CN205229388U - 高压电气设备外部放电紫外脉冲法检测*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高压电气设备外部放电紫外脉冲法检测***，包括放电定位装置、光-电转换电路、高压及驱动电源电路、I/U转换电路、滤光装置、脉冲信号放大电路和数据采集电路；所述滤光装置设置在放电定位装置的前端、所述放电定位装置的输出端与光-电转换电路的输入端电连接，所述高压及驱动电源电路的输出端与光-电转换电路的输入端电连接，所述光-电转换电路的输出端与I/U转换电路的输入端电连接，所述I/U转换电路的输出端与脉冲信号放大电路的输入端电连接，所述脉冲信号放大电路的输出端与数据采集电路的输入端电连接。以实现低成本和高灵敏度的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力监测领域，具体地，涉及一种高压电气设备外部放电紫外脉冲法检测***。
背景技术
随着电网规模的不断扩大、电力负荷要求的不断提高，电力***中使用的各种类型的高压设备的损坏、故障也不断增加，相应地，对预防性维护的要求也不断提高。输电线路和变电站电气设备在大气环境下工作。在某些情况下，随着绝缘性能的降低结构缺陷的出现．会产生电晕放电和表面局部放电现象。对电气设备进行电晕放电检测，能够及时掌握绝缘可能出现的劣化情况．在严重事故发生之前就可以确定绝缘的危险状况。从而避免事故的发生：采用紫外脉冲法检测高压电气设备放电对于故障诊断智能化及电气设备状态检修的实现具有重要的意义。电气设备放电过程中，电晕和局部放电部位将向外辐射大量紫外线．这样便可以利用电晕放电和局部放电的产生和增强来间接评估运行设备的绝缘状况，及时发现绝缘设备的缺陷，紫外脉冲法检修技术在电力***中与超声波检测和红外检测等传统检测方法相比．紫外脉冲法检测技术具有许多独特的优点。
可用于实施高压电气设备状态检测的特征量主要有脉冲电流、绝缘子电压、电场分布、电荷分布、声和超声波、光(含红外线、紫外线)等等，其中基于紫外线的检测目前在紫外成像仪上得到应用。
目前逐渐推广的紫外成像仪比起其他检测手段，具有观察直观、预见性好、观测距离远等优点，但这仍然是一种非在线的人工检测手段，无法做到对电力设备全线放电情况的自动监测。同时，由于紫外成像仪价格昂贵，难以构建在线监测***。
利用紫外光传感器构成检测***，在火灾报告、河流治理、地震预报、气象预报、海洋环境检测等方面都有广泛应用。根据日本滨松（HAMAMATSU）公司介绍，紫外光敏管也可用于电力线电晕放电的检测。但我国开展电力设备紫外在线检测***方面研究的报告非常少，重庆大学和清华大学在此方面做了初步得研究，紫外脉冲法检测***可直接统计设备的放电脉冲数，具有更快速直观、预测性更好的特点；比泄漏电流检测法具有不接触、不受高频干扰影响、灵敏度更高的特点，与紫外成像法相比，这种方法有低成本、高灵敏度、在线检测、可提前预警等优点，而且不受交通条件和人为因素限制，更适用于高压电气设备运行状态的实时监测，应用前景广阔。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种高压电气设备外部放电紫外脉冲法检测***，以实现低成本和高灵敏度的优点。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种高压电气设备外部放电紫外脉冲法检测***，包括放电定位装置、光-电转换电路、高压及驱动电源电路、I/U转换电路、滤光装置、脉冲信号放大电路和数据采集电路；
所述滤光装置设置在放电定位装置的前端、所述放电定位装置的输出端与光-电转换电路的输入端电连接，所述高压及驱动电源电路的输出端与光-电转换电路的输入端电连接，所述光-电转换电路的输出端与I/U转换电路的输入端电连接，所述I/U转换电路的输出端与脉冲信号放大电路的输入端电连接，所述脉冲信号放大电路的输出端与数据采集电路的输入端电连接；
紫外光经过滤光装置被放电定位装置检测到后，光-电转换电路将放电定位装置检测到的紫外光信号转换成电流脉冲信号，该电流脉冲信号依次经I/U转换电路和脉冲信号放大电路后传输至数据采集电路。
进一步的，所述滤光装置为光学干涉滤光片。
进一步的，所述放电定位装置，包括定位圆筒、光电倍增管和CCD相机，所述定位圆筒设置在光电倍增管的前端，所述CCD相机设置在光电倍增管的下方。
