一种手持式局部放电检测装置的研究

引言

局部放电是一种脉冲放电,它会在电力设备内部和周围空间产生一系列的光、声、电气和机械振动等物理现象和化学变化。高压设备绝缘故障常伴随局部放电的发生,因此局放检测成为判断设备绝缘状况的重要手段。通过对局放信号的检测和分析,能判断高压电气设备内部是否存在绝缘隐患,防止潜在事故的进一步扩大。传统的检测设备一般只能实现某一类电力设备的局放检测,检测人员针对不同的检测任务需携带多种检测设备,浪费了大量人力、物力、财力。

本文针对上述问题,提出一种手持式局部放电检测装置,可针对多种电气设备进行带电检测及在线监测,避免检测人员忘带、漏带检测设备,省去现场更换仪器的时间,降低检测成本,提升检测效率。

1局部放电检测装置的整体介绍

手持式局部放电检测装置由检测主机、特高频信号调理单元、高频电流信号调理单元及无线同步发射模块组成。检测主机为双检测通道,分别用来处理暂态地电压及超声局放信号。实际测量中,根据需要选择性地将TEV传感器和超声传感器通过同轴电缆连接至检测主机的对应通道,特高频传感器和高频电流传感器通过电缆连接到特高频信号调理单元及高频电流信号调理单元。其中,检测主机只对暂态地电压及超声局放信号进行处理,特高频及高频电流信号则由相应的调理单元单独处理后通过wiFi传给检测主机,由检测主机根据客户需要实现每种局放检测方法下测量数据的显示及保存。

手持式局部放电检测装置的工作原理如图1所示。

图1手持式局部放电检测装置的工作原理图

检测主机的同步方式分为内同步及外同步,前者为系统软件产生的一个定时触发信号,与实际电压信号存在相位及频率误差,仅在测量现场不易找到试验电源的情况下使用:后者为通过无线同步发射模块从试验电源获取的与试验电压同相频信息的正弦电压信号,准确可靠。选择外同步触发时,将无线同步发射模块连接至试验电源,其与检测主机内的无线同步接收模块配合实现系统同步。

2局部放电检测装置的具体架构

局部放电检测装置的具体架构如图2所示。

如图2所示,检测主机可同时处理TEV信号与超声信号,带有独立的信号调理电路和独立的高速A/D转换电路以及中央处理器、电池管理模块、无线同步接收模块、wiFi模块、液晶显示屏、薄膜按键等,各部分之间为电连接。其中,信号调理电路接收TEV与超声波两路信号,经放大、滤波、检波处理后输出至A/D转换电路,A/D转换电路的信号输出端连接至中央处理器的信号输入端。中央处理器的信号输入端同时与无线同步接收模块、薄膜按键以及wiFi模块的信号输出端相连,分别用于获取与所加电压同步的正弦电压信号,用户的操作指令及两路信号调理单元的输出信号:中央处理器的信号输出端与液晶显示屏相连,将检测数据显示给用户。电池管理模块为各部分提供合适的电压,具备电池低电量预警及电池充电管理功能。

两个信号调理单元分别接收特高频电磁波和高频脉冲电流信号,通过各自的信号调理电路和A/D转换电路,再通过wiFi将A/D转换电路输出的数字信号传给检测主机的中央处理器,全程由电池管理模块供电。

检测主机还包括耳机、网口及外部存储设备连接口,可分别实现根据声音分辨放电强度、局放在线监测及数据的导出。

3结语

文章中的手持式局部放电检测装置基于TEV、超声波、特高频及高频电流检测方法进行高压设备局部放电检测,装置轻巧、携带方便、操作简单,且所有的检测对高压设备的运行均不产生任何影响,适用于GIs、开关柜、变压器及电力电缆等多种电气设备的局放检测。