[发明专利]一种电容型设备绝缘性能在线监测系统

说明书

本申请提供一种电容型设备绝缘性能在线监测系统，包括：电源模块、聚磁环、巨磁阻传感器、信号处理装置以及通信模块。其中，所述聚磁环为导磁材料制成的环形结构，其上设有嵌入巨磁阻传感器的开口气隙；巨磁阻传感器为包括四个磁敏电阻的惠斯通电桥结构，以感应聚磁环上的磁场变化，生成检测信号；巨磁阻传感器的输出信号引脚通过信号处理装置连接通信模块，以将检测信号经放大、降噪处理后，通过通信模块远程发送至终端设备。所述在线监测系统可以通过检测末屏电流产生的磁场，确定末屏电流以监测电容型设备的绝缘介电特性，以便提前发现设备的绝缘故障和缺陷。

技术领域

本申请涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种电容型设备绝缘性能在线监测系统。

背景技术

电容型设备是指电容器、电压互感器(CVT)等采用电容屏作为绝缘结构的设备，电容型设备可广泛应用在变电站中，数量约占全部变电站中全部设备的40％-50％。通常电容型设备的绝缘是由多层绝缘纸卷制而成，每层绝缘纸间卷有锡箔层，即电容屏。其中，位于最外层的电容屏称为“末屏”。电容型设备中电容屏的绝缘性好坏直接影响设备的整体运行，以致对电力系统安全可靠的运行产生重要影响。电容屏如果电容屏出现故障，还有可能对操作人员的人身安全和其他设备造成严重危害。

为了提前发现设备的绝缘故障和缺陷，保证电网安全高效的运行，需要对电容型设备电容屏的绝缘介电特性进行实时监测。实际应用中，可以通过检测末屏电流确定电容屏绝缘介电特性。末屏电流即最外层电容屏上产生的电流，虽然电容型设备的末屏电流小至毫安级别，但其中包含丰富的绝缘状态信息。因此，对末屏小电流信号的准确提取非常重要。

现有技术中，末屏小电流信号的提取主要通过在末屏上接线，连接简单的穿壁式微电流传感器。接线可以将末屏上的微电流导通至穿壁式微电流传感器，并通过传感器获取对应的微电流强度，以确定电容屏的绝缘性是否满足要求。然而，通过穿壁式微电流传感器的监测方式属于接触式测量，需要进行接线，因此安装调试过程较复杂，不利于在实施现场监测。

为了简化安装调试过程，便于实施现场作业，还可以采用非接触式电流传感器对末屏电流进行检测。一般非接触式电流传感器的工作原理为：通过测量被测电流产生的磁场强度，并结合磁场与电流之间的关系来计算出被测电流的大小，如电流互感器、罗氏线圈、霍尔式电流传感器、光纤式电流传感器等。但非接触式电流传感器容易受外界杂散磁场的干扰，导致监测结果不准确，并且对传感器元件对于放置位置也较敏感，如果放置位置不合适，将直接影响绝缘性的监测结果。

发明内容

本申请提供了一种电容型设备绝缘性能在线监测系统，以解决传统监测设备监测结果不准确的问题。

本申请提供的电容型设备绝缘性能在线监测系统，包括：电源模块和分别连接所述电源模块的聚磁环、巨磁阻传感器、信号处理装置以及通信模块；

其中，所述聚磁环为导磁材料制成的环形结构，所述聚磁环上设有开口气隙，所述巨磁阻传感器嵌入在所述聚磁环上的开口气隙内；所述巨磁阻传感器为包括四个磁敏电阻的惠斯通电桥结构；所述巨磁阻传感器的四个磁敏电阻中，位于对臂位置的两个磁敏电阻进行磁屏蔽处理，以感应所述聚磁环上的磁场变化，生成检测信号；

所述巨磁阻传感器的输出信号引脚通过所述信号处理装置连接所述通信模块，以将所述检测信号经放大、降噪处理后，通过所述通信模块远程发送至终端设备。

可选的，所述聚磁环为坡莫合金材料制成的圆环结构或矩形环结构。

可选的，所述信号处理装置包括放大电路；所述放大电路连接所述巨磁阻传感器的输出信号引脚；所述放大电路中内置串行连接的运算放大器和功率放大器，用于对检测信号进行放大，以减小杂散磁场影响。

可选的，所述信号处理装置还包括反馈电路；所述反馈电路内置反馈线圈，所述反馈线圈的一端连接所述功率放大器，另一端缠绕在聚磁环上。