一種集成式gis局部放電超高頻檢測判定裝置制造方法
【專利摘要】一種集成式GIS局部放電超高頻檢測判定裝置，屬于電氣設備絕緣監測【技術領域】。本裝置包括傳感器(1)、比較器(3)、計數器(4)?、單片機系統(5)，主控室計算機(7)，其特征在于還有雙層腔體殼（16）和降頻器(2)。利用GIS發生局部放電時產生的電磁波信號，通過對其對數檢波、比較、計數進行判斷局部放電是否發生。本實用新型具有結構簡單，安裝方便，布線容易，信噪比高的特點。本實用新型可應用于變電站GIS絕緣監測中。
【專利說明】—種集成式GIS局部放電超高頻檢測判定裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于電氣設備絕緣監測【技術領域】，特別涉及氣體絕緣全封閉組合電器局部放電在線監測裝置。
【背景技術】
[0002]六氟化硫氣體絕緣組合電氣(GIS)將斷路器、隔離開關、快速接地開關、電壓互感器、電流互感器、避雷器、部分母線、套管和電纜終端等電氣元件封閉組合在接地的金屬外殼中，以六氟化硫為絕緣和滅弧介質，具有占地面積小、運行可靠、檢修周期長、維護工作量小、安裝迅速、運行費用低、無電磁干擾等特點。在GIS事故中，絕緣事故占了很大比重，因此，對GIS的有效監測，必須針對絕緣故障進行實時監控。GIS中局部放電往往是絕緣故障的前兆，所以，對GIS局部放電的監測對保障氣體絕緣全封閉組合電器設備的安全運行具有重要意義。
[0003]GIS內部發生局部放電時，由于放電點處電荷的迅速轉移，形成持續時間很短的電流脈沖，并產生頻率分量極其豐富的電磁波，其中橫電波和橫磁波具有各自的下限截止頻率，一般為250MHz?350MHz，使用超高頻法對局部放電進行監測具有抗干擾能力強，靈敏度高，可長期監測的特點。
[0004]在超聞頻檢測中超聞頻/[目號的米集和處理是其關鍵。由于現場電磁環境復雜，豐旲擬信號易受到干擾，作為在線監測設備，要求其具有簡單性、易操作性和現場可行性。如中國專利號為ZL200510057031.1公開的“氣體絕緣組合電器局部放電超高頻檢測裝置及方法”，該裝置主要由傳感器、放大濾波器、高速數字采集器和計算機等組成，因計算機和高速數字采集器應遠離GIS，傳感器接收的模擬信號頻率高，傳送距離遠，容易引入干擾，降低信噪比，且高速數字采集器價格較高，不利于在線監測設備的廣泛推廣使用。又如中國專利號為ZL201210331526.9公開的“基于超高頻檢測的智能開關柜局部放電在線監測系統及方法”通過下混頻降低了信號的頻率，但是混頻器使其檢測帶寬小，其前端放大濾波電路使檢測動態范圍較小，無法同時監測遠距離的小信號局放和近距離的大信號局放，且傳感器單元和監測單元間也容易引入干擾。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于針對現有的GIS局部放電超高頻監測裝置的不足之處，提高GIS局放監測的可應用性。本發明裝置無GIS內置天線，不改變GIS本體結構，天線和處理系統分別置于雙層腔體的各層，天線腔體(10)為天線提供信號屏蔽，電路腔體為電路板提供容納空間和EMI屏蔽。
[0006]本發明的目的是這樣實現的:一種集成式GIS局部放電超高頻檢測判定裝置，主要包括傳感器(I)、降頻器(2)、比較器(3)、計數器(4)、單片機(5)，電路板(6)，主控室計算機(7)，雙層腔體殼(16)。傳感器天線為蝶形天線(12)，安裝在傳感器第一層腔體(10)中，通過環氧樹脂封裝，第一層腔體與第二層腔體中間有通孔(13)，同軸電纜(8)通過通孔將碟形天線(12)與電路板(6)連接。電路板安裝在傳感器第二層腔體(11)中，通過背板
(14)封裝，降頻器(2)、比較器(3)、計數器⑷、單片機(5)在電路板(6)上，電路板(6)對局放信號進行處理，輸出為RS485總線(9)，其通過嵌在背板(14)上的四針航空接頭(15)輸出，電路板(6)與主控室計算機(7)通過四芯線(9)相連接，運行人員便可監測GIS內部的局放情況。相比采用示波器或者A/D采集卡，本裝置模擬信號線路全部集中在與GIS相連的金屬殼體中，有效的隔離外界干擾，具有較高的檢測靈敏度和信噪比。本發明的降頻器由阻抗匹配電路和對數檢波電路組成,它能將高于300MHz的局放超高頻信號轉換成低于IOMHz的高頻信號。
