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开关柜局部模拟放电检测装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种开关柜局部模拟放电检测装置，包括电源模块、开关柜模块和电脉冲局部放电检测模块，开关柜模块包括柜体、超声波传感器、高频传感器、TEV传感器、视频监控系统和放电模型，电源模块输出稳定的电压至放电模型，放电模型在柜体内模拟开关柜局部放电现象，超声波传感器、高频传感器、TEV传感器采集放电模型在模拟开关柜局部放电现象中的各项参数，并采集到的参数发送至电脉冲局部放电检测模块，视频监控系统采集放电模型模拟局部放过程中的图像数据。放电模型能够准确模拟出开关柜局部放电现象，各项传感设备准确采集各项参数，再由电脉冲局部放电检测模块分析，无需复杂的模拟检测操作，其检测效率高、能广泛模拟多种缺陷。
【专利说明】开关柜局部模拟放电检测装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力电网【技术领域】，特别是涉及开关柜局部模拟放电检测装置。
【背景技术】
[0002]开关柜是一种电设备，外线先进入柜内主控开关，然后再进入分控开关，各分路按其需要设置。如仪表，电动机磁力开关，各种交流接触器等，有的还设高压室与低压室开关柜，设有高压母线，如发电厂等，有的还设有为保主要设备的低周减载。
[0003]在电力电网正常运行中，会存在有开关柜局部放电的现象，这时需要对开关柜局部放电进行检测，并且根据检测结果做出相应的处理方案，确保电力电网的正常安全运行。如何根据开关柜局部放电现象，准确制定出解决方案是个非常重要的问题，那么这时就需要在实验室中对开关柜局部放电进行模拟检测，以便寻找准确的解决方案。
[0004]目前开展开关柜局部放电模型检测都需要都需要对开关柜进行放电，再把缺陷布置在开关柜内部，再对开关柜进行充气，这样会耗费大量的时间进行开关柜的缺陷布置和模拟，模拟检测效率低下，且模拟缺陷种类数量少，不能满足实际开关柜局部模拟放电检测的需求。

【发明内容】

[0005]基于此，有必要针对现有开关柜部放电模型检测效率低下、且模拟缺陷种类数量局限的问题，提供一种开关柜部放电模型检测效率高、能广泛模拟多种缺陷的开关柜局部模拟放电检测装置。
[0006]一种开关柜局部模拟放电检测装置，包括依次连接的电源模块、开关柜模块和电脉冲局部放电检测模块；
[0007]所述电源模块包括依次连接的电源控制模块、电源滤波器和无局放升压变器，所述开关柜模块包括柜体、超声波传感器、高频传感器、TEV传感器、视频监控系统和放电模型，所述超声波传感器、所述高频传感器、所述TEV传感器紧贴所述柜体的内壁设置，所述放电模型内置于所述柜体，所述视频监控系统设置于所述柜体，所述超声波传感器、所述高频传感器以及所述TEV传感器分别与所述电脉冲局部放电检测模块连接，所述放电模型的两端分别与所述电源模块的正负极连接；
[0008]所述电源模块对输入的电进行过压/过流保护、滤波处理和电压调节处理，传输处理后的电至所述放电模型，所述放电模型模拟局部放电现象，所述超声波传感器、所述高频传感器、所述TEV传感器采集放电模型在局部放电过程中的传感参数，并将采集到的传感参数发送至所述电脉冲局部放电检测模块，所述视频监测系统采集放电模型模拟局部放过程中的图像数据，所述电脉冲局部放电检测模块根据接收到的传感参数，对所述放电模型模拟局部放电现象进行分析。
[0009]本发明开关柜局部模拟放电检测装置，包括依次连接的电源模块、开关柜模块和电脉冲局部放电检测模块，开关柜模块包括柜体、超声波传感器、高频传感器、TEV传感器、视频监控系统和放电模型，电源模块输出稳定的电压至放电模型，放电模型在柜体内模拟开关柜局部放电现象，超声波传感器、高频传感器、TEV传感器采集放电模型在模拟开关柜局部放电现象中的各项参数，并采集到的参数发送至电脉冲局部放电检测模块，视频监控系统采集放电模型模拟局部放过程中的图像数据。整个装置，放电模型能够准确模拟出开关柜局部放电现象，各项传感设备准确采集各项参数，再由电脉冲局部放电检测模块分析，无需复杂的模拟检测操作，其检测效率高、能广泛模拟多种缺陷。
