[实用新型]高压开关柜绝缘子局部放电在线监测装置

说明书

本实用新型提供了一种高压开关柜绝缘子局部放电在线监测装置，包括穿心式电流互感器、信号调理单元、高速采样单元、FPGA单元、微处理器单元、显示单元、环境温度传感器单元、通信接口单元、测温传感器单元、视频监视单元、电源单元；所述穿心式电流互感器、信号调理单元、高速采样单元和FPGA单元依次耦接，所述FPGA单元、显示单元、环境温度传感器单元、通信接口单元、测温传感器单元和视频监视单元分别耦接所述微处理器单元，所述电源单元耦接FPGA单元和微处理器单元用于供电。本实用新型的监测装置，综合三种监测数据，可实现高压开关柜绝缘子局部放电的有效监测。

技术领域

本实用新型涉及电气技术领域，具体涉及高压开关柜绝缘子局部放电监测装置。

背景技术

国家对高压电气设备的绝缘特性有着严格的要求，但是由于受到生产工艺或者材料本身的限制，绝缘体内部总是存在一些诸如杂质、尖刺、气泡间隙等等的瑕疵。高电压形成的强电场在这种绝缘体内部无法均匀分布，在存在瑕疵的部分电场强度会相对变强，导致这一部分容易发生只存在于这一局部的放电现象，称作局部放电。单独一次的局部放电并不能击穿绝缘体，但是随着局部放电次数的增多，绝缘特性下降导致更加频繁的发生局部放电，最终对绝缘体产生大的破坏性击穿，从而引发各类电气故障问题。因此对于电网整体来说，电力系统故障的重要诱因之一就是局部放电导致得电气设备绝缘劣化乃至损坏。在这一前提下，对于高压开关柜绝缘子的局部放电进行在线监测可以有效预测装置绝缘特性情况，提前防备发生电力事故，对高压开关柜故障进行预警。

实用新型内容

为此本实用新型提出一种高压开关柜绝缘子局部放电在线监测装置，通过综合监测绝缘子表面对地放电电流波形及频谱、绝缘子表面温升和表面灼烧痕迹实现对高压开关柜绝缘子局部放电的有效监测。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种高压开关柜绝缘子局部放电在线监测装置，包括穿心式电流互感器、信号调理单元、高速采样单元、FPGA单元、微处理器单元、显示单元、环境温度传感器单元、通信接口单元、测温传感器单元、视频监视单元、电源单元；

所述穿心式电流互感器、信号调理单元、高速采样单元和FPGA单元依次耦接，所述FPGA单元、显示单元、环境温度传感器单元、通信接口单元、测温传感器单元和视频监视单元分别耦接所述微处理器单元，所述电源单元耦接 FPGA单元和微处理器单元用于供电；

所述穿心式电流互感器包括环形坡莫合金铁芯、线圈和非闭合磁路屏蔽罩，所述线圈均匀绕制在环形坡莫合金铁芯上，所述非闭合磁路屏蔽罩包围所述环形坡莫合金铁芯和线圈；待检测绝缘子对地引线穿过所述穿心式电流互感器。

进一步的，所述测温传感器单元为非接触式红外测温传感器，用于测量绝缘子表面温升。

进一步的，所述测温传感器单元测量时取绝缘子表面温度和环境温度的差值，作为温升是否升高的判据。

进一步的，所述视频监视单元为带红外补光的短焦距摄像头，用于捕捉绝缘子表面局部放电产生的灼烧痕迹。

进一步的，所述环境温度传感器单元为热敏电阻，用于采集环境温度值。

进一步的，所述显示单元为触摸屏，用于显示放电电流波形及频谱图、温升值、灼烧痕迹及灼烧程度对比值。

进一步的，所述信号调理单元采用高速运放跟随，以提高其输入阻抗。

进一步的，所述高速采样单元为12位的AD9226芯片。

进一步的，所述FPGA单元采用EP4CE10E22C8N，用于接收所述高速采样单元输出的采样数据并转送到所述微处理器单元。

进一步的，所述微处理器单元采用STM32F407ZGT6芯片，用于对所述 FPGA单元转送的采样数据基于汉宁窗函数进行时域变换，获得局部放电频谱。