一种开关柜局部放电检测电路及检测系统的制作方法

1.本实用新型为开关柜检测技术领域，尤其涉及一种开关柜局部放电检测电路及检测系统。


背景技术：

2.高压开关柜出现绝缘缺陷或电场畸变的情况下，会诱发局部放电，局部放电过程中往往会伴随着声、光、电等物理现象的发生。在电力设备在线监测的过程中可以通过传感设备检测这些代表发生局部放电的物理参量，借以判断是否出现放电现象及相应放电位置。常用的局部放电的检测法有脉冲电流法、超声波检测法、高频检测法等。
3.脉冲电流法由于检测阻抗和放大器对测量的准确度、灵敏度、分辨率以及动态范围等均有一定影响，因此当试样的电容量较大时，将受到耦合阻抗的限制，测试仪器的灵敏度会受到一定的限制；测量频率低、频带窄，包含的信息量较少。
4.光检测法是利用局放产生的光辐射进行检测。各种放电所发出的光波长不同，一般是在500～700nm之间。在实验室中利用光测法来分析局放特征方面的试验已经取得了比较大的进展，但是由于光测法所需要的设备昂贵、灵敏度较低，因此在实际中还无法很好地应用。
5.目前超声波检测法仍存在不少问题：如超声波传感器灵敏度较低，无法在现场很好地测量放电信号，且传感器的抗电磁干扰能力较差。因此，超声波检测法主要用于定性地判断局放信号的有无，以及结合脉冲电流检测法或直接利用超声信号对局放源进行物理定位。


技术实现要素：

6.针对上述问题，现提供一种开关柜局部放电检测电路及检测系统，旨在降低采集信号中的干扰信号，并结合脉冲电流检测法或直接利用超声信号对局放源进行物理定位的效果。
7.具体技术方案如下：
8.一种开关柜局部放电检测电路，包括超高频天线、前置放大电路、射频检波电路、锁相放大电路和参考信号发生电路，所述超高频天线与所述前置放大电路的信号输入端电连接，所述前置放大电路的信号输出端与所述射频检波电路的信号输入端电连接，所述射频检波电路的信号输出端与所述锁相放大电路的一个信号输入端电连接，所述锁相放大电路的另一个信号输入端与所述参考信号发生电路的输出端电连接，所述锁相放大电路的信号输出端与前端检测设备的信号输入端电连接。
9.进一步的，所述参考信号发生电路包括感应器和方波发生电路，所述感应器与所述方波发生电路的信号输入端电连接，所述方波发生电路的信号输出端与所述锁相放大电路的另一个信号输入端电连接。
10.进一步的，所述超高频天线采用阿基米德螺旋天线。
11.一种开关柜局部放电检测系统，包括高压开关柜、前端检测设备、后台终端、显示器和上述的的开关柜局部放电检测电路，所述超高频天线设置于所述高压开关柜内，并用于采集高压开关柜中由于局部放电产生的电信号，所述感应器也设置于所述高压开关柜内，且用于判断所述高压开关柜中是否发生放电情况，所述锁相放大电路的信号输出端与所述前端检测设备的信号输入端电连接，所述前端检测设备的信号输出端与所述后台终端的信号输入端电连接，所述后台终端的信号输出端与所述显示器电连接。
12.综上所述，该方案的有益效果是：
13.本实用新型提供的开关柜局部放电检测电路中，通过采集局放部位的脉冲信号，并将之与参考信号进行对比计算以确定故障部位。本实用新型提供的开关柜局部放电检测电路具有降低采集信号中的干扰信号，并结合脉冲电流检测法或直接利用超声信号对局放源进行物理定位的效果。
附图说明
14.图1为本实用新型一种开关柜局部放电检测电路的超高频传感电路结构框图；
15.图2为本实用新型一种开关柜局部放电检测系统结构框图。
具体实施方式
16.下面将结合本实用新型实施例对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
17.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
18.下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。
19.图1为本实用新型一种开关柜局部放电检测电路的超高频传感电路结构框图，图2为本实用新型一种开关柜局部放电检测系统结构框图，如图1、图2所示，本实施例提供的开关柜局部放电检测电路及检测系统：包括超高频天线、前置放大电路、射频检波电路、锁相放大电路和参考信号发生电路，超高频天线与前置放大电路的信号输入端电连接，前置放大电路的信号输出端与射频检波电路的信号输入端电连接，射频检波电路的信号输出端与锁相放大电路的一个信号输入端电连接，锁相放大电路的另一个信号输入端与参考信号发生电路的输出端电连接，锁相放大电路的信号输出端与前端检测设备的信号输入端电连接。
20.需要说明的是，锁相放大电路采用型号为m256128sr844的锁相放大器。
21.还需要说明的是，射频检波电路采用型号为adl5502的射频检波器。
22.优选的，参考信号发生电路包括感应器和方波发生电路，感应器与方波发生电路的信号输入端电连接，方波发生电路的信号输出端与锁相放大电路的另一个信号输入端电连接。
23.需要说明的是，感应器用于感应开关柜中的放电情况，当开关柜中发局部放电情况时，感应器收到放电信号，并激活参考信号发生电路，以产生方波参考信号，以供监测设
备将方波参考信号与采集信号进行对比以确定放电位置
24.优选的，超高频天线采用阿基米德螺旋天线。
25.需要说明的是，阿基米德螺旋天线较之等臂螺旋天线既满足宽频带天线的非频变特性又有截尾后“终端效应”小的优点，且在相同的限工作频率下，体积较其它平面螺旋天线更小。
26.在另一较佳实施例中，包括高压开关柜、前端检测设备、后台终端、显示器和上述实施例中的开关柜局部放电检测电路，超高频天线设置于高压开关柜内，并用于采集高压开关柜中由于局部放电产生的电信号，感应器也设置于高压开关柜内，且用于判断高压开关柜中是否发生放电情况，锁相放大电路的信号输出端与前端检测设备的信号输入端电连接，前端检测设备的信号输出端与后台终端的信号输入端电连接，后台终端的信号输出端与显示器电连接。
27.工作原理：超高频天线采集局部放大位置产生的电信号，该电信号经过前置放大电路与射频检波电路处理后输入至锁相放大电路，且当局部放电发生时，感应器感应到发生局部放电情况，并产生激励信号输出至方波发生电路，方波发生电路产生标准参考方波，并输出至锁相放大电路，锁相放大电路通过将采集到的电信号与方波参考信号进行共同对比运算且从中分离处特定载波频率信号后将之放大输出至前端检测设备，计算出放电具体部位，并将计算结果传输至后台终端与显示器。
28.以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。


