[发明专利]基于超声辅助的局部放电带电检测装置

说明书

技术领域

本发明属于电气领域的一种装置，尤其是一种基于超声辅助的局部放电带电检测装置。

背景技术

局部放电是反映大型电力设备绝缘老化和故障最灵敏的参数，也是加速电力设备绝缘劣化的重要因素。因此，对运行中的电力设备进行局部放电测量很有必要和意义。设备内部发生局部放电时会产生声、光、电等多种信号，目前局部放电检测应用最普遍的方法为脉冲电流法，但利于该方法检测运行中电力设备时会受到现场电磁干扰的严重影响，难以分辨检测到的脉冲电流信号是否为设备内部放电信号。为了抑制现场电磁干扰，现在发展了很多方法，如数字滤波、极性鉴别、小波分析等。但这些方法在现场有时效果并不显著，因此需要发展新的干扰抑制方法。

试验研究表明，仪器检测到的电力设备内部放电所产生的超声信号基本不受外部电磁干扰的影响，但超声信号难以用仪器进行定量测量，因此长期以来超声信号基本作为放电定位的一种方法。但从干扰抑制的角度来看，超声信号可以作为一种识别内部放电的有效判据。

发明内容

本装置发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种结构简单、功能完备、成本低廉、可有效抑制干扰、测量准确可靠的基于超声辅助的局部放电带电检测装置。

实现本发明的技术方案是：

一种基于超声辅助的局部放电带电检测装置，其特征在于：由传感器电路、信号调理单元、数据采集卡、工控机组成，传感器电路耦合局部放电脉冲电流信号及超声信号并与信号调理单元的模拟信号输入端相连接，信号调理单元的输出端连接数据采集卡的输入端，信号调理单元的触发信号输出连接数据采集卡的触发端，工控机的I/O卡连接信号调理单元，数据采集卡通过其PCI插槽连接工控机，信号调理单元及数据采集卡通道为4～8通道且每个通道既可连接电信号传感器，也可连接声信号传感器，系统带宽为40k～1MHz，触发方式为外触发或者任意通道触发。

而且，所述的传感器为用于耦合局部放电脉冲电流的穿心式高频电流传感器，或者用于耦合局部放电超声波信号的压电陶瓷式超声传感器。

而且，所述的穿心式高频电流传感器的频带为40k～1MHz，所述的压电陶瓷式传感器响应频带在20k～200kHz。

本发明的优点和积极效果是：

1.本发明融合了声、电信号检测技术，采用了基于超声信号检测的局部放电干扰抑制方法，原理简单，效果明显。

2.使用该装置可带电检测电力变压器、GIS等电力设备的局部放电水平。

3.本发明结构简单，功能完备，成本低廉，检测准确。

附图说明

图1是本发明局部放电检测仪内部电气联系图；

图2是本发明的穿心式高频电流传感器电路结构示意图；

图3是本发明的超声传感器压电陶瓷晶片电路结构示意图；

图4是本发明的局部放电检测仪外部接线图；

图5是本发明的超声辅助判别实测信号图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。需要说明的是：本实施例是陈述性的，而不是限定性的。

本检测装置的外形为一长方体结构(装置的外形图没有给出)，在后面板上设置有8路模拟信号输入通道，一路外部触发信号输入通道，8路数字信号输出通道；上面板为一可随意调整角度的LCD液晶显示屏。它体积不大于600×400×400mm，重量不大于20Kg，便于携带，可以方便进行电力设备局部放电信号的移动式检测。

本检测仪箱体内的控制电路组成为：传感器电路、信号调理单元、数据采集卡、工控机组成。本检测装置可同时采集多路高频电流传感器信号和多路超声波传感器信号，并对其进行综合判断处理：当装置检测到脉冲电流信号并伴随有超声信号、且时延对应时，则判断为内部放电信号；当仅有脉冲电流信号或仅有超声信号时，则根据检测到的信号波形特征判断其是否为内部放电。本检测装置可采用两种传感器，一种为用于耦合局部放电脉冲电流的穿心式高频电流传感器(见图2)，另一种为耦合局部放电超声波信号的压电陶瓷超声传感器(见图3)；穿心式高频电流传感器的电路由电阻R和电容C组成，并耦合变压器的局部放电信号，本穿心式高频电流传感器为罗高夫斯基线圈结构，其频率响应范围在40k～1MHz，内径尺寸大小在10mm～400mm之间；压电陶瓷超声传感器选择的是国产AE压电陶瓷晶片(以下简称为晶片)做为换能器，晶片材料是锆钛酸铅，响应频带为20k～200kHz。