进一步的，还包括红色激光发射器，所述红色激光发射器设置在CCD相机下方，且红色激光发射器发射的光线与定位圆筒平行。
进一步的，所述高压及驱动电源电路，包括C9619高压电源、电容C1、电容C2和电容C3，所述电容C1和电容C2并联，且电容C1和电容C2组成的并联电路并联在C9619高压电源的输入端，所述电容C3并联在C9619高压电源的输出端。
进一步的，所述电容C1的电容值为0.1μF，所述电容C2的电容值为220μF，所述电容C3的电容值为0.022μF。
本实用新型的技术方案具有以下有益效果：
本实用新型的技术方案，利用放电定位装置对紫外线进行检测，检测的紫外光依次经光-电转换电路、高压及驱动电源电路、I/U转换电路、滤光装置和脉冲信号放大电路被数据采集电路采集到，因电路结构简单，成本较低，而在光-电转换电路上设置的高压及驱动电源电路对增加了***的检测灵敏度。从而达到了低成本和高灵敏度的目的。
附图说明
图1为本实用新型实施例所述的高压电气设备外部放电紫外脉冲法检测***的原理框图；
图2为本实用新型实施例所述的高压电源电路连接图；
图3为本实用新型实施例所述的低纹波噪声高压输出电路的电子电路图；
图4为本实用新型实施例所述的放电定位装置的原理框图；
图5为本实用新型实施例所述的脉冲信号放大电路的电子电路图。
结合附图，本实用新型实施例中附图标记如下：
1-定位圆筒；2-外界光信号。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，一种高压电气设备外部放电紫外脉冲法检测***，包括放电定位装置、光-电转换电路、高压及驱动电源电路、I/U转换电路、滤光装置、脉冲信号放大电路和数据采集电路；
滤光装置设置在放电定位装置的前端、放电定位装置的输出端与光-电转换电路的输入端电连接，高压及驱动电源电路的输出端与光-电转换电路的输入端电连接，光-电转换电路的输出端与I/U转换电路的输入端电连接，I/U转换电路的输出端与脉冲信号放大电路的输入端电连接，脉冲信号放大电路的输出端与数据采集电路的输入端电连接；
紫外光经过滤光装置被放电定位装置检测到后，光-电转换电路将放电定位装置检测到的紫外光信号转换成电流脉冲信号，该电流脉冲信号依次经I/U转换电路和脉冲信号放大电路后传输至数据采集电路。
其中，滤光装置为光学干涉滤光片。
放电定位装置，包括定位圆筒、光电倍增管和CCD相机，所述定位圆筒设置在光电倍增管的前端，所述CCD相机设置在光电倍增管的下方。
放电定位装置还包括红色激光发射器，红色激光发射器设置在CCD相机下方，且红色激光发射器发射的光线与定位圆筒平行。
高压及驱动电源电路，包括C9619高压电源、电容C1、电容C2和电容C3，所述电容C1和电容C2并联，且电容C1和电容C2组成的并联电路并联在C9619高压电源的输入端，所述电容C3并联在C9619高压电源的输出端。电容C1的电容值为0.1μF，电容C2的电容值为220μF，电容C3的电容值为0.022μF。
光-电转换电路是检测***的核心，主要采用光电倍增管。
R2078日盲型光电倍增管的增益和外加电压具有密切的关系，外加电压的大小不仅决定了光电倍增管的增益，也决定了探测的距离和紫外光脉冲的幅值。
高压及驱动电源电路：光电倍增管需要在阴极、各个打拿极和阳极上施加直流的高压，光阴极在光子作用下发射电子，这些电子被外电场(或磁场)加速，聚焦于第一次极，这些冲击次极的电子能使次极释放更多的电子，它们再被聚焦在第二次极，这样，一般经十次以上倍增，放大倍数可达到108～1010。最后，在高电位的阳极收集到放大了的光电流。本***采用日本滨松公司生产的小型高压电源C9619提供加速电场。
C9619高压电源其特点是集成化高，体积小，结构紧凑，输入电源适应范围宽，输出电压连续可调，便携式，驱动电源可采用多种形式等，一般用于小型仪器。C9619输出的是负高压，C9619最高输出电压为-2000V，本技术方案采用电位器调整的方式，在高压输出控制端接入50K的电位器，通过控制引脚3的对地电压可以改变输出如图2所示，由于输出电压较高，具有在过载或短路的情况下限制输出电压的功能，当控制电压超过5.2V时，模块自动关闭高电压输出。
