一种GIS设备局部放电在线监测系统[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 211318650 U(45)授权公告日 2020.08.21

(21)申请号 201921519903.5(22)申请日 2019.09.12

(73)专利权人 国网江西省电力有限公司检修分

公司

地址 330096 江西省南昌市青山湖区民营

科技园高新大道980号

专利权人 国家电网有限公司

(72)发明人 吴冬文　熊一凡　张晨晖　闫家男　

朱莎　周盛玮　(74)专利代理机构 江西省专利事务所 36100

代理人 张文(51)Int.Cl.

G01R 31/12(2006.01)G08C 17/02(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图1页

CN 211318650 U(54)实用新型名称

一种GIS设备局部放电在线监测系统(57)摘要

本实用新型公开了一种GIS设备局部放电在线监测系统，GIS设备包括盆式绝缘子，特征是：

特高频局部放电在包括特高频局部放电传感器、

线监测装置、集中单元和PC端；特高频局部放电传感器包括特高频传感器探头、信号放大器、滤波器、A/D转换器和电源；特高频局部放电在线监测装置包括数据处理中心、天线和蓄电池组。本实用新型具有设备管理方便；传感器数字化，直接输出数字信号；监测装置小型化，超低功耗设计；抗干扰能力强，组网方便，可无线接入现有变电站智能巡检机器人监测系统；存储量大，数据备份方便；操作简单，对GIS设备无任何损害；无须停电，一体化设计，可靠性和准确性高，安装维护方便简单。

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权　利　要　求　书

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1.一种GIS设备局部放电在线监测系统，GIS设备包过盆式绝缘子，其特征在于：包括特高频局部放电传感器、特高频局部放电在线监测装置、集中单元和PC端；

所述特高频局部放电传感器包括特高频传感器探头、信号放大器、滤波器、A/D转换器和电源，特高频传感器探头用于实时捕获放电统计特征，信号放大器用于将实时信号进行放大处理，滤波器用于整形放大后的脉冲信号，A/D转换器用于将整形后的模拟信号转换为数字信号，最后通过特高频传感器信号线将数字信号传输给特高频局部放电在线监测装置；电源用于提供电能给特高频传感器探头、信号放大器、滤波器、A/D转换器以保证特高频局部放电传感器正常工作；

所述特高频局部放电在线监测装置包括数据处理中心、天线和蓄电池组，数据处理中心能实现对局部放电信号进行实时报警和自动诊断，蓄电池组用于确保数据处理中心正常工作，天线用于将数字信号无线传输给集中单元；

所述集中单元用于接收来自特高频局部放电在线监测装置的信号并上传至PC端；所述PC端用于自动生成三维谱图数据。

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说　明　书

一种GIS设备局部放电在线监测系统

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技术领域

[0001]本实用新型涉及电气检测技术领域，尤其是涉及一种GIS设备局部放电在线监测系统。

背景技术

[0002]气体绝缘的金属封闭式组合电器(Gas Insulated Substation，简称GIS)是将高压电器组合在一起，以有压六氟化硫气体作绝缘和灭弧介质，外包金属外壳密封的电气设备。GIS具有很多优点，例如：结构紧凑，占地面积少；安装配置灵活方便，工程建设周期短；维护简单，运行安全可靠，检修周期长和不受外界影响等。在GIS内部故障中，绝缘故障所占比重最大，而绝缘故障的重要征兆和表现形式是局部放电(Partial Discharge，简称PD)。随着天线技术的发展，研究人员将分形天线引入了局部放电检测中，也取得了很好的效果，但是尽管分形天线有诸多良好性能，分形天线同样也有很多缺点：基次/低次谐频的带宽较窄；邻频比较固定；基谐频增益稍低；极化纯度稍低，分形曲线弯折扭曲使得电流方向处处不尽一致，因此电场方向性变差；可用分形体较少。因此，一种用于GIS局部放电故障检测系统显得极为有必要。

发明内容

[0003]本实用新型的目的在于提供一种GIS设备局部放电在线监测系统。[0004]本实用新型的目的是这样实现的：[0005]一种GIS设备局部放电在线监测系统，GIS设备包括盆式绝缘子，特征是：包括特高频局部放电传感器、特高频局部放电在线监测装置、集中单元和PC端；[0006]所述特高频局部放电传感器包括特高频传感器探头、信号放大器、滤波器、A/D转换器和电源，特高频传感器探头用于实时捕获放电统计特征，信号放大器用于将实时信号进行放大处理，滤波器用于整形放大后的脉冲信号，A/D转换器用于将整形后的模信号转换为数字信号，最后通过特高频传感器信号线将数字信号传输给特高频局部放电在线监测装置；电源用于提供电能给特高频传感器探头、信号放大器、滤波器、A/D转换器以保证特高频局部放电传感器正常工作；

