一種架空絕緣線局部放電檢測(cè)及定位裝置及方法
【專利說(shuō)明】一種架空絕緣線局部放電檢測(cè)及定位裝置及方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及配電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種用于架空絕緣線局部放電檢測(cè) 及定位裝置及方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 近年來(lái)伴隨著大規(guī)模城市電網(wǎng)絕緣化改造，架空絕緣線在配電網(wǎng)中的使用越來(lái)越 多。使用架空絕緣線配電相比傳統(tǒng)的通過(guò)架空裸導(dǎo)線配電具有更高的穩(wěn)定性、可靠性和安 全性，并且可以節(jié)省城市配電空間和運(yùn)維成本。
[0003] 然而，架空絕緣線絕緣層在制造過(guò)程中由于制作工藝問題可能引入一些微小的缺 陷，比如氣泡或者雜質(zhì)，在線路運(yùn)行過(guò)程中，這些氣泡或者雜質(zhì)處會(huì)分擔(dān)更大的電壓以至于 產(chǎn)生局部放電。此外，周圍樹枝的長(zhǎng)時(shí)間倚靠，雷擊或者其他一些外力作用也同樣會(huì)產(chǎn)生局 部放電。局部放電不會(huì)直接造成絕緣失效，但是長(zhǎng)時(shí)間之后會(huì)逐步劣化絕緣，最終導(dǎo)致斷 電。
[0004] 因此，架空絕緣線的局部放電檢測(cè)可以作為其狀態(tài)檢測(cè)以及預(yù)防性維護(hù)的重要手 段。目前，芬蘭研究人員通過(guò)柔性羅氏線圈對(duì)架空絕緣線局部放電進(jìn)行測(cè)量，并且通過(guò)數(shù)學(xué) 相關(guān)算法通過(guò)多點(diǎn)測(cè)量進(jìn)行架空絕緣線局部放電點(diǎn)進(jìn)行定位。此外，還有通過(guò)在電線桿上 安裝寬頻天線進(jìn)行局部放電監(jiān)測(cè)的報(bào)道。然而，架空絕緣線中局部放電檢測(cè)仍亟需解決便 捷測(cè)量以及高精度定位的問題。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種架空絕緣線局部放電檢測(cè)及定位裝置 及方法，基于時(shí)域脈沖注入雙端測(cè)量原理，具有安全、便攜、測(cè)量快速、定位準(zhǔn)確等特點(diǎn)，以 克服現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)量系統(tǒng)在實(shí)踐中技術(shù)方面存在的不足和困難。
[0006] 本發(fā)明提供一種架空絕緣線局部放電檢測(cè)及定位裝置，該裝置主要包含下述單 元：
[0007] 發(fā)射端主機(jī)，用于產(chǎn)生發(fā)射端對(duì)時(shí)脈沖信號(hào)；
[0008] 反射端主機(jī)，用于產(chǎn)生發(fā)射端對(duì)時(shí)脈沖信號(hào)；
[0009] 發(fā)射端脈沖注入傳感器與反射端脈沖注入傳感器用于通過(guò)電磁感應(yīng)定律將高壓 脈沖注入到架空絕緣線中；
[0010] 發(fā)射端脈沖檢測(cè)傳感器與反射端脈沖注入傳感器，用于對(duì)架空絕緣線中的脈沖信 號(hào)進(jìn)行捕捉。
[0011] 所述發(fā)射端主機(jī)進(jìn)一步包括：
[0012] 發(fā)射端高壓脈沖產(chǎn)生單元，用以產(chǎn)生高壓脈沖傳輸給發(fā)射端脈沖注入傳感器；
[0013] 發(fā)射端濾波單元，用以對(duì)發(fā)射端脈沖檢測(cè)傳感器捕捉到的信號(hào)進(jìn)行濾波；
[0014] 發(fā)射端數(shù)據(jù)采集單元，用以對(duì)脈沖數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和存儲(chǔ)。
[0015] 所述反射端主機(jī)進(jìn)一步包括：
[0016] 反射端高壓脈沖產(chǎn)生單元，用以產(chǎn)生高壓脈沖傳輸給反射端脈沖注入傳感器；
[0017] 反射端濾波單元，用以對(duì)反射端脈沖檢測(cè)傳感器捕捉到的信號(hào)進(jìn)行濾波；
[0018] 反射單數(shù)據(jù)采集單元，用以對(duì)脈沖數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和存儲(chǔ)；
[0019] 觸發(fā)和延遲單元，用以控制反射端高壓脈沖產(chǎn)生單元的通斷。
[0020] 所述發(fā)射端脈沖注入傳感器和反射端脈沖注入傳感器結(jié)構(gòu)相同，進(jìn)一步包括：注 入傳感器殼體、注入傳感器線圈骨架、注入傳感器線圈、注入傳感器連接件。