技术特征：
1.一种开关柜局部放电检测电路，其特征在于：包括超高频天线、前置放大电路、射频检波电路、锁相放大电路和参考信号发生电路，所述超高频天线与所述前置放大电路的信号输入端电连接，所述前置放大电路的信号输出端与所述射频检波电路的信号输入端电连接，所述射频检波电路的信号输出端与所述锁相放大电路的一个信号输入端电连接，所述锁相放大电路的另一个信号输入端与所述参考信号发生电路的输出端电连接，所述锁相放大电路的信号输出端与前端检测设备的信号输入端电连接。2.根据权利要求1所述的一种开关柜局部放电检测电路，其特征在于：所述参考信号发生电路包括感应器和方波发生电路，所述感应器与所述方波发生电路的信号输入端电连接，所述方波发生电路的信号输出端与所述锁相放大电路的另一个信号输入端电连接。3.根据权利要求2所述的一种开关柜局部放电检测电路，其特征在于：所述超高频天线采用阿基米德螺旋天线。4.一种开关柜局部放电检测系统，其特征在于：包括高压开关柜、前端检测设备、后台终端、显示器和权利要求2-3任一项所述的局部放电检测电路，所述超高频天线设置于所述高压开关柜内，并用于采集高压开关柜中由于局部放电产生的电信号，所述感应器也设置于所述高压开关柜内，且用于判断所述高压开关柜中是否发生放电情况，所述锁相放大电路的信号输出端与所述前端检测设备的信号输入端电连接，所述前端检测设备的信号输出端与所述后台终端的信号输入端电连接，所述后台终端的信号输出端与所述显示器电连接。

技术总结
本实用新型公开了一种开关柜局部放电检测电路及检测系统，包括超高频传感电路、前端检测设备、后台终端和显示器，所述超高频传感电路的信号采集端设置于所述高压开关柜中，所述超高频传感电路的信号输出端与前端检测设备的输入端电连接，所述前端检测设备的信号输出端与所述后台终端的信号输入端电连接，所述后台终端的信号输出端与所述显示装置电连接，通过采集局放部位的脉冲信号，并将之与参考信号进行对比计算以确定故障部位。本实用新型提供的开关柜局部放电检测电路具有降低采集信号中的干扰信号，并结合脉冲电流检测法或直接利用超声信号对局放源进行物理定位的效果。利用超声信号对局放源进行物理定位的效果。利用超声信号对局放源进行物理定位的效果。


技术研发人员：刘观洪 杨唐纯 占黎斌
受保护的技术使用者：武汉科瑞新电气自动化有限公司
技术研发日：2021.08.27
技术公布日：2022/3/8