[0007]所述特高频局部放电在线监测装置包括数据处理中心、天线和蓄电池组，数据处理中心能实现对局部放电信号进行实时报警和自动诊断，蓄电池组用于确保数据处理中心正常工作，天线用于将模数字信号无线传输给集中单元；

[0008]所述集中单元用于接受来自特高频局部放电在线监测装置的信号并上传至PC端；[0009]所述PC端用于自动生成三维谱图数据。

[0010]一种GIS设备局部放电在线监测系统采用集成模块设计，将特高频传感器探头、信号放大器、滤波器、A/D转换器、数据处理等集成于特高频局部放电传感器，每个特高频局部放电传感器可运行，数据分别记录，通过无线传输将多台特高频局部放电传感器的数据传输至数据处理中心中，无线数据采集装置再将数据传输至集中单元上统一管理分析，

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能够通过互联网进行远程传输和实时监控，对局部放电信号进行在线分析。[0011]本发明的工作原理为：GIS设备局部每一次局部放电都会产生宽频带的电磁暂态和电磁波。不同类型局部放电类型的电击穿过程不尽相同，从而产生不同幅值和陡度的脉冲电流，因此产生不同频率成为成分的电磁暂态和电磁波，SF6气体中局部放电所产生的脉冲电流具有比较高的陡度，所产生的电磁暂态的频率能够达到1GHz以上。局部放电能够产生宽频带的电磁暂态和电磁波，在不同频段均可进行局部放电信号传感，之所以要采用特高频传感（0.3-1.5GHz）是因为特高频传感方式可以带来抗干扰性能的显著提高和实现局部放电定位。[0012]局部放电发生时，电磁波的信号根据GIS结构反复进行传播、反射、折射、迟延、衰减等现象，通过盆式绝缘子放射到外界。通过GIS绝缘子泄露的电磁波，通过高灵敏度传感器，进行检测。通过传感器检测GIS内部局部放电激发的电磁波信号，进行采样、处理、存储、数字信号处理与分析，经过无线传输至集中单元。[0013]因此，本实用新型具有如下优点：[0014]1、设备管理方便；[0015]2、传感器数字化，直接输出数字信号；[0016]3、监测装置小型化，超低功耗设计；[0017]4、抗干扰能力强，组网方便，可无线接入现有变电站智能巡检机器人监测系统；[0018]5、存储量大，数据备份方便；[0019]6、操作简单，对GIS设备无任何损害；[0020]7、无须停电，一体化设计，可靠性和准确性高，安装维护方便简单。附图说明

[0021]图1是本发明的原理框图。

具体实施方式

[0022]下面结合实施例并对照附图对本实用新型作进一步详细说明。[0023]参见附图1，一种GIS设备局部放电在线监测系统，包括特高频局部放电传感器、特高频局部放电在线监测装置、集中单元、PC端和GIS设备，GIS设备采用盆式绝缘子；[0024]所述特高频局部放电传感器包括特高频传感器探头、信号放大器、滤波器、A/D转换器和电源，特高频传感器探头用于实时捕获放电统计特征，信号放大器用于将实时信号进行放大处理，滤波器用于整形放大后的脉冲信号，A/D转换器用于将整形后的模信号转换为数字信号，最后通过特高频传感器信号线将数字信号传输给特高频局部放电在线监测装置；电源用于提供电能给特高频传感器探头、信号放大器、滤波器、A/D转换器以保证特高频局部放电传感器正常工作；

[0025]所述特高频局部放电在线监测装置包括数据处理中心、天线和蓄电池组，数据处理中心能实现对局部放电信号进行实时报警和自动诊断，蓄电池组用于确保数据处理中心正常工作，天线用于将模数字信号无线传输给集中单元；

[0026]所述集中单元用于接受来自特高频局部放电在线监测装置的信号并上传至PC端；[0027]所述PC端用于自动生成三维谱图数据。

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工作原理：

[0029]特高频传感器探头在实时捕获放电统计特征后，将此放电特征传送至信号放大器，信号放大器对捕获到的放电特征进行放大，并将放大的信号传送至滤波器，滤波器滤除接收到的放大信号中的干扰信号，将过滤后的信号经A/D转换器转换成数字信号，并将数字信号传输至特高频局部放电在线监测装置；特高频局部放电在线监测装置接受数据并实现实时报警和自动诊断，并将信号传输给集中单元，集中单元接受来自特高频局部放电在线监测装置的信号并上传至PC端，PC端接收到的数据进行三维谱图的实时显示。

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说　明　书　附　图

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图1

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