专利名称：Gis局部放电监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力设备在线监测技术领域，具体地，涉及一种GIS局部放电监测装置。
背景技术：
GIS (gas insulated substation，气体绝缘全封闭组合电器)具有较高的安全可靠性，但加工、运输、现场装配等多种原因使得GIS不可避免地存在绝缘缺陷，进而影响其长期使用的可靠性。这些缺陷通常比较微小和隐蔽，不足以导致GIS在工频耐压试验时立即击穿，但这样的GIS在投入运行后，在正常运行电压作用下会发生局部放电，使缺陷逐渐发展扩大，甚至造成整个绝缘击穿或沿面闪络，从而对设备的安全运行造成威胁。GIS局部放电在线监测能够及时发现GIS的绝缘缺陷，避免绝缘故障，提高GIS的安全运行水平。GIS局部放电在线监测是在GIS运行状态下，利用监测装置连续或定时地自动测量GIS内部可能发生的局部放电，通常监测系统固定安装在现场，长期在线运行，无需人为参与，可以自动完成检测、存储、通讯和诊断等功能。局部放电过程会产生宽频带的电磁辐射，由于GIS设备结构特点，目前普遍采用内置或外置型特高频传感器(0.3-3GHZ)对局部放电进行监测。由于GIS设备庞大，需要布置大量特高频传感器才能保证对GIS内部潜伏性缺陷进行有效监测。但是由于电力现场存在严重的电磁干扰，尤其是当GIS内部开关设备进行操作时，将产生各种暂态过电压，GIS 在线监测中分布式传感器会受到工频环流和各类高频干扰。如何实现GIS局部放电的灵敏监测，同时如何有效抑制电磁干扰，是局部放电监测的关键。
实用新型内容本实用新型实施例的主要目的在于提供一种GIS局部放电监测装置，以解决现有技术中的GIS在线监测中分布式传感器会受到工频环流和各类高频干扰的问题。为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种GIS局部放电监测装置，该装置包括传感单元、传输单元、信息采集单元、以及检测单元，其中，所述的传感单元设置于 GIS壳体的外表面或内表面，所述的传输单元与所述的传感单元连接，所述的信息采集单元与所述的传输单元连接，所述的检测单元与所述的信息采集单元连接，所述的传感单元耦合所述GIS局部放电产生的特高频电磁辐射信号，并对所述耦合的特高频电磁辐射信号进行放大、检波、和电光转换处理成光信号，所述的传输单元传送所述的光信号到所述的信息采集单元，所述的信息采集单元接收所述传输单元发送的光信号，并对所述的光信号进行光电转换、光通信处理成光通信信号，所述的检测单元根据所述光通信信号检测分析所述 GIS局部放电情况。上述的传感单元包括耦合模块，用于耦合所述GIS局部放电产生的特高频电磁辐射信号；信号放大模块，与所述的耦合模块连接，用于对所述的特高频电磁辐射信号进行放大处理；检波模块，与所述的信号放大模块连接，用于对经过放大处理的特高频电磁辐射信号进行检波处理；电光转换处理模块，与所述的检波模块连接，用于对经过检波处理的特高频电磁辐射信号进行电光转换处理成光信号。上述的信息采集单元包括光电转换处理模块，用于对接收的光信号进行光电转换处理；光通信处理模块，与所述的光电转换处理模块连接，用于对经过光电转换处理的信号进行光通信处理。优选地，上述的信息采集单元还包括电能模块，用于产生能源型电能、并将所述的能源型电能经过所述的传输单元传送给所述的传感单元，以为所述的传感单元供电。优选地，上述的电能模块为半导体激光器。 优选地，所述的传感单元接地。优选地，所述的传输单元为光纤。借助于上述技术方案，通过传感单元与信息采集单元之间的光电隔离，有效降低了 GIS操作过程中产生的强瞬态电磁干扰，可以克服现有技术中的GIS在线监测中分布式传感器会受到工频环流和各类高频干扰的问题，进而可以准确地对GIS局部放电进行监测。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本实用新型实施例的GIS局部放电监测装置的结构框图；图2是根据本实用新型实施例的传感单元1的结构框图；图3是根据本实用新型实施例的信息采集单元3的结构框图；图4是根据本实用新型实施例的信息采集单元3的另一结构框图；图5是根据本实用新型实施例的GIS局部放电监测装置的详细结构图；图6是根据本实用新型实施例的传感单元52的详细结构框图；图7是根据本实用新型实施例的采集单元53的详细结构框图.
