[發明專利]一種開關柜局部放電檢測系統

在審

• 申請號: 201510560235.0
• 申請日: 2015-09-02
• 公開（公告）號: CN105116304A
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發明（設計）人: 李鑫;陳曉科;徐曉剛;張曉星;汪進鋒;黃楊玨;曾杰;楊汾艷;程政;李新
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力科學研究院;武漢大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑

技術領域

本發明涉及一種開關柜局部放電檢測系統，尤其是涉及一種基于內置于開關柜內超高頻天線傳感器的開關柜局部放電檢測系統。

背景技術

高壓電氣設備的絕緣內部總是存在一些缺陷，如氣泡間隙、雜質、尖刺等，在強電場作用下使得設備絕緣內部的電場分布不均勻，在缺陷部位的電場強度增大，從而容易導致該部位發生未貫穿整個絕緣的放電，即局部放電。局部放電一般不會引起絕緣的穿透性擊穿，但是卻會導致絕緣介質的局部損壞。若其長期存在，則會在一定條件下造成絕緣裝置電氣強度的破壞，最終造成設備絕緣擊穿。因而對于電氣設備而言，電氣設備發生局部放電現象是導致其絕緣老化或劣化甚至損壞從而引發設備損毀及電力系統事故的重要原因之一，同時局部放電也是設備絕緣完整性退化的標志。因此對電氣設備的局部放電進行在線監測是評估設備絕緣狀況的重要手段，也是發現設備潛伏性故障，最終實現故障預警，避免故障發生的有效措施之一。

開關柜是向配電網或用戶供電的直接設備，且在電力系統中大量應用。由于和供電直接相關，開關柜故障造成停電事故帶來的經濟損失和社會損失會非常大。對運行中的高壓開關柜進行局部放電在線監測，能為開關柜狀態檢修提供重要參數和依據，提高開關柜試驗檢修效率，從而避免開關柜突發事故，提高供電質量。

目前比較成熟的檢測開關柜設備局部放電的方法主要是暫態對地電壓檢測法(TEV)、超聲波檢測法以及特高頻(UHF)檢測法。其中特高頻檢測法是近年來發展起來的一項新技術。它采用測量高壓設備絕緣隱患在運行電壓下輻射的電磁波來判斷設備是否發生局部放電，該方法可以非接觸測量及在線檢測。與其它局部放電檢測方法相比，UHF法具有靈敏度較高、抗干擾能力較強、可識別故障類型以及定位故障源等優點。通過對設備局部放電的特高頻在線檢測能夠及時準確地判斷電氣設備內部絕緣狀態，這對防止電力設備事故發生，保障電力系統安全穩定運行具有重大意義。

特高頻天線作為接收局部放電所產生的電磁波信號的傳感器，是特高頻監測系統的核心部分，其性能的好壞也直接決定了特高頻信號后期提取和識別的難易程度，性能較好的特高頻天線傳感器應當具有頻帶寬、駐波比小、增益大、方向性好的特點。而作為內置天線傳感器來說，除此之外，還應當具有合理的尺寸和形狀，其安裝不能影響設備內部的絕緣。

申請號為CN2012102303160的“一種開關柜內置超高頻天線傳感器”的中國發明專利申請，該天線傳感器由輻射天線、電介質層、空氣層和接地層組成，該傳感器的主要缺點是：結構比較復雜，占用空間大且不便于安裝。此外，目前還沒有出現過基于內置于開關柜超高頻天線傳感器的開關柜局部放電檢測系統。

發明內容

本發明所要解決的技術問題，就是提供一種開關柜局部放電檢測系統，其高度集成化，具有體積小、重量輕、操作簡單等優點，檢測人員不需要專業的培訓，減小了人力物力的投入。

解決上述技術問題，本發明采用以下的技術方案：

一種開關柜局部放電檢測系統，其特征是：包括通過同軸電纜連接的手持式檢測設備和內置于開關柜內的特高頻傳感器兩個子系統；

所述的內置于開關柜內的特高頻傳感器包括天線輻射層、電介質層、饋電探針和BNC電纜接頭，所述電介質層的一個表面直接貼附在所述開關柜內壁上以開關柜的柜殼作為特高頻傳感器的信號參考地，所述的天線輻射層鋪設在電介質層的另一表面上，所述的饋電探針垂直并內置于電介質層內，其內端與天線輻射層連接、另一端與從外向內穿過所述開關柜壁通孔的BNC電纜接頭內芯相連接，BNC電纜接頭外殼與開關柜柜體電連接，所述BNC電纜接頭用于連接同軸電纜；

所述的手持式檢測設備帶有BNC電纜接頭，同軸電纜連接特高頻傳感器的BNC電纜接頭與手持式檢測設備的BNC電纜接頭，從而實現兩個子系統的連接；

所述的手持式檢測設備包括一DSP芯片，所述的DSP芯片經第一I/O接口與一數據采集模塊相連接，所述的數據采集模塊與一信號處理模塊連接，所述的信號處理模塊與BNC電纜接頭連接并接收從同軸電纜傳來的信號；

所述的DSP芯片經第二I/O接口與一工頻信號獲取模塊相連接。

所述的電介質層為相對介電常數為2.5～6.0的環氧樹脂。

所述天線輻射層為厚度為10μm～120μm的銅或鋁，天線輻射層的形狀為Koch雪花，在天線輻射層上設置有一孔徑為0.5mm～1.5mm的饋電點，所述饋電探針的內端與饋電點焊接。

所述天線輻射層的外表面鍍有厚度為2μm～10μm的錫層以便焊接饋電探針。