【专利附图】

【附图说明】
[0010]图1为本发明开关柜局部模拟放电检测装置第一个实施例的结构示意图；
[0011]图2为本发明开关柜局部模拟放电检测装置第二个实施例的结构示意图；
[0012]图3为本发明开关柜局部模拟放电检测装置第三个实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下根据附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
[0014]如图1所示，一种开关柜局部模拟放电检测装置，其特征在于，包括依次连接的电源模块100、开关柜模块200和电脉冲局部放电检测模块300 ；
[0015]所述电源模块100包括依次连接的电源控制模块110、电源滤波器120和无局放升压变器130，所述开关柜模块200包括柜体210、超声波传感器220、高频传感器230、TEV传感器240、视频监控系统250和放电模型260，所述超声波传感器220、所述高频传感器230、所述TEV传感器240紧贴所述柜体210的内壁设置，所述放电模型260内置于所述柜体210，所述视频监控系统250设置于所述柜体210，所述超声波传感器220、所述高频传感器230以及所述TEV传感器240分别与所述电脉冲局部放电检测模块300连接，所述放电模型260的两端分别与所述电源模块100的正负极连接；
[0016]所述电源模块100对输入的电进行过压/过流保护、滤波处理和电压调节处理，传输处理后的电至所述放电模型260，所述放电模型260模拟局部放电现象，所述超声波传感器220、所述高频传感器230、所述TEV传感器240采集放电模型260在局部放电过程中的传感参数，并将采集到的传感参数发送至所述电脉冲局部放电检测模块300，所述视频监测系统采集放电模型260模拟局部放过程中的图像数据，所述电脉冲局部放电检测模块300根据接收到的传感参数，对所述放电模型260模拟局部放电现象进行分析。
[0017]本发明开关柜局部模拟放电检测装置，依次连接的电源模块、开关柜模块和电脉冲局部放电检测模块，开关柜模块包括柜体、超声波传感器、高频传感器、TEV传感器、视频监控系统和放电模型，电源模块输出稳定的电压至放电模型，放电模型在柜体内模拟开关柜局部放电现象，超声波传感器、高频传感器、TEV传感器采集放电模型在模拟开关柜局部放电现象中的各项参数，并采集到的参数发送至电脉冲局部放电检测模块，视频监控系统采集放电模型模拟局部放过程中的图像数据。整个装置，放电模型能够准确模拟出开关柜局部放电现象，各项传感设备准确采集各项参数，再由电脉冲局部放电检测模块分析，无需复杂的模拟检测操作，其检测效率高、能广泛模拟多种缺陷。[0018]在具体实施例中，无局放升压变压器的具体参数性能如下:
[0019]额定功率:3KVA;
[0020]相数:单相；
[0021]工作频率:50Hz;
[0022]输入额定电压:200V;
[0023]输出额定电压:50KV;
[0024]100%额定电压下局放量:< 2PC ;
[0025]在具体实施例中，电源控制模块具体参数性能如下:
[0026]电压方式: 手动；
[0027]额定容量:5 KVA ；
[0028]工作频率:50Hz ；
[0029]输入额定电压:220V;
[0030]输出额定电压:250V;
[0031]局放量:SlPC;
[0032]具备过压、过流保护；
[0033]在具体实施例中，电源滤波器具体参数性能如下
[0034]额定容量:5KVA ；
[0035]工作频率:50Hz ；
[0036]输入额定电压:250V;
[0037]输出额定电压:250V;
[0038]滤波效果:≥20dB ；