光电倍增管对高压供电电源的稳定性要求很高，一般要达到0.01%～0.05%，高压电源的稳定性通常要比光电倍增管所要求的稳定性高大约10倍。C9619输出纹波噪声为0.003%，由于***所使用的C9619的驱动电源是220V交流电整流为+12V，所以驱动电源稳定性差，波动较大，为了进一步减小高压供电电源输出纹波噪声和稳定输出，对高压供电电路进行了进一步的改进，其改进后的低纹波噪声高压输出电路如图3所示。
输入端采用电容并联的连接方式，以减小高频和低频信号引起的振荡，电容C3则作为强脉冲的储能元件，因为在大的快脉冲时，直接通过电源提供电荷是来不及的，必须加有电容器储备脉冲电荷，稳压输出电压。
***电源包括两部分：高压模块C9619和脉冲放大IN128驱动电源，C9619驱动电源输入电压为+12V，IN128驱动电压为+12V和-12V，本***采用普德新星电源技术有限公司的开关电源GZM-H40T5±12R，它同时提供±12电压，同时驱动高压模块和脉冲放大器IN128。
因此，高压及驱动电源电路主要包括C9619电路和开关电源GZM-H40T5±12R。
滤光装置：紫外线的波长范围是40nm～400nm，高压电气设备放电产生的紫外线大部分波长在280nm～400nm的区域内，也有小部分波长小于280nm，太阳光中也含紫外线，由于波长小于300nm的紫外线被大气中的臭氧所吸收，所以可以通过大气传输的只有300nm～400nm的紫外线，而本技术方案采用的紫外光电倍增管R2078探测波段为160nm-320nm，有超过300nm的部分，会受到日光中一部分紫外光的干扰，由于这部分光线在日光中的辐射强度相对放电辐射光大很多，所以必须在前端加日盲紫外滤光片以去除这部分紫外辐射的干扰。这样就避开了最强大的自然光源—太阳造成的复杂背景，保证了在日盲紫外波段对绝缘子放电进行探测时接收到的紫外线信号免受日光和其他因素的干扰。
基于本***的探测要求，本***选择了沈阳汇博公司的“太阳盲”滤光片，它是一种宽带干涉滤光片，在整个光通范围内的透光百分比T%为10%～20%,中心波长为252.8nm，正好位于日盲区域，半波宽度16.9nm，峰值投射率28.4%，具有良好的波长定位精度、半波带宽精度，波形系数（矩形化程度）、峰值透射率等均达到指标。
放电定位装置，如图4所示：由两个光学通道、一个小型红色激光发射器和CCD相机构成，三者位置固定且光轴相互平行。在光电倍增管前端安装直径比光电倍增管直径稍大的圆筒型管，当PMT（光电倍增管）正对放电位置时接受到的紫外光信号将最强，偏离放电位置越远，则信号衰减将越大，因此可根据光脉冲信号的强弱来确定放电点的位置。增加定位圆筒的长度可提高定位精度，但PMT接收到的光通量将降低，***检测灵敏度下降。装置中的可见光CCD相机对高压设备成像，可指示光电倍增管对准的位置，在晚上光线不足的场合，可利用红色激光发射器进行辅助定位，激光发射装置发射的光信号近似为直线，根据激光的光点位置可判断装置对准的位置。
I/U转换电路：光电倍增管输出电流信号，而与其相联的后续电路，一般是基于电压信号而设计的，因此，常用一个负载电阻来完成电流-电压的转换。本技术方案是在光电倍增管阳极与地之间串接负载电阻实现。
脉冲信号放大电路：采用仪器放大器INA128，INA128采用了三运放构成的差动放大器，并进行了单片集成，由于内部的电路和各电阻都进行了精密调整，具有优异的放大性能。在放大100倍的情况下，其共模抑制比高可达120dB，增益误差为0.05%，带宽可达200kHz，脉冲信号放大电路连接图如5所示。
数据采集电路采用，ADLINK公司的PCI9812数据采集卡。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高压电气设备外部放电紫外脉冲法检测***，其特征在于，包括放电定位装置、光-电转换电路、高压及驱动电源电路、I/U转换电路、滤光装置、脉冲信号放大电路和数据采集电路；
所述滤光装置设置在放电定位装置的前端、所述放电定位装置的输出端与光-电转换电路的输入端电连接，所述高压及驱动电源电路的输出端与光-电转换电路的输入端电连接，所述光-电转换电路的输出端与I/U转换电路的输入端电连接，所述I/U转换电路的输出端与脉冲信号放大电路的输入端电连接，所述脉冲信号放大电路的输出端与数据采集电路的输入端电连接；
