[发明专利]一种开关柜局部放电检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种开关柜局部放电检测系统，尤其是涉及一种基于内置于开关柜内超高频天线传感器的开关柜局部放电检测系统。

背景技术

高压电气设备的绝缘内部总是存在一些缺陷，如气泡间隙、杂质、尖刺等，在强电场作用下使得设备绝缘内部的电场分布不均匀，在缺陷部位的电场强度增大，从而容易导致该部位发生未贯穿整个绝缘的放电，即局部放电。局部放电一般不会引起绝缘的穿透性击穿，但是却会导致绝缘介质的局部损坏。若其长期存在，则会在一定条件下造成绝缘装置电气强度的破坏，最终造成设备绝缘击穿。因而对于电气设备而言，电气设备发生局部放电现象是导致其绝缘老化或劣化甚至损坏从而引发设备损毁及电力系统事故的重要原因之一，同时局部放电也是设备绝缘完整性退化的标志。因此对电气设备的局部放电进行在线监测是评估设备绝缘状况的重要手段，也是发现设备潜伏性故障，最终实现故障预警，避免故障发生的有效措施之一。

开关柜是向配电网或用户供电的直接设备，且在电力系统中大量应用。由于和供电直接相关，开关柜故障造成停电事故带来的经济损失和社会损失会非常大。对运行中的高压开关柜进行局部放电在线监测，能为开关柜状态检修提供重要参数和依据，提高开关柜试验检修效率，从而避免开关柜突发事故，提高供电质量。

目前比较成熟的检测开关柜设备局部放电的方法主要是暂态对地电压检测法(TEV)、超声波检测法以及特高频(UHF)检测法。其中特高频检测法是近年来发展起来的一项新技术。它采用测量高压设备绝缘隐患在运行电压下辐射的电磁波来判断设备是否发生局部放电，该方法可以非接触测量及在线检测。与其它局部放电检测方法相比，UHF法具有灵敏度较高、抗干扰能力较强、可识别故障类型以及定位故障源等优点。通过对设备局部放电的特高频在线检测能够及时准确地判断电气设备内部绝缘状态，这对防止电力设备事故发生，保障电力系统安全稳定运行具有重大意义。

特高频天线作为接收局部放电所产生的电磁波信号的传感器，是特高频监测系统的核心部分，其性能的好坏也直接决定了特高频信号后期提取和识别的难易程度，性能较好的特高频天线传感器应当具有频带宽、驻波比小、增益大、方向性好的特点。而作为内置天线传感器来说，除此之外，还应当具有合理的尺寸和形状，其安装不能影响设备内部的绝缘。

申请号为CN2012102303160的“一种开关柜内置超高频天线传感器”的中国发明专利申请，该天线传感器由辐射天线、电介质层、空气层和接地层组成，该传感器的主要缺点是：结构比较复杂，占用空间大且不便于安装。此外，目前还没有出现过基于内置于开关柜超高频天线传感器的开关柜局部放电检测系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种开关柜局部放电检测系统，其高度集成化，具有体积小、重量轻、操作简单等优点，检测人员不需要专业的培训，减小了人力物力的投入。

解决上述技术问题，本发明采用以下的技术方案：

一种开关柜局部放电检测系统，其特征是：包括通过同轴电缆连接的手持式检测设备和内置于开关柜内的特高频传感器两个子系统；

所述的内置于开关柜内的特高频传感器包括天线辐射层、电介质层、馈电探针和BNC电缆接头，所述电介质层的一个表面直接贴附在所述开关柜内壁上以开关柜的柜壳作为特高频传感器的信号参考地，所述的天线辐射层铺设在电介质层的另一表面上，所述的馈电探针垂直并内置于电介质层内，其内端与天线辐射层连接、另一端与从外向内穿过所述开关柜壁通孔的BNC电缆接头内芯相连接，BNC电缆接头外壳与开关柜柜体电连接，所述BNC电缆接头用于连接同轴电缆；

所述的手持式检测设备带有BNC电缆接头，同轴电缆连接特高频传感器的BNC电缆接头与手持式检测设备的BNC电缆接头，从而实现两个子系统的连接；

所述的手持式检测设备包括一DSP芯片，所述的DSP芯片经第一I/O接口与一数据采集模块相连接，所述的数据采集模块与一信号处理模块连接，所述的信号处理模块与BNC电缆接头连接并接收从同轴电缆传来的信号；

所述的DSP芯片经第二I/O接口与一工频信号获取模块相连接。

所述的电介质层为相对介电常数为2.5～6.0的环氧树脂。

所述天线辐射层为厚度为10μm～120μm的铜或铝，天线辐射层的形状为Koch雪花，在天线辐射层上设置有一孔径为0.5mm～1.5mm的馈电点，所述馈电探针的内端与馈电点焊接。

所述天线辐射层的外表面镀有厚度为2μm～10μm的锡层以便焊接馈电探针。