，比如说在介质中掺杂空气及其它杂质等。在绝缘介质受到高压作用时，其内部缺陷会直接导致局部区域被击穿从而产生气隙放电，其中气隙的大小、缺陷情况以及气隙气体的种类等会对气隙放电产生不同的影响。那么当识别出开关柜的局部放电类型为气隙放电时，可以是通过检查开关柜内的绝缘介质并根据检查结果对绝缘介质做相应的处理。

在一个实施例中，继续如图4所示，该实施例是根据检测电路11的输出电压和输出电压波形的频率确定开关柜局部放电的类型的一种可能的实现方式，包括：

在输出电压波形的频率大于第一预设阈值的情况下，根据输出电压波形达到峰值时的电压值计算得到开关柜的局部放电量；

根据开关柜的局部放电量确定开关柜局部放电的类型。

示例性的，在输出电压波形的频率大于第一预设阈值的情况下，可以仅根据开关柜的局部放电量确定开关柜局部放电类型是悬浮电位放电或者沿面放电。

可选的，继续如图4所示，根据开关柜的局部放电量确定开关柜局部放电的类型，包括：

在开关柜的局部放电量在第三预设范围内时，确定开关柜局部放电的类型为沿面放电；

在开关柜的局部放电量在第四预设范围内时，确定开关柜局部放电的类型为悬浮点位放电。

示例性的，在开关柜的局部放电量在280～320pc范围内时，确定开关柜局部放电的类型为悬浮电位放电；在开关柜的局部放电量在12～25pc范围内时，确定开关柜局部放电的类型为沿面放电。悬浮放电主要是因为高压设备中其中一个导体部件存在一定的设计缺陷，或是某个地方接触不良，导致该部件位于高压电极和低压电极之间，按照其位置的阻抗比获得分压发生放电，导体部件上的电位为悬浮电位，如果导体存在这种电位，则说明附近场强集中存在，会对绝缘介质造成一定的损伤，即表示开关柜内部高电位部件较容易出现悬浮放电，所以当识别出开关柜的局部放电类型为悬浮放电时，可以是检查开关柜内的高电位部件并根据检查结果做相应的处理。沿面放电时在绝缘介质的表面产生的一种现象，这是一种较为特殊的气体放电现象，常见于电力电缆、绝缘套管的端部以及电机绕组等地方。如果介质的内部电场强度不高于电极边缘气隙，同时介质沿面击穿电压不是很大，则会在绝缘介质的表面产生沿面放电的现象，沿面放电会受电压波形、电场分布、介质状态以及气候条件的影响，所以当识别出开关柜的局部放电类型为沿面放电时，可以是检查开关柜内的电力电缆、绝缘套管的端部等绝缘介质并根据检查结果做相应的处理。

本申请提供了一种局部放电类型识别装置，该装置根据不同的确定因子分别对局部放电的四种类型进行识别，使得识别更加的有针对性，且通过先划分大类后进行不同方式的识别，使得识别更加的高效。

可选的，频率的第一预设阈值为200mhz。该第一预设阈值是根据不同类型局部放电的频率范围进行确定，该第一预设阈值能够将局部放电的类型先分成两大类，然后根据不同的因子分别对每一类局部放电类型进行识别，使得根据第一预设阈值对四种类型的局部放电进行分类更加的合理，同时避免了一刀切的识别方式，能够提高对局部放电类型的识别效率。

在一个实施例中，如图5所示，该实施例是局部放电类型识别装置的一种可能的实现方式，该装置还包括：显示模块13，该显示模块13用于显示输出电压的波形。具体地，局部放电类型识别装置通过显示模块13对检测电路11输出端输出的输出电压波形以及与波形对应的数据进行显示，能够方便人工对波形以及数据进行查看，便于验证局部放电类型识别装置识别局部放电类型的准确性，进一步提高局部放电类型识别的准确性。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。