CN110927540A - 一种基于带电显示器的c-gis智能局部放电监测装置 - Google Patents

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陶佳唯
邵振达
张弛
李中豪
黄昊坤
孙辰
徐剑
李佳文
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Abstract

本发明公开了一种基于带电显示器的C‑GIS智能局部放电监测装置，通过C‑GIS带电显示器核相孔外接传感器来检测C‑GIS局部放电信号，实现了对全封闭金属结构的C‑GIS的局部放电的柜外在线监测，其基于带电显示器的核相孔取能，对局部放电监测装置进行电能的补充，从而实现局部放电监测数据的实时采集和实时传输。该装置包含信号采集模块和***主控制分析模块，用于对监测的局部放电信号进行就地模数转换及分析诊断，同时采用无线通讯的方式，实现远端控制指令及监测数据的无线收发。

Description

一种基于带电显示器的C-GIS智能局部放电监测装置
技术领域
本发明涉及局部放电在线监测装置领域，具体涉及一种基于带电显示器的C-GIS智能局部放电监测装置。
背景技术
随着我国智能电网建设的推进，分布式电源及微电网越来越受到青睐，成为未来电网建设的一个重要方向，环网柜、C-GIS作为配电网中用量最大的重要设备，广泛分布在变电站、开关所、小区、工厂等区域，担负着保障区域供电的重要任务，一旦发生故障，必将引起局部供电中断甚至区域电网瘫痪的事故，造成巨大的经济损失。
如果早期制造或安装的C-GIS工艺存在问题，会导致绝缘***部分区域存在电场分布不均匀，或者在后期运行过程中，受到振动、温湿度等因素的影响，部分区域绝缘老化，那么在这些绝缘薄弱的位置极易产生局部放电。局部放电表征了C-GIS绝缘***的运行状况，通过C-GIS局部放电的在线监测，可以提前预警C-GIS的绝缘缺陷，便于运行人员及时处理，避免绝缘因持续恶化而导致电力事故的发生。
目前针对C-GIS的局部放电带电检测手段主要包括高频电流法、特高频法、超声波法和暂态地电压法。高频电流法需要将高频传感器安装在电缆本体或电缆终端接头的接地线上，但在实际操作过程中，受制于C-GIS结构和安装位置，检测人员很难进入空间狭小的电缆沟道，且存在安全隐患，这给高频电流法局部放电检测带来了一定的难度。特高频法、超声波法和暂态地电压法均为柜外检测，易受外界声、电干扰的影响，且C-GIS全金属封闭，导致内部的放电信号很难传播出来，常规的特高频法、高频电流法和暂态地电压法难以实现柜外局部放电信号的可靠、有效检测。同时，C-GIS需要通过停电改造才能获得一定的市电电源或直流电源，对于运行中的C-GIS而言，其局部放电在线监测装置的取能存在一定困难。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种基于带电显示器的C-GIS智能局部放电监测装置，采用从C-GIS带电显示器核相孔处外接电路，解决了装置监测信号提取和电源获取的难题，同时，装置自带信号采集模块和***主控制分析模块，可对信号进行就地数字化处理，实现了C-GIS局部放电便捷、可靠的检测。
实现上述目的的一种技术方案是：一种基于带电显示器的C-GIS智能局部放电监测装置，包括局部放电传感器、信号采集模块、***主控制分析模块、无线通讯模块、电源模块和数据存储模块，其特征在于：
所述局部放电传感器与带电显示器核相孔通过同轴电缆连接，用于接收C-GIS内的局部放电信号；所述信号采集模块与所述局部放电传感器通过同轴电缆连接，用于信号的采集及预处理；所述***主控制分析模块用于装置各个功能模块的控制与监测数据的分析诊断，其通过同轴电缆与所述信号采集模块连接，其通过微带线分别与所述无线通讯模块、所述电源模块、和所述数据存储模块连接；所述无线通讯模块用于监测数据的无线发送及远端指令的无线接收；所述电源模块与带电显示器的核相孔连接，对局部放电监测装置进行电能的供给；所述数据存储模块用于监测数据的存储。
进一步的，所述局部放电传感器由检测阻抗、高频电流传感器及同轴电缆组成。检测阻抗一端通过同轴电缆与带电显示器核相孔连接，另一端通过同轴电缆接地；高频电流传感器串接在同轴电缆上，用于感应同轴电缆中的局部放电信号。
进一步的，所述电源模块由电源控制电路板、储能模块及线缆组成，所述电源控制电路板与带电显示器核相孔通过线缆连接，与所述储能模块通过同轴电缆或微带线连接，所述储能模块用于存储电能，由锂电池或超级电容或锂电池与超级电容的组合构成。
本发明的一种基于带电显示器的C-GIS智能局部放电监测装置，通过C-GIS带电显示器核相孔外接传感器来检测C-GIS局部放电信号，实现了对全封闭金属结构的C-GIS的局部放电的柜外在线监测，其基于带电显示器的核相孔取能，对局部放电监测装置进行电能的补充，从而实现局部放电监测数据的实时采集和实时传输。该装置包含信号采集模块和***主控制分析模块，用于对监测的局部放电信号进行就地模数转换及分析诊断，同时采用无线通讯的方式，实现远端控制指令及监测数据的无线收发。
附图说明
图1为本发明的一种基于带电显示器的C-GIS智能局部放电监测装置的结构原理图；
图2为本发明的一种基于带电显示器的C-GIS智能局部放电监测装置的局部放电传感器的结构原理图；
图3为本发明的一种基于带电显示器的C-GIS智能局部放电监测装置的电源模块的结构原理图；
图4为采用本发明一种基于带电显示器的C-GIS智能局部放电监测装置进行基于C-GIS带电显示器核相孔的局部放电检测方法示意图。
具体实施方式
为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例进行详细地说明：
请参阅图1，本发明的一种基于带电显示器的C-GIS智能局部放电监测装置，由局部放电传感器1、信号采集模块2、***主控制分析模块3、无线通讯模块4、电源模块5、数据存储模块6等组成。局部放电传感器1与C-GIS带电显示器核相孔通过同轴电缆连接，用于接收C-GIS内的局部放电信号。信号采集模块2与局部放电传感器1通过同轴电缆连接，用于信号的采集及预处理。***主控制分析模块3用于装置各个功能模块的控制与监测数据的分析诊断。无线通讯模块4用于监测数据的无线发送及远端指令的无线接收。电源模块5与带电显示器的核相孔连接，对局部放电监测装置进行电能的供给。数据存储模块6用于监测数据的存储。信号采集模块2、无线通讯模块4、电源模块5、数据存储模块6与***主控制分析模块3通过同轴电缆或微带线相连接。
请参阅图2，局部放电传感器1由检测阻抗7、高频电流传感器8及同轴电缆9组成。检测阻抗7一端通过同轴电缆9与C-GIS核相孔连接，另一端通过同轴电缆10接地；高频电流传感器8串接在同轴电缆10上，用于感应同轴电缆中的局部放电信号。
请参阅图3，电源模块5主要包括电源控制电路板10、储能模块11及线缆12组成。电源控制电路板10与C-GIS核相孔通过线缆12连接，与储能模块11通过同轴电缆或微带线连接。储能模块用于存储电能，可由锂电池或超级电容或锂电池与超级电容的组合构成。
请参阅图4，采用本发明的一种基于带电显示器的C-GIS智能局部放电监测装置进行基于C-GIS带电显示器的局部放电的监测方法和接线图。其中，带电指示器13通过耦合电容器14与高压导体15相连，来感应高压导体15是否带电。耦合电容器14一般是具有一定电容量的支撑绝缘子，其中一端接高压，一端接带电显示器13。带电显示器13核相孔处电压一般不超过100V。当C-GIS发生局部放电时，会有一定数量的电荷通过电介质，这一放电时间很短，表征出来就是一次陡峭的脉冲电流，脉冲电流由高压导体经过耦合电容Cx在检测阻抗Zx两端产生一个瞬时的电压变化，即脉冲电压ΔU，经过本发明的基于带电显示器的C-GIS智能局部放电监测装置16进行收集和处理，得到局部放电的基本特征参量和图谱，实现C-GIS内部局部放电的检测。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (3)