[0039]在具体实施例中，视频监测系统具体参数性能如下:
[0040]通道数:2路；
[0041]模式:红外；
[0042]最小分辨率:1024*768；
[0043]供电方式:电池；
[0044]具备自动记录、备份功能；
[0045]实时影像传递。
[0046]放电模块用于模拟局部放电现象，放电模块的选择可以根据实际需要模拟的放电现象进行选择，具体来说，放电模块主要包括:尖端放电:具备尖端锋锐度选择，尖端位置选择(高压侧低压侧)，气隙放电:具备气隙大小数量选择，悬浮放电:具备悬浮物种类选择，金属颗粒放电:具备颗粒大小、种类、数量选择，沿面放电:具备材料选择。
[0047]超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。优选的，超声波传感器感应中心频率为40KHz，高频传感器感应频带:3M~30MHz，TEV传感器感应频带:3M~100MHz。
[0048]如图2所示，在其中一个实施例中，所述开关柜局部模拟放电检测装置还包括耦合电容400，所述耦合电容400与所述电源模块100并联连接。
[0049]耦合指信号由第一级向第二级传递的过程，从电路来说，总是可以区分为驱动电源和被驱动的负载。如果负载电容比较大，驱动电路要把电容充电、放电，才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时候，电流比较大，这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻(特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹)，这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作。在本实施例中，增设耦合电容可以处理电路存在噪声电流，提高整个装置模拟检测的精度和准确度。
[0050]在其中一个实施例中，所述柜体为环网柜柜体。
[0051]如图3所示，在其中一个实施例中，所述开关柜局部模拟放电检测装置还包括，六氟化硫气压检测模块500和六氟化硫充放气接口 600，其中，所述六氟化硫气压检测模块500设置于所述环网柜柜体210，所述六氟化硫充放气接口 600内嵌于所述环网柜柜体210
的柜壁。
[0052]六氟化硫具有良好的电气绝缘性能及优异的灭弧性能。其耐电强度为同一压力下氮气的2.5倍，击穿电压是空气的2.5倍，灭弧能力是空气的100倍，是一种优于空气和油之间的新一代超高压绝缘介质材料。六氟化硫以其良好的绝缘性能和灭弧性能，如:断路器、高压变压器、气封闭组合电容器、高压传输线、互感器等。在环网柜体中，增设六氟化硫气压检测模块和六氟化硫充放气接口，便于六氟化硫的直接检测和充放气，避免在检测过程中复杂的缺陷布置和充放气准备，提高了检测效率。
[0053]在其中一个实施例中，所述耦合电容为无局放耦合电容器。
[0054]具体来说，无局放耦合电容器具体参数如下:
[0055]额定电容量:800PF;
[0056]额定最高电压:100KV ；
[0057]分压比:986:1 ；
[0058]100%额定电压下局放量:< 3PC ;
[0059]如图3所示，在其中一个实施例中，所述开关柜局部模拟放电检测装置还包括阻抗检测模块700，所述阻抗检测模块700与所述耦合电容400串联，所述阻抗检测模块700与所述电脉冲局部放电检测模块300连接。
[0060]阻抗检测模块能够检测电路中的阻抗，很好的保护整个电路。
[0061]在其中一个实例中，所述电脉冲局部放电检测模块为电脉冲局部放电检测仪。
[0062]局部放电检测器体积小、重量轻。该仪器是根据IEC(270)标准，利用脉冲电流法原理研制而成，并满足GB-7354-87、GB-1207-97、GB 一 1208 一 97中关于局部放电测试对测试仪器规定的技术要求。该仪器具有灵敏度高、放大器系统动态范围大、测试的试品范围广、操作简便等优点。并采用先进的抗干扰组件和独特的门显示电路，抗干扰能力强，并具有四种高频椭圆扫描。