[0007]本發明裝置的工作過程:當GIS內部發生局部放電時，第一層腔體(10)內的蝶形天線(12)接收到的高頻電磁波信號通過同軸電纜(8)傳輸至電路腔的電路板(6)上，在電路板(6)上首先通過阻抗匹配電路進行阻抗匹配，以減少高頻信號的反射，然后通過降頻器(2)降低信號頻率，降頻器(2)由對數檢波器組成，天線接收到的超高頻信號經檢波得到高頻信號，該高頻信號經比較器⑶比較，得到數字信號提供給計數器(4)，單片機(5)讀取計數器(4)的值并由485總線發送至主控室內的計算機(7)，單片機(5)還提供模擬電壓給比較器⑶作為比較器的比較閾值。
[0008]發明裝置檢測頻帶在超高頻段，能夠有效避開低頻干擾，且天線電路全部包含在雙層腔體內，腔體對干擾信號也具有屏蔽作用，在不改變GIS結構的前提下，能夠清晰準確的檢測出GIS內部局部放電產生的超高頻電磁波信息，對GIS實施在線監測。集成式的傳感器簡化接線方式，腔體外通過一根四芯線連接至主控室，便于在變電站內多傳感器安裝和布線。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]為了使本發明的目的， 技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述，其中:
[0010]圖1為本發明的框架圖；
[0011]圖2為本發明的具體結構圖；
【具體實施方式】
[0012]下面結合【具體實施方式】進一步說明本發明.[0013]如圖1和圖2所示，一種集成式GIS局部放電超高頻檢測判定裝置，主要包括傳感器天線(I)、降頻器(2)、比較器(3)、計數器(4)、單片機系統(5)，主控室計算機(7)。降頻器(2)、比較器(3)、計數器(4)、單片機(5)在電路板(6)上，傳感器⑴與電路板(6)通過同軸電纜(8)相連，電路板(6)與主控室計算機(7)通過四芯線相連接。傳感器天線(I)采集到的局部放電超高頻信號，通過同軸電纜(8)穿過通孔(13)，連接至電路板出)，在電路板上，通過對傳感信號檢波、比較、計數和單片機識別，準確地記錄放電信息，輸出的RS-485信號通過四芯線連接至4針航空接頭(15)，4針航空接頭(15)與主控室計算機(7)通過四芯線(9)相連接。
[0014]發明裝置檢測頻帶在超高頻段，能夠有效避開300MHz以下頻率的干擾，且天線電路全部包含在雙層腔體內，腔體對干擾信號也具有屏蔽作用，在不改變GIS結構的前提下，能夠清晰準確的檢測出GIS內部局部放電產生的超高頻電磁波信息，對GIS實施在線監測。集成式的傳感器簡化接線方式，腔體外只通過一根四芯線連接至主控室，便于在變電站內多傳感器安裝和布線。
【權利要求】
1.一種集成式Gis局部放電超高頻檢測判定裝置，主要包括傳感器(I)、比較器(3)、計數器(4)、單片機系統(5)，主控室計算機(7)，其特征在于還有雙層腔體殼(16)和降頻器(2)，降頻器(2)、比較器(3)、計數器(4)、單片機(5)在電路板(6)上，傳感器⑴與電路板(6)通過同軸電纜⑶相連，電路板(6)與主控室計算機(7)通過四芯線(9)相連接。
2.按照權利要求1所述的集成式GIS局部放電超高頻檢測判定裝置，其特征在于所述傳感器由雙層腔體殼(16)、蝶形天線(12)、背板(14)、4針航空接頭(15)組成，蝶形天線安裝在傳感器第一層腔體(10)中，通過環氧樹脂封裝，電路板安裝在傳感器第二層腔體(11)中，通過背板(14)封裝，第一層腔體與第二層腔體中間有通孔(13)，同軸電纜(8)通過通孔將蝶形天線(12)與電路板(6)連接，4針航空接頭(15)嵌在背板上。
【文檔編號】G01R31/12GK203414562SQ201320242282
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年5月7日 優先權日:2013年5月7日
【發明者】汪沨, 申晨 申請人:湖南大學