1.一种基于带电显示器的C-GI S智能局部放电监测装置，包括局部放电传感器、信号采集模块、***主控制分析模块、无线通讯模块、电源模块和数据存储模块，其特征在于：
所述局部放电传感器与带电显示器核相孔通过同轴电缆连接，用于接收C-GI S内的局部放电信号；所述信号采集模块与所述局部放电传感器通过同轴电缆连接，用于信号的采集及预处理；所述***主控制分析模块用于装置各个功能模块的控制与监测数据的分析诊断，其通过同轴电缆与所述信号采集模块连接，其通过微带线分别与所述无线通讯模块、所述电源模块、和所述数据存储模块连接；所述无线通讯模块用于监测数据的无线发送及远端指令的无线接收；所述电源模块与带电显示器的核相孔连接，对局部放电监测装置进行电能的供给；所述数据存储模块用于监测数据的存储。
2.根据权利要求1所述的一种基于带电显示器的C-GI S智能局部放电监测装置，其特征在于，所述局部放电传感器由检测阻抗、高频电流传感器及同轴电缆组成。检测阻抗一端通过同轴电缆与带电显示器核相孔连接，另一端通过同轴电缆接地；高频电流传感器串接在同轴电缆上，用于感应同轴电缆中的局部放电信号。
3.根据权利要求1所述的一种基于带电显示器的C-GI S智能局部放电监测装置，其特征在于，所述电源模块由电源控制电路板、储能模块及线缆组成，所述电源控制电路板与带电显示器核相孔通过线缆连接，与所述储能模块通过同轴电缆或微带线连接，所述储能模块用于存储电能，由锂电池或超级电容或锂电池与超级电容的组合构成。
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