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。本实用新型实施例提供一种GIS局部放电监测装置。
以下结合附图对本实用新型进行详细说明。图1是根据本实用新型实施例的GIS局部放电监测装置的结构框图，如图1所示， 该装置包括传感单元1、传输单元2、信息采集单元3、以及检测单元4，其中，传感单元设置于GIS壳体的外表面或内表面，传输单元与传感单元连接，信息采集单元与传输单元连接， 检测单元与信息采集单元连接，传感单元耦合GIS局部放电产生的特高频电磁辐射信号，并对耦合的特高频电磁辐射信号进行放大、检波、和电光转换处理成光信号，传输单元传送光信号到信息采集单元，信息采集单元接收传输单元发送的光信号，并对光信号进行光电转换、光通信处理成光通信信号，检测单元根据光通信信号检测分析GIS局部放电情况。通过传感单元与信息采集单元之间的光电隔离，有效降低了 GIS操作过程中产生的强瞬态电磁干扰，克服了现有技术中的GIS在线监测中分布式传感器会受到工频环流和各类高频干扰的问题，进而可以准确地对GIS局部放电进行监测。优选地，传感单元在GIS壳体上可靠接地；传输单元可以为光纤。具体地，如图2所示，上述的传感单元1包括耦合模块11，用于耦合GIS局部放电产生的特高频电磁辐射信号；信号放大模块12，与耦合模块连接，用于对特高频电磁辐射信号进行放大处理；检波模块13，与信号放大模块连接，用于对经过放大处理的特高频电磁辐射信号进行检波处理；电光转换处理模块14，与检波模块连接，用于对经过检波处理的特高频电磁辐射信号进行电光转换处理成光信号。如图3所示，信息采集单元3具体包括光电转换处理模块31，用于对接收的光信号进行光电转换处理；光通信处理模块32，与光电转换处理模块连接，用于对经过光电转换处理的信号进行光通信处理。优选地，如图4所示，信息采集单元3还包括电能模块33，用于产生能源型电能、 并将能源型电能经过传输单元传送给传感单元，以为传感单元供电。该电能模块33可以是半导体激光器。图5是根据本实用新型实施例的GIS局部放电监测装置的详细结构图，如图5所示，传感单元52设置于GIS 51壳体外部，在具体实施时传感单元52也可以设置在GIS壳体内部，传感单元52与采集单元53通过光纤连接，采集单元53将采集到的信号发送至通信单元M，通信单元M与诊断分析单元55连接，诊断分析单元55根据通信单元M发送的信号诊断分析GIS局部放电情况。图6是传感单元52的详细结构框图，如图6所示，该传感单元包括耦合单元、放大单元、检波单元、电光信号转换单元和光电池，其中，光电池为耦合单元、放大单元、检波单元、电光信号转换单元提高电能。图7是采集单元53的详细结构框图，如图7所示，该采集单元包括光电信号转换单元、数据采集单元、信号处理单元、光通信单元和半导体激光器，其中，半导体激光器为传感单元提供电能。以下结合图6、图7描述该GIS局部放电监测装置的工作原理GIS内部的局部放电产生的特高频电磁辐射信号耦合到GIS壳体上布置的传感单元，传感单元对耦合到的特高频电磁辐射信号进行放大、检波、电光信号转换后，再经信号光纤将信号传送至采集单元；传感单元的电源采用光电池技术，由采集单元中的半导体激光器经光纤将能量型光源传送至传感单元的光电池，实现光能转换，保证传感单元的稳定工作；传感单元在GIS壳体上可靠接地；采集单元在接收到来自传感单元的信号后，对信号进行光电信号转换、采集、处理、光通信处理后生成光通信信号，发送至通信单元，并由通信单元将信号发送至诊断分析单元进行诊断和分析GIS局部放电情况。[0039]由以上描述可知，通过GIS壳体上的传感器和采集单元间采用光纤信号传输和激光供电方式，实现了局部放电监测的全光纤传感，消除了 GIS操作过程产生的VFTO和瞬态地电位升高等暂态干扰的影响，从而提高GIS局部放电监测系统的灵敏度和可靠性，实现对GIS局部放电信号的准确测量。