[0063]具体来说，电脉冲局部放电检测仪的参数优选如下:
[0064]测量通道:2 ；
[0065]检测灵敏度:0.1pc ；
[0066]测量频带与截止频率:
[0067]3dB带宽:10kHz?500kHz,可多档任意组合；
[0068]低端分10K、20K、40K，80K ;
[0069]高端分100Κ、200Κ、300Κ, 500Κ ；[0070]视在放电量Q的测量基本误差:
[0071]线性度误差应不大于± (5% +0.1PC)；
[0072]量程换档误差应不大于± (5% +0.1PC)；
[0073]低重复率脉冲响应误差应不大于±5% ;
[0074]正负脉冲响应的不对称度误差应不大于±5% ;
[0075]脉冲分辨时间:脉冲分辨时间小于100 μ S ;
[0076]稳定性:局部放电测量仪连续工作8小时后，注入恒定幅值的校准脉冲信号时，其脉冲响应值的变化应不超过±3% ;
[0077]增益范围:一20dB ^ +40dB四档，可粗调细调；
[0078]采样精度:12Bit;
[0079]外零标电压输入范围:AC10V~220V ；
[0080]电压监测:有效值，10位Α/D精度；
[0081]同步:内外可选,外同步:30~300Hz自动同步。 [0082]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种开关柜局部模拟放电检测装置，其特征在于，包括依次连接的电源模块、开关柜模块和电脉冲局部放电检测模块； 所述电源模块包括依次连接的电源控制模块、电源滤波器和无局放升压变器，所述开关柜模块包括柜体、超声波传感器、高频传感器、TEV传感器、视频监控系统和放电模型，所述超声波传感器、所述高频传感器、所述TEV传感器紧贴所述柜体的内壁设置，所述放电模型内置于所述柜体，所述视频监控系统设置于所述柜体，所述超声波传感器、所述高频传感器以及所述TEV传感器分别与所述电脉冲局部放电检测模块连接，所述放电模型的两端分别与所述电源模块的正负极连接； 所述电源模块对输入的电进行过压/过流保护、滤波处理和电压调节处理，传输处理后的电至所述放电模型，所述放电模型模拟局部放电现象，所述超声波传感器、所述高频传感器、所述TEV传感器采集放电模型在局部放电过程中的传感参数，并将采集到的传感参数发送至所述电脉冲局部放电检测模块，所述视频监测系统采集放电模型模拟局部放过程中的图像数据，所述电脉冲局部放电检测模块根据接收到的传感参数，对所述放电模型模拟局部放电现象进行分析。
2.根据权利要求1所述的开关柜局部模拟放电检测装置，其特征在于，还包括耦合电容，所述耦合电容与所述电源模块并联连接。
3.根据权利要求1或2所述的开关柜局部模拟放电检测装置，其特征在于，所述柜体为环网柜柜体。
4.根据权利要求3所述的开关柜局部模拟放电检测装置，其特征在于，还包括，六氟化硫气压检测模块和六氟化硫充放气接口，其中，所述六氟化硫气压检测模块设置于所述环网柜柜体，所述六氟化硫充放气接口内嵌于所述环网柜柜体的柜壁。
5.根据权利要求2所述的开关柜局部模拟放电检测装置，其特征在于，所述耦合电容为无局放耦合电容器。
6.根据权利要求2或5所述的开关柜局部模拟放电检测装置，其特征在于，还包括阻抗检测模块，所述阻抗检测模块与所述耦合电容串联，所述阻抗检测模块与所述电脉冲局部放电检测模块连接。
7.根据权利要求1或2所述的开关柜局部模拟放电检测装置，其特征在于，所述电脉冲局部放电检测模块为电脉冲局部放电检测仪。
【文档编号】G01R31/12GK103969562SQ201410235472
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月29日 优先权日:2014年5月29日
【发明者】易满成, 王波, 苏海博, 崔晓飞, 杜堉榕, 顾春晖, 杨鹏, 李刚, 王勇, 叶建斌, 陈俊 申请人:广州供电局有限公司