分布式局部放电监测装置及监测方法与流程

1.本发明属于放电监测技术领域，具体涉及分布式局部放电监测装置及监测方法。


背景技术：

2.高压开关柜是电力系统中非常重要的电气设备，目前10kv、35kv金属封闭开关成套设备已经广泛应用于电力系统中的各个变电站，电气设备在长期运行中必然存在由于电、热、化学等因素导致的绝缘劣化现象，根据1998年－2002年间全国电力系统6
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10kv开关柜事故统计，绝缘和载流部分引起的故障占总数的40.2%，其中由于绝缘部分的闪络造成的事故占绝缘事故总数的79%，近年来电力系统开关柜烧损及爆炸事故时有发生，已经严重威胁到现场工作人员的安全和电网的稳定运行。
3.目前局部放电的检测方法主要有uhf法、超声波法以及暂态地电位法等等，uhf法通过天线传感器接收局部放电过程中辐射的uhf电磁波，从而实现局部放电的检测，该方法检测灵敏度较高，但容易受到外界干扰，无法实现精确定位，且对信号采集单元的频带要求较高，超声波法是通过接收局部放电产生的超声波信号实现对局部放电的检测。


技术实现要素：

4.为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了分布式局部放电监测装置及监测方法，其解决了灵敏度低的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：分布式局部放电监测装置，包括高压开关柜，所述高压开关柜内设置有放电模型，所述放电模型通过导线分别电性连接有电容分压器和高压保护电阻，所述电容分压器和高压保护电阻之间通过导线电性连接有工频电源，所述高压开关柜的表面设置有超声波局部放电传感器，所述超声波局部放电传感器与放电模型之间通讯连接，所述超声波局部放电传感器用过导线电性连接有示波器。
6.作为本发明的进一步方案：所述放电模型为四种经典模型，所述放电模型分别为椎板、砧板、球板和柱板。
7.作为本发明的进一步方案：所述超声波局部放电传感器的检测方式依次是声电转换、信号放大、信号处理和记录显示。
8.作为本发明的进一步方案：所述超声波局部放电传感器将信号放大1000倍。
9.作为本发明的进一步方案：所述超声波局部放电传感器的检测中心频率为40khz。
10.作为本发明的进一步方案：所述超声波局部放电传感器对防电信号进行数据持续采集的时间为120秒。
11.作为本发明的进一步方案：所述电容分压器和放电模型均连接有地线。
12.作为本发明的进一步方案：所述分布式局部放电监测装置的使用方法，包括如下步骤：步骤一：将四种典型放电模型放置于高压开关柜内部，对放电模型施加高压工频电源，使得放电模型产生放电，超声波局部放电传感器的检测中心频率为40khz，通过大约
1000倍信号放大调理电路处理后，接至示波器，实现对不同放电类型情况下的放电数据采集；步骤二：在高压开关柜局部放电检测实验中，在四种放电模型以及无放电模型共五种情况下，采用超声波局部放电传感器持续对放电信号进行数据采集，持续采集时间为120秒，将持续放电的120秒的采集时间中，以60ms为时间长窗口，等分切割出2000段数据，在五种情况下共1万段样本数据，其中，随机挑选20%样本数据作为测试集，80%样本数据作为训练集，构建了卷积神经网络的数据库。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：该分布式局部放电监测装置及监测方法，通过超声波局部放电传感器，容易克服电磁干扰的影响，对介质类型比较敏感，适合检测空气介质放电，比较适合检测套管、终端、绝缘子的表面放电。
附图说明
14.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1为本发明的实验连接原理图；图2为本发明的电路示意图；图3为本发明中超声波局部放电传感器的原理示意图；图中：1、高压开关柜；2、超声波局部放电传感器；3、示波器；4、放电模型；5、地线；6、高压保护电阻；7、电容分压器；8、工频电源。
具体实施方式
15.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
16.请参阅图1
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3，本发明提供以下技术方案：分布式局部放电监测装置，包括高压开关柜1，高压开关柜1内设置有放电模型4，放电模型4通过导线分别电性连接有电容分压器7和高压保护电阻6，电容分压器7和高压保护电阻6之间通过导线电性连接有工频电源8，高压开关柜1的表面设置有超声波局部放电传感器2，通过超声波局部放电传感器2，容易克服电磁干扰的影响，对介质类型比较敏感，适合检测空气介质放电，比较适合检测套管、终端、绝缘子的表面放电，超声波局部放电传感器2与放电模型4之间通讯连接，超声波局部放电传感器2用过导线电性连接有示波器3。
17.具体的，放电模型4为四种经典模型，放电模型4分别为椎板、砧板、球板和柱板，超声波局部放电传感器2的检测方式依次是声电转换、信号放大、信号处理和记录显示，超声波局部放电传感器2将信号放大1000倍，超声波局部放电传感器2的检测中心频率为40khz，超声波局部放电传感器2对防电信号进行数据持续采集的时间为120秒，电容分压器7和放
电模型4均连接有地线5。
18.具体的，分布式局部放电监测装置的使用方法，包括如下步骤：步骤一：将四种典型放电模型4放置于高压开关柜1内部，对放电模型4施加高压工频电源8，使得放电模型4产生放电，超声波局部放电传感器2的检测中心频率为40khz，通过大约1000倍信号放大调理电路处理后，接至示波器3，实现对不同放电类型情况下的放电数据采集；步骤二：在高压开关柜1局部放电检测实验中，在四种放电模型4以及无放电模型4共五种情况下，采用超声波局部放电传感器2持续对放电信号进行数据采集，持续采集时间为120秒，将持续放电的120秒的采集时间中，以60ms为时间长窗口，等分切割出2000段数据，在五种情况下共1万段样本数据，其中，随机挑选20%样本数据作为测试集，80%样本数据作为训练集，构建了卷积神经网络的数据库。
19.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。


