[實用新型]一種集成式GIS局部放電超高頻檢測判定裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320242282.7
• 申請日: 2013-05-07
• 公開（公告）號: CN203414562U
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪沨;申晨
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電氣設(shè)備絕緣監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及氣體絕緣全封閉組合電器局部放電在線監(jiān)測裝置。?

背景技術(shù)

六氟化硫氣體絕緣組合電氣（GIS）將斷路器、隔離開關(guān)、快速接地開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、避雷器、部分母線、套管和電纜終端等電氣元件封閉組合在接地的金屬外殼中，以六氟化硫為絕緣和滅弧介質(zhì)，具有占地面積小、運行可靠、檢修周期長、維護工作量小、安裝迅速、運行費用低、無電磁干擾等特點。在GIS事故中，絕緣事故占了很大比重，因此，對GIS的有效監(jiān)測，必須針對絕緣故障進行實時監(jiān)控。GIS中局部放電往往是絕緣故障的前兆，所以，對GIS局部放電的監(jiān)測對保障氣體絕緣全封閉組合電器設(shè)備的安全運行具有重要意義。?

GIS內(nèi)部發(fā)生局部放電時，由于放電點處電荷的迅速轉(zhuǎn)移，形成持續(xù)時間很短的電流脈沖，并產(chǎn)生頻率分量極其豐富的電磁波，其中橫電波和橫磁波具有各自的下限截止頻率，一般為250MHz～350MHz，使用超高頻法對局部放電進行監(jiān)測具有抗干擾能力強，靈敏度高，可長期監(jiān)測的特點。?

在超高頻檢測中超高頻信號的采集和處理是其關(guān)鍵。由于現(xiàn)場電磁環(huán)境復(fù)雜，模擬信號易受到干擾，作為在線監(jiān)測設(shè)備，要求其具有簡單性、易操作性和現(xiàn)場可行性。如中國專利號為ZL200510057031.1公開的“氣體絕緣組合電器局部放電超高頻檢測裝置及方法”，該裝置主要由傳感器、放大濾波器、高速數(shù)字采集器和計算機等組成，因計算機和高速數(shù)字采集器應(yīng)遠離GIS，傳感器接收的模擬信號頻率高，傳送距離遠，容易引入干擾，降低信噪比，且高速數(shù)字采集器價格較高，不利于在線監(jiān)測設(shè)備的廣泛推廣使用。又如中國專利號為ZL201210331526.9公開的“基于超高頻檢測的智能開關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)及方法”通過下混頻降低了信號的頻率，但是混頻器使其檢測帶寬小，其前端放大濾波電路使檢測動態(tài)范圍較小，無法同時監(jiān)測遠距離的小信號局放和近距離的大信號局放，且傳感器單元和監(jiān)測單元間也容易引入干擾。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有的GIS局部放電超高頻監(jiān)測裝置的不足之處，提高GIS局放監(jiān)測的可應(yīng)用性。本發(fā)明裝置無GIS內(nèi)置天線，不改變GIS本體結(jié)構(gòu)，天線和處理系統(tǒng)分別置于雙層腔體的各層，天線腔體(10)為天線提供信號屏蔽，電路腔體為電路板提供容納空間和EMI屏蔽。?

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種集成式GIS局部放電超高頻檢測判定裝置,主要包括傳感器(1)、降頻器(2)、比較器(3)、計數(shù)器(4)、單片機(5)，電路板(6)，主控室計算機(7)，雙層腔體殼(16)。傳感器天線為蝶形天線(12)，安裝在傳感器第一層腔體(10)中，通過環(huán)氧樹脂封裝，第一層腔體與第二層腔體中間有通孔(13)，同軸電纜(8)通過通孔將碟形天線(12)與電路板(6)連接。電路板安裝在傳感器第二層腔體(11)中，通過背板(14)封裝，降頻器(2)、比較器(3)、計數(shù)器(4)、單片機(5)在電路板(6)上，電路板(6)對局放信號進行處理，輸出為RS485總線(9)，其通過嵌在背板(14)上的四針航空接頭(15)輸出，電路板(6)與主控室計算機(7)通過四芯線(9)相連接，運行人員便可監(jiān)測GIS內(nèi)部的局放情況。相比采用示波器或者A/D采集卡，本裝置模擬信號線路全部集中在與GIS相連的金屬殼體中，有效的隔離外界干擾，具有較高的檢測靈敏度和信噪比。本發(fā)明的降頻器由阻抗匹配電路和對數(shù)檢波電路組成，它能將高于300MHz的局放超高頻信號轉(zhuǎn)換成低于10MHz的高頻信號。?

本發(fā)明裝置的工作過程：當GIS內(nèi)部發(fā)生局部放電時，第一層腔體(10)內(nèi)的蝶形天線(12)接收到的高頻電磁波信號通過同軸電纜(8)傳輸至電路腔的電路板(6)上，在電路板(6)上首先通過阻抗匹配電路進行阻抗匹配，以減少高頻信號的反射，然后通過降頻器(2)降低信號頻率，降頻器(2)由對數(shù)檢波器組成，天線接收到的超高頻信號經(jīng)檢波得到高頻信號，該高頻信號經(jīng)比較器(3)比較，得到數(shù)字信號提供給計數(shù)器(4)，單片機(5)讀取計數(shù)器(4)的值并由485總線發(fā)送至主控室內(nèi)的計算機(7)，單片機(5)還提供模擬電壓給比較器(3)作為比較器的比較閾值。?

發(fā)明裝置檢測頻帶在超高頻段，能夠有效避開低頻干擾，且天線電路全部包含在雙層腔體內(nèi)，腔體對干擾信號也具有屏蔽作用，在不改變GIS結(jié)構(gòu)的前提下，能夠清晰準確的檢測出GIS內(nèi)部局部放電產(chǎn)生的超高頻電磁波信息，對GIS實施在線監(jiān)測。集成式的傳感器簡化接線方式，腔體外通過一根四芯線連接至主控室，便于在變電站內(nèi)多傳感器安裝和布線。?