[發明專利]一種局部放電信號檢測系統

在審

• 申請號: 201810169074.6
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108120910A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 李振華;李春燕;陶淵;李秋惠;李振興;邱立;徐艷春
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

一種局部放電信號檢測系統，包括檢測傳感器、信號示波單元、信號處理終端。所述檢測傳感器包括PCB板、正面布線、背面布線，通過PCB板上的正面布線、背面布線，形成測量線匝，所述正面布線、背面布線采用過孔相連。所述檢測傳感器連接信號示波單元，所述信號示波單元連接信號處理終端。本發明大大降低附近導線磁場等干擾因素的影響，提高局部放電檢測的準確度。回線設計方式也不同于傳統PCB線圈的回線設計方式，其回線構成的回路面積更接近于繞線本身形成的回路面積，從而補償效果更好，抗干擾能力更強。

技術領域

本發明一種局部放電信號檢測系統，用于對電力設備，包括變壓器、斷路器、互感器等的局部放電狀態進行實時檢測，從而為狀態監測提供數據支撐。

背景技術

局部放電檢測對于判斷和評估電力設備的絕緣狀態有重要意義，因此準確的檢測局部放電信號成為電力設備檢測的重要內容之一。目前常用的局部放電檢測方法包括特高頻法、超聲波法、空心線圈法等。空心線圈法具有體積小、重量輕、成本低、測量頻帶寬等優點，成為目前局部放電檢測的主要方法之一。然而，空心線圈的設計是影響局部放電檢測結果的關鍵點。傳統纏繞式空心線圈難以保證線匝均勻性，導致測量準確度不高。基于印刷電路板技術(PCB)的空心線圈可以保證線匝分布的均勻性，但是目前的PCB板布線方式中，正面布線與反面布線不平行，導致每個線匝有一半的部分與一次導線中心不在一條直線上，從而易受干擾因素影響。另外，回線設計方式也不能很好的補償垂直方向磁場干擾，導致輸出結果誤差較大。

中國專利“CN105929313A”提供了一種高壓設備局部放電測量空心線圈傳感器，采用空心線圈作為傳感器。空心線圈采用繞制形式，其屏蔽在每一圈上均設置屏蔽斷口，有助于增大測量頻帶，然而卻降低了其抗干擾性能。中國專利“CN102495340A”提供了一種基于電磁波及高頻CT的電力電纜局部放電在線監測系統，采用寬頻帶Rogowski線圈電流互感器進行局部放電信號的監測，其線圈骨架材料采用錳鋅鐵氧體材料的矩形截面環形骨架，具有集磁的作用，有利于提高線圈輸出信號值，然而這種錳鋅鐵氧體材料作用類似于傳統電磁式電流互感器的鐵芯，限制了線圈的動態范圍及測量頻帶。

發明內容

針對目前局部放電檢測中存在的傳感器精度不高、易受干擾因素影響、測量頻帶較低等問題。本發明提供了一種局部放電信號檢測系統，包括檢測傳感器、信號示波單元、軟件處理平臺等部分，檢測傳感器針對目前PCB空心線圈存在的易受干擾等問題，設計了一種抗干擾能力強的空心線圈，其PCB板正面和背面布線采取重疊布線的方式，使得線匝平面的延長線與一次導線中心處于同一直線連接線上，從而大大降低附近導線磁場等干擾因素的影響，提高局部放電檢測的準確度。回線設計方式也不同于傳統PCB線圈的回線設計方式，其回線構成的回路面積更接近于繞線本身形成的回路面積，從而補償效果更好，抗干擾能力更強。

本發明采取的技術方案為：

一種局部放電信號檢測系統，包括檢測傳感器、信號示波單元、信號處理終端。

所述檢測傳感器包括PCB板、正面布線、背面布線，通過PCB板上的正面布線、背面布線，形成測量線匝，所述正面布線、背面布線采用過孔相連。所述檢測傳感器連接信號示波單元，所述信號示波單元連接信號處理終端。

所述正面布線與背面布線重疊，同一個線匝正反之間布線幾乎全部重疊，線匝平面的延長線與一次導線L0中心處于同一直線連接線上。大大降低附近導線磁場等干擾因素的影響。測試數據表明，本發明提供的傳感器布線方式，受電磁干擾更小，誤差僅為0.023％。

所述檢測傳感器包括第一回線、第二回線，第一回線的半徑為PCB板線圈內圈的半徑，第二回線的半徑為PCB板線圈外圈的半徑。從而整個回線構成的回路面積與繞線本身回路面積基本一致，與目前常見的回線設計方法相比，其回線構成的回路面積更接近于繞線本身形成的回路面積，因而補償效果更好，傳感器抗垂直方向干擾能力更強。測試結果表明，垂直方向干擾誤差小于0.01％。