技术特征：
1.分布式局部放电监测装置，包括高压开关柜（1），其特征在于：所述高压开关柜（1）内设置有放电模型（4），所述放电模型（4）通过导线分别电性连接有电容分压器（7）和高压保护电阻（6），所述电容分压器（7）和高压保护电阻（6）之间通过导线电性连接有工频电源（8），所述高压开关柜（1）的表面设置有超声波局部放电传感器（2），所述超声波局部放电传感器（2）与放电模型（4）之间通讯连接，所述超声波局部放电传感器（2）用过导线电性连接有示波器（3）。2.根据权利要求1所述的分布式局部放电监测装置，其特征在于：所述放电模型（4）为四种经典模型，所述放电模型（4）分别为椎板、砧板、球板和柱板。3.根据权利要求1所述的分布式局部放电监测装置，其特征在于：所述超声波局部放电传感器（2）的检测方式依次是声电转换、信号放大、信号处理和记录显示。4.根据权利要求1所述的分布式局部放电监测装置，其特征在于：所述超声波局部放电传感器（2）将信号放大1000倍。5.根据权利要求1所述的分布式局部放电监测装置，其特征在于：所述超声波局部放电传感器（2）的检测中心频率为40khz。6.根据权利要求1所述的分布式局部放电监测装置，其特征在于：所述超声波局部放电传感器（2）对防电信号进行数据持续采集的时间为120秒。7.根据权利要求1所述的分布式局部放电监测装置，其特征在于：所述电容分压器（7）和放电模型（4）均连接有地线（5）。8.根据权利要求1
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7任一所述的分布式局部放电监测装置的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：将四种典型放电模型（4）放置于高压开关柜（1）内部，对放电模型（4）施加高压工频电源（8），使得放电模型（4）产生放电，超声波局部放电传感器（2）的检测中心频率为40khz，通过大约1000倍信号放大调理电路处理后，接至示波器（3），实现对不同放电类型情况下的放电数据采集；步骤二：在高压开关柜（1）局部放电检测实验中，在四种放电模型（4）以及无放电模型（4）共五种情况下，采用超声波局部放电传感器（2）持续对放电信号进行数据采集，持续采集时间为120秒，将持续放电的120秒的采集时间中，以60ms为时间长窗口，等分切割出2000段数据，在五种情况下共1万段样本数据，其中，随机挑选20%样本数据作为测试集，80%样本数据作为训练集，构建了卷积神经网络的数据库。

技术总结
本发明属于放电监测技术领域，涉及分布式局部放电监测装置及监测方法，其中，包括高压开关柜，所述高压开关柜内设置有放电模型，所述放电模型通过导线分别电性连接有电容分压器和高压保护电阻，所述电容分压器和高压保护电阻之间通过导线电性连接有工频电源，所述高压开关柜的表面设置有超声波局部放电传感器，所述超声波局部放电传感器与放电模型之间通讯连接，所述超声波局部放电传感器用过导线电性连接有示波器。其有益效果是，该分布式局部放电监测装置及监测方法，通过超声波局部放电传感器，容易克服电磁干扰的影响，对介质类型比较敏感，适合检测空气介质放电，比较适合检测套管、终端、绝缘子的表面放电。绝缘子的表面放电。绝缘子的表面放电。


技术研发人员：芦亚林 田地 张萍
受保护的技术使用者：国网河南省电力公司永城市供电公司
技术研发日：2021.10.27
技术公布日：2022/1/4