[0021] 所述注入傳感器殼體為高強(qiáng)度絕緣材料，結(jié)構(gòu)為鉗式開口結(jié)構(gòu)；所述注入傳感器 骨架為高強(qiáng)度絕緣材料；所述注入傳感器線圈為均勻密繞在注入傳感器骨架上的漆包線， 漆包線繞組在終端穿過(guò)繞組回到首端，形成返回匝；所述注入傳感器連接件為防水兩芯航 空插頭。
[0022] 所述發(fā)射端脈沖檢測(cè)傳感器和反射端脈沖檢測(cè)傳感器結(jié)構(gòu)相同，進(jìn)一步包括：檢 測(cè)傳感器殼體、檢測(cè)傳感器線圈骨架、檢測(cè)傳感器線圈、積分阻抗以及檢測(cè)傳感器連接件。
[0023] 所述檢測(cè)傳感器殼體為高強(qiáng)度絕緣材料，結(jié)構(gòu)為鉗式開口結(jié)構(gòu)；所述檢測(cè)傳感器 骨架為高強(qiáng)度絕緣材料；所述檢測(cè)傳感器線圈為均勻密繞在檢測(cè)傳感器骨架上的漆包線， 漆包線繞組在終端穿過(guò)繞組回到首端，形成返回匝；所述積分阻抗為無(wú)感電阻；所述檢測(cè) 傳感器連接件為BNC接頭。
[0024] 所述發(fā)射端高壓脈沖產(chǎn)生單元和反射端高壓脈沖產(chǎn)生單元結(jié)構(gòu)相同，均進(jìn)一步包 括：高壓模塊、高壓開關(guān)、注入傳感器、阻尼電阻、振蕩電容、驅(qū)動(dòng)電路以及控制電路。
[0025] 所述高壓模塊電壓應(yīng)不低于800V，不高于5kV;所述高壓開關(guān)為IGBT;所述注入傳 感器、阻尼電阻以及振蕩電容形成RLC串聯(lián)振蕩電路。
[0026] 所述發(fā)射端濾波單元和反射端濾波單元性能參數(shù)相同，為帶通濾波器，低頻截止 頻率為10kHz，高頻截止頻率為20MHz。
[0027] 所述發(fā)射端數(shù)據(jù)采集單元與反射端數(shù)據(jù)采集單元性能參數(shù)相同，帶寬應(yīng)不低于 128MHz，采樣率不低于512MS/s。
[0028] 所述觸發(fā)和延遲單元為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路以及RC延遲電路。
[0029] 一種架空絕緣線局部放電檢測(cè)及定位方法，包括以下步驟：（1)將發(fā)射端脈沖注 入傳感器和發(fā)射端脈沖檢測(cè)傳感器固定在架空絕緣線上測(cè)量區(qū)間的一端，并分別連接到 發(fā)射主機(jī)上；在測(cè)量區(qū)間另一端，將反射端脈沖注入傳感器和反射端脈沖接收傳感器固 定在架空絕緣線上，同樣分別連接到反射端主機(jī)上；（2)基于時(shí)域脈沖注入的方式對(duì)測(cè)量 的兩端進(jìn)行對(duì)時(shí)；（3)對(duì)時(shí)完成后，設(shè)對(duì)應(yīng)的局部放電脈沖在發(fā)射端和反射端記錄到的時(shí) 間分別為tin和t"，當(dāng)局放發(fā)生時(shí)，通過(guò)局放放電距離發(fā)射端的距離確定局放發(fā)生的位置 -1 +V '(fin~?,e) 'PD一 p 2
[0030] 步驟（2)的具體方法為：發(fā)射端首先向架空絕緣線中注入一個(gè)脈沖，反射端接收 到該信號(hào)后，經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)間延遲，向架空絕緣線中再注入一個(gè)反射脈沖，在系統(tǒng)的延時(shí)At 已知的情況下，通過(guò)這兩個(gè)注入脈沖之間的時(shí)間差求得脈沖波形傳播測(cè)量區(qū)間單程距離需 要的時(shí)間為T;以反射端收到的發(fā)射端注入的信號(hào)為絕對(duì)時(shí)間起點(diǎn)，將發(fā)射端發(fā)射脈沖的 時(shí)間之后間隔T的時(shí)刻作為發(fā)射端的時(shí)間起點(diǎn)，以完成雙端系統(tǒng)的對(duì)時(shí)。
[0031] 采用這樣的設(shè)計(jì)后，本發(fā)明至少具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0032] 1、通過(guò)檢測(cè)傳感器可以快速檢測(cè)架空絕緣線中是否存在局部放電，基于時(shí)域脈沖 注入雙端測(cè)量原理的方法可以快速、精確的定位出局部放電點(diǎn)的位置。
[0033] 2、通過(guò)電磁耦合式時(shí)域脈沖注入，在對(duì)架空絕緣線進(jìn)行局部放電檢測(cè)時(shí)，可以不 用斷電而在線檢測(cè)其絕緣狀態(tài)，且安裝方便。
[0034] 3、整體裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，體積小，攜帶方便。