综上所述，通过在GIS壳体上设置内置或外置型特高频电流传感器用于测量和传送局部放电检测信号，并且传感器采用的是由采集单元提供的激光电源供电，从而保证了传感器供电系统与整体装置供电系统之间的电气隔离，保证了传感单元与采集单元之间的光电隔离，并且本实用新型不改变GIS结构，安装方便，传感灵敏，抗电磁干扰能力强，适用于GIS局部放电在线监测。以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种气体绝缘全封闭组合电器GIS局部放电监测装置，其特征在于，所述的装置包括传感单元、传输单元、信息采集单元、以及检测单元，其中，所述的传感单元设置于GIS壳体的外表面或内表面，所述的传输单元与所述的传感单元连接，所述的信息采集单元与所述的传输单元连接，所述的检测单元与所述的信息采集单元连接，所述的传感单元耦合所述GIS局部放电产生的特高频电磁辐射信号，并对所述耦合的特高频电磁辐射信号进行放大、检波、和电光转换处理成光信号，所述的传输单元传送所述的光信号到所述的信息采集单元，所述的信息采集单元接收所述传输单元发送的光信号， 并对所述的光信号进行光电转换、光通信处理成光通信信号，所述的检测单元根据所述光通信信号检测分析所述GIS局部放电情况。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的传感单元包括耦合模块，用于耦合所述GIS局部放电产生的特高频电磁辐射信号；信号放大模块，与所述的耦合模块连接，用于对所述的特高频电磁辐射信号进行放大处理；检波模块，与所述的信号放大模块连接，用于对经过放大处理的特高频电磁辐射信号进行检波处理；电光转换处理模块，与所述的检波模块连接，用于对经过检波处理的特高频电磁辐射信号进行电光转换处理成光信号。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的信息采集单元包括光电转换处理模块，用于对接收的光信号进行光电转换处理；光通信处理模块，与所述的光电转换处理模块连接，用于对经过光电转换处理的信号进行光通信处理。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的信息采集单元还包括电能模块，用于产生能源型电能、并将所述的能源型电能经过所述的传输单元传送给所述的传感单元，以为所述的传感单元供电。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的电能模块为半导体激光器。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的传感单元接地。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的传输单元为光纤。
专利摘要本实用新型提供一种GIS局部放电监测装置，该装置包括传感单元、传输单元、信息采集单元、以及检测单元，其中，传感单元设置于GIS壳体的外表面或内表面，传输单元与传感单元连接，信息采集单元与传输单元连接，检测单元与信息采集单元连接，传感单元耦合GIS局部放电产生的特高频电磁辐射信号，并对耦合的特高频电磁辐射信号进行放大、检波、和电光转换处理成光信号，传输单元传送光信号到信息采集单元，信息采集单元接收传输单元发送的光信号，并对光信号进行光电转换、光通信处理成光通信信号，检测单元根据光通信信号检测分析GIS局部放电情况。通过本实用新型，可以有效降低GIS操作过程中产生的强瞬态电磁干扰，进而可以准确地对GIS局部放电进行监测。
文档编号G08C23/04GK202075376SQ20112015869
公开日2011年12月14日 申请日期2011年5月18日 优先权日2011年5月18日
发明者张庆生, 徐翔, 高文胜 申请人:北京领翼中翔科技有限公司