[实用新型]高压开关柜中多种故障下局部放电信号的高效模拟装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力设备智能化技术及其应用领域，具体是高压开关柜中多种故障下局部放电信号的高效模拟装置。

背景技术

开关柜是电力系统的重要设备，其安全运行对电力系统的可靠性具有重大影响。一旦发生故障，设备本身受损，用户停电中断，有时还会危及运行人员的人身安全。基于地电波测量的非侵入式高压开关柜类设备内部局部放电监测技术自1990年欧洲、东南亚等国家和地区的电力企业广泛应用。通过在这些设备的外壳表面短时或长期安置地电波传感器，测量外表面地电波信号的强度和活动频率，可以方便地实现开关柜绝缘状态监测和故障诊断，实践表明效果很好。自2006年，我国电力企业也引进了这项新技术（主要是英国EA Technology公司的产品），迅速得到认可，获得了越来越多的应用。近些年来，我国也有不少厂家掌握了地电波监测技术，开发了相关产品。目前市场上形成了国内外多个厂家供应以地电波技术为主的开关柜局放监测产品。

目前电力企业在开展相关工作中面临着若干问题有待解决：1）在采购产品时，为了选择和考核产品的性能，需要制作多种缺陷模型，在高压开关柜上施加高压来激发放电；由于放电固有的随机性，放电信号难以准确重现，无法确保测试的可靠性，影响测试的客观性和公正性；2）目前新推出的产品逐渐添加了局部放电信号测试等功能，尤其是固定安装的在线监测产品，尚无合适的考核方法；3）地电波监测技术，作为一种新的监测手段，电力职工需要在培训基地以及现场接受训练，需要安全、高效的训练工具。因此，设计和制作一种安全的局部放电信号及信号的高效模拟装置，解决电力企业在应用实践中存在的问题，实属当前业界的重要研究课题之一。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高压开关柜中多种局部放电信号的高效模拟装置，可以模拟局部放电产生的电磁脉冲信号以及对应于空穴、沿面及电晕等局部放电信号脉冲序列信号，具有安全、便携、高效的特点，从而解决当前电力企业在开关柜地电波监测技术的应用实践中面临的产品考核、现场应用以及职工相关技能培训等方面存在的困难。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下。

高压开关柜中多种故障下局部放电信号的高效模拟装置，装置由绝缘外壳、插头、开关、可充电电池、局部放电信号发生器、功率放大单元、接地板及脉冲发射天线构成。开关、可充电电池、局部放电信号发生器、功率放大单元、接地板设置在绝缘外壳内。插头安装在绝缘外壳上。

各部件结构：

所述的绝缘外壳采用环氧树脂材质，外壳厚度2mm，长80mm、宽80mm和高100mm。

所述的插头为香蕉插头。

所述的可充电电池采用锂电池。

所述的局部放电信号发生器由微处理器单元、电子存储器、现场可编程门阵列（FPGA）、高速数模装换芯片（DAC）组成。以微处理器单元为中心，连接电子存储器以及现场可编程门阵列（FPGA）。现场可编程门阵列（FPGA）与高速数模装换芯片（DAC）相连。高速数模装换芯片（DAC）连接到高速功率放大单元。

所述的高速功率放大单元由高速运算放大器集成电路构成，选用高速运算放大器集成电路OPA627。

所述脉冲发射天线18由输入端子、半径60mm的PCB板和接地端子构成：PCB板一侧为输入端子和接地端子，输入端子与接地端子通过圆环形铜线连通，形成了一个磁偶极子天线，圆环半径50mm；

输入端子与功率放大单元连接，接地端子与接地板连接。

所述接地板是中间有孔的金属板。

各部件的连接关系：

所述脉冲发射天线穿过绝缘外壳和接地板连接在功率放大单元上；脉冲发射天线的输入端子与功率放大单元的一端连接；功率放大单元的另一端与局部放电信号发生器的一端连接；局部放电信号发生器的另一端与可充电电池连接；可充电电池与开关连接；开关通过绝缘外壳上的插头与外部充电器连。

本实用新型具有如下优点：

1、模拟装置的外壳具有10kV的绝缘水平，因此监测人员可以非常安全地操作该仪器；

2、局部放电信号及局部放电信号能够存储，确保局部放电信号及信号的准确性及重复性。

3、局部放电信号及局部放电信号也可以根据需要随时更新，确保局部放电信号及信号的多样性。

4、使用本实用新型时，操作人员只需将模拟装置放置在开关柜内部，开启电源，装置即工作，发射出具有局部放电特征的电磁波，可用来考核开关柜外部的地电波传感器及监测仪器的性能或相关仪器操作者的使用技能。如此，大大提高了电力企业在产品测试、技能考核等方面工作的效率和效果。

附图说明