[0035] 4、測(cè)量區(qū)間可以自由選取，具有很好的靈活性，可以檢測(cè)到傳統(tǒng)方法的檢測(cè)死角。
[0036] 如此，通過(guò)該裝置的使用，可以大大提高配電網(wǎng)中架空絕緣線路運(yùn)行的可靠性和 安全性。 【【附圖說(shuō)明】】
[0037] 上述僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，以下 結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0038] 圖1是本發(fā)明一種架空絕緣線局部放電檢測(cè)及定位裝置的系統(tǒng)組成示意圖。
[0039] 圖2是圖1中發(fā)射端主機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040] 圖3是圖1中反射端主機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041] 圖4是圖1中發(fā)射端脈沖注入傳感器和反射端脈沖注入傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042] 圖5是圖1中發(fā)射端脈沖檢測(cè)傳感器和反射端脈沖檢測(cè)傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043] 圖6是圖2和圖3中高壓脈沖產(chǎn)生單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044] 圖7是一個(gè)實(shí)施例中發(fā)射端記錄的數(shù)據(jù)。
[0045] 圖8是一個(gè)實(shí)施例中反射端記錄的數(shù)據(jù)。
[0046] 圖9是一個(gè)實(shí)施例中對(duì)局部放電定位的結(jié)果。 【【具體實(shí)施方式】】
[0047] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一 步地詳細(xì)描述。
[0048] 如圖1所示，本發(fā)明提供一種架空絕緣線局部放電檢測(cè)及定位裝置，該裝置主要 包含下述單元：
[0049] 發(fā)射端主機(jī)11，用于產(chǎn)生發(fā)射端對(duì)時(shí)脈沖信號(hào)；
[0050] 反射端主機(jī)12,用于產(chǎn)生發(fā)射端對(duì)時(shí)脈沖信號(hào)；
[0051] 發(fā)射端脈沖注入傳感器13與反射端脈沖注入傳感器15,用于通過(guò)電磁感應(yīng)定律 將高壓脈沖注入到架空絕緣線中；
[0052] 發(fā)射端脈沖檢測(cè)傳感器14與反射端脈沖注入傳感器16,用于對(duì)架空絕緣線中的 脈沖信號(hào)進(jìn)行捕捉。
[0053] 當(dāng)測(cè)量架空絕緣線局部放電時(shí)，選定測(cè)量區(qū)間，將發(fā)射端脈沖注入傳感器和發(fā)射 端脈沖檢測(cè)傳感器夾在架空絕緣線上測(cè)量區(qū)間的一端，并分別通過(guò)兩芯電纜和同軸電纜連 接到發(fā)射主機(jī)上。在測(cè)量區(qū)間另一端，將反射端脈沖注入傳感器和反射端脈沖接收傳感器 夾在架空絕緣線上，同樣分別通過(guò)兩芯電纜和同軸電纜連接到反射端主機(jī)上。
[0054] 如圖2所示，所述發(fā)射端主機(jī)進(jìn)一步包括：
[0055] 發(fā)射端高壓脈沖產(chǎn)生單元24,用以產(chǎn)生高壓脈沖傳輸給發(fā)射端脈沖注入傳感器 22 ；
[0056] 發(fā)射端濾波單元25,用以對(duì)發(fā)射端脈沖檢測(cè)傳感器23捕捉到的信號(hào)進(jìn)行濾波；
[0057] 發(fā)射端數(shù)據(jù)采集單元26,用以對(duì)脈沖數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和存儲(chǔ)。
[0058] 如圖3所示，所述反射端主機(jī)進(jìn)一步包括：
[0059] 反射端高壓脈沖產(chǎn)生單元34,用以產(chǎn)生高壓脈沖傳輸給反射端脈沖注入傳感器 32 ；
[0060] 反射端濾波單元35,用以對(duì)反射端脈沖檢測(cè)傳感器33捕捉到的信號(hào)進(jìn)行濾波；
[0061] 反射單數(shù)據(jù)采集單元36,用以對(duì)脈沖數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和存儲(chǔ)；
[0062] 觸發(fā)和延遲單元37,用以控制反射端高壓脈沖產(chǎn)生單元的通斷。
[0063] 如圖4所示，所述發(fā)射端脈沖注入傳感器13和反射端