紫外光经过滤光装置被放电定位装置检测到后，光-电转换电路将放电定位装置检测到的紫外光信号转换成电流脉冲信号，该电流脉冲信号依次经I/U转换电路和脉冲信号放大电路后传输至数据采集电路。
2.根据权利要求1所述的高压电气设备外部放电紫外脉冲法检测***，其特征在于，所述滤光装置为光学干涉滤光片。
3.根据权利要求1所述的高压电气设备外部放电紫外脉冲法检测***，其特征在于，所述放电定位装置，包括定位圆筒、光电倍增管和CCD相机，所述定位圆筒设置在光电倍增管的前端，所述CCD相机设置在光电倍增管的下方。
4.根据权利要求1所述的高压电气设备外部放电紫外脉冲法检测***，其特征在于，还包括红色激光发射器，所述红色激光发射器设置在CCD相机下方，且红色激光发射器发射的光线与定位圆筒平行。
5.根据权利要求1、3或4所述的高压电气设备外部放电紫外脉冲法检测***，其特征在于，所述高压及驱动电源电路，包括C9619高压电源、电容C1、电容C2和电容C3，所述电容C1和电容C2并联，且电容C1和电容C2组成的并联电路并联在C9619高压电源的输入端，所述电容C3并联在C9619高压电源的输出端。
6.根据权利要求5所述的高压电气设备外部放电紫外脉冲法检测***，其特征在于，所述电容C1的电容值为0.1μF，所述电容C2的电容值为220μF，所述电容C3的电容值为0.022μF。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106526437A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-03-22 | 宁波市艾霖信息科技有限公司 | 一种基于光电倍增管的高压电力设备弱电检测***及方法 |
| CN107179487A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-09-19 | 广州供电局有限公司 | 开关柜局部放电监测装置和方法 |
| CN109001604A (zh) * | 2018-10-17 | 2018-12-14 | 湖北工业大学 | 一种基于电气设备局部放电的强度分级***及方法 |
| CN110940902A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-03-31 | 西安锐驰电器有限公司 | 一种电力设备放电异常情形检测方法 |
| CN111308290A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-06-19 | 西安交通大学 | 一种基于硅光电倍增器的局部放电检测装置 |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106526437A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-03-22 | 宁波市艾霖信息科技有限公司 | 一种基于光电倍增管的高压电力设备弱电检测***及方法 |
| CN107179487A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-09-19 | 广州供电局有限公司 | 开关柜局部放电监测装置和方法 |
| CN109001604A (zh) * | 2018-10-17 | 2018-12-14 | 湖北工业大学 | 一种基于电气设备局部放电的强度分级***及方法 |
| CN109001604B (zh) * | 2018-10-17 | 2021-02-02 | 湖北工业大学 | 一种基于电气设备局部放电的强度分级***及方法 |
| CN110940902A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-03-31 | 西安锐驰电器有限公司 | 一种电力设备放电异常情形检测方法 |
| CN111308290A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-06-19 | 西安交通大学 | 一种基于硅光电倍增器的局部放电检测装置 |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |