[实用新型]局部放电在线检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种局部放电在线检测系统。

背景技术

随着城乡电网的发展，电力电缆的使用日趋增多，要求也逐步提高。原有依靠定期停电后进行绝缘预防性试验的方法已经不能够真实的反映出电缆在运行条件下的绝缘状态。目前国内外已采用的或较有前途采用的方法有直流叠加法、直流成份法、电缆绝缘介损法等局部放电在线检测方法。局部放电在线检测方法中，传统的电磁耦合法的测量频率一般为几十KHZ到几百KHZ，难以满足电缆局放测量的要求。

实用新型内容

为弥补现有技术的不足，本实用新型在原有的电磁耦合法基础上，运用数字采集技术和数据处理来对局放信号进行监测与处理。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：局部放电在线检测系统，它包括对中高压电缆进行检测的电流传感器；所述电流传感器的输出端分别与放大模块和相位检测模块的输入端连接，放大模块和相位检测模块的输出端分别与数据采集单元输入端连接，数据采集单元输出端与计算机终端连接。

所述电流传感器为罗戈夫斯基线圈型传感器。

所述放大模块为前置信号放大器。

所述相位检测模块包括低通有源滤波器，低通有源滤波器与工频过零比较器连接。

所述数据采集单元采用PCI5112 数据采集卡。

利用电流传感器检测电缆局部放电的原理是：将罗戈夫斯基线圈安装在电缆终端屏蔽层的接地线上，通过感应流过电缆屏蔽层的局放脉冲电流来检测局放。由于宽频带电磁耦合法具有操作设备小巧灵活，操作安全，抗干扰性较强，能更加真实地反映脉冲波形等优点。

有益效果：本实用新型可检测电缆的不同缺陷情况，能够有效剔除或抑制来自电缆接头外部的各种干扰，真实的测得接头内部局部放电信号。通过研究分析电缆不同缺陷情况下局部放电的特征及其规律，将局部放电的特征累积成一个“知识库”，为评估电缆接头的绝缘状况提供了有效的参考。系统根据探测信号的时间差、波形特征等实现对电缆局部放电源的精确定位；检测系统能够及时掌握电缆运行状况，精确定位电缆内部的局部放电源，定位精度可低于1%，大大节省了人力，降低了事故发生的概率，对预防重大事故的发生具有重大意义。

附图说明

图1本实用新型基本框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

电缆局部放电在线检测系统主要分为以下几个部分：电流传感器、前置信号放大器、相位检测模块、数据采集单元与计算机终端，系统的基本框图如图1所示，它包括对中高压电缆进行检测的电流传感器；所述电流传感器的输出端分别与放大模块和相位检测模块的输入端连接，放大模块和相位检测模块的输出端分别与数据采集单元输入端连接，数据采集单元输出端与计算机终端连接。所述电流传感器为罗戈夫斯基线圈型传感器。

所述放大模块为前置信号放大器。

所述相位检测模块包括低通有源滤波器，低通有源滤波器与工频过零比较器连接。

所述数据采集单元采用PCI5112 数据采集卡。

其中，电流传感器用电磁耦合的方法来检测电缆中的电流。

前置信号放大器主要用于电流信号的高频带通滤波放大，使采样信号能够达到测量电路所要求的电平范围，并保证信号不出现明显的失真与延迟现象；由于电力电缆电容量比较大，而对系统可测局部放电量要求不低于 50pC，因此其放电幅值很小（在μV级），同时又要求能对局部放电进行抗干扰，这就对放大器提出了很高的要求，既要具有较宽的测量频带，又要具有较高的放大倍数和很低的本机噪声。根据对电缆及其附件局部放电检测的要求，我们采用放大器频带宽于200k～20MHz，放大倍数能够达到 1000倍。它主要包括衰减和放大两部分。选用衰减单元主要是考虑到不同的放电水平，需要不同的放大倍数。此外，放大器的电源部分与外界电源进行了隔离，并经过滤波处理，以防止外界电源带来的干扰影响放大器性能。

信号相位检测模块主要用于检测电流信号的相位，其中低通有源滤波器可将采样信号进行低通滤波得到适合的工频信号，工频过零比较器则将此工频信号分析比较，判断放电信号的相位关系；对于局部放电信号，除了放电幅值大小，放电发生的时刻相对于工频电压的相位也是很重要的一个参数，这有助于对放电类型的识别。我们采用如下方法来得到放电信号的相位：从外部引入一个工频电源，由于该电源电压与在线运行的电缆中的工频电压相位差恒定，所以可以通过对该工频电源的相位进行检测来获得传感器耦合出的放电信号的相位。

数据采集单元将分析处理后的信号进行完整采集，上传至上位计算机中，由后台分析中心进行局部放电信号的最终处理。数据采集单元在电缆接头的局部放电在线检测装置的模拟部分和数字部分之间起着桥梁的作用，由于局部放电测量的独特性，不仅要求数据采集符合奈奎斯特采样定理（Nyquist Theorem），而且要满足局部放电测量的要求。根据奈奎斯特采样定律(Nyquist Theorem)，采集系统最小的采样率必须是被测对象最大频率的两倍，才不至于出现频率混迭。而且采样率越高，数字系统恢复出来得波形越真实，定量越准确。电缆接头的局部放电检测不仅要完成对单个放电波形的采集，同时还要能够准确的测得单个放电波形在它所在工频周期中的相位，为以后的谱图分析做准备。因此本检测装置的数据采集单元不仅要有较高的采样速率，还要有较深的存储深度（至少能采集一个工频周期的数据）。经过市场调研，可采用美国国家仪器公司生产的 PCI5112 数据采集卡。