【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力设备局部放电检测，更具体地，涉及一种气体绝缘开关设备的局部放电检测系统。
技术介绍
1、气体绝缘开关设备（gas insulation switchgear, gis）以其高安全性、占地面积小、维护周期长及优良的灭弧性能，在电力系统中得到了广泛应用。然而，在gis的制造、运输、安装以及断路器的分合闸操作过程中，金属颗粒不可避免地进入断路器气室，一旦金属颗粒接触或靠近绝缘子表面，可能引发闪络故障。
2、当前，现场运行的gis设备通常采用特高频（uhf）传感器来监测气室内的局部放电情况。然而，金属颗粒在gis正常运行电压下往往保持静止，产生的局部放电量极低，这使得特高频传感器难以捕捉到其存在。此外，隔离开关操作时产生的高频过电压会产生与局部放电信号相似的高频电磁波，这些电磁波极易与特高频传感器的检测频段发生重叠，从而造成误报。同时，单纯依靠声信号也无法全面反映由于金属微粒而引发的局部放电的发生频次及放电量的严重程度。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种气体绝缘开关设备的局部放电检测系统。
2、本专利技术的一个方面提供了一种气体绝缘开关设备的局部放电检测系统，包括：超声检测设备，包括多个超声传感器，上述超声传感器被配置为贴附设置于气体绝缘开关设备的断路器气室的底部，上述超声检测设备用于采集得到超声信号；特高频检测设备，包括特高频传感器，上述特高频传感器被配置为设置于上述气体绝缘开关设备的罐体内部，上述特高频检测设备用于采集电磁波信号
3、根据本专利技术的实施例，上述超声检测设备还包括超声传感光路结构和超声信号检波器，上述超声传感光路结构被配置为连通上述多个超声传感器和上述超声信号检波器；其中，上述多个超声传感器用于采集得到多个初始超声信号；上述超声传感光路结构用于基于上述多个初始超声信号，生成多个拍频信号；上述超声信号检波器用于对上述多个拍频信号进行解调处理，得到上述超声信号。
4、根据本专利技术的实施例，上述超声传感光路结构包括激光器、隔离器、第一耦合器、声光效应单元、延迟光纤、第二耦合器、多个第三耦合器、多个光电探测器、第四耦合器、多个光纤环形器和多个法拉第旋镜；其中，上述激光器用于经上述隔离器和上述第一耦合器，产生参考光信号和探测光信号，上述参考光信号被配置为经上述声光效应单元和上述延迟光纤，输入至上述第二耦合器，上述探测光信号被配置为输入至上述第四耦合器；上述第二耦合器用于将上述参考光信号分为多路参考光子信号，上述参考光子信号被配置为输入至上述第三耦合器的第一输入端；上述第四耦合器用于将上述探测光信号分为多路第一探测光子信号，上述第一探测光子信号被配置为经上述光纤环形器输入至上述超声传感器；上述超声传感器用于基于采集得到的初始超声信号对上述第一探测光子信号进行声信号调制，得到第二探测光子信号，上述第二探测光子信号被配置为经由上述法拉第旋镜反射后，经上述光纤环形器输入至上述第三耦合器的第二输入端；上述第三耦合器用于将上述参考光子信号和上述第二探测光子信号耦合至上述光电探测器；上述光电探测器用于基于对上述参考光子信号和上述第二探测光子信号的光电探测，得到上述拍频信号。
5、根据本专利技术的实施例，上述超声信号检波器包括数据采集卡和多个超声信号处理单元；其中，上述超声信号处理单元用于依次对上述拍频信号进行信号放大、解调及滤波处理，得到解调信号；上述数据采集卡用于基于上述超声信号处理单元各自输出的解调信号，得到上述超声信号。
6、根据本专利技术的实施例，上述特高频检测设备还包括电压限幅器、同轴电缆和特高频信号检波器；其中，上述电压限幅器被配置为设置于上述气体绝缘开关设备的罐体内部，上述电压限幅器被配置为连接上述特高频传感器，上述电压限幅器用于对上述特高频传感器采集的初始电磁波信号进行钳位处理，得到第一电磁波信号；上述同轴电缆被配置为贯穿设置于上述气体绝缘开关设备的罐体，上述同轴电缆被配置为分别连接上述电压限幅器和上述特高频信号检波器，上述同轴电缆用于将上述第一电磁波信号传输至上述特高频信号检波器；上述特高频信号检波器用于对上述第一电磁波信号进行包络检波处理，得到上述电磁波信号。
7、根据本专利技术的实施例，上述同轴电缆包括电缆和包裹上述电缆的双层屏蔽结构，上述双层屏蔽结构中的外层屏蔽结构为铜编织或铜箔，上述双层屏蔽结构中的内层屏蔽结构为铜编织或铜箔。
8、根据本专利技术的实施例，上述超声传感器包括芯轴，及缠绕设置于上述芯轴的单模弯曲敏感光纤。
9、根据本专利技术的实施例，上述特高频传感器为圆形盘锥天线。
10、根据本专利技术的实施例，上述处理设备被配置为：对于上述电磁波信号和上述超声信号中的任意一个第一传感信号，对上述第一传感信号进行平滑处理，得到第二传感信号；将上述第二传感信号和与上述第二传感信号对应的标准局放信号进行互相关运算，得到互相关运算结果；基于上述电磁波信号和上述超声信号各自的互相关运算结果，得到上述局部放电检测结果。
11、根据本专利技术的实施例，上述处理设备还被配置为：在上述局部放电检测结果表示发生局部放电事件的情况下，基于上述电磁波信号和上述超声信号各自的电压幅值，对上述第二传感信号进行归一化处理，得到第三传感信号；基于信号阈值，对上述第三传感信号进行脉冲计数，得到脉冲次数；基于上述第三传感信号和上述脉冲次数，得到风险系数；基于上述电磁波信号和上述超声信号各自的风险系数，得到上述局部放电事件的风险评估结果。
12、根据本专利技术的实施例，通过超声检测设备和特高频检测设备的联合检测，在隔离开关操作产生的高频过电压激励下，通过对采集到的声学信号与电磁信号进行联合评估，实现了对微弱局部放电信号的高效捕捉，进而实现了对气体绝缘开关设备中金属颗粒引发局部放电的准确定位与危险性分析。其中，设置于气体绝缘开关设备的断路器气室的底部的超声传感器能够有效捕捉金属颗粒运动的超声信号，结合设置于气体绝缘开关设备的罐体内部的特高频传感器检测到的局部放电的高频电磁信号，实现了对金属微粒运动和局部放电事件的全面监测。
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1.一种气体绝缘开关设备的局部放电检测系统，其特征在于，所述局部放电检测系统包括：
2.根据权利要求1所述的局部放电检测系统，其特征在于，所述超声检测设备还包括超声传感光路结构和超声信号检波器，所述超声传感光路结构被配置为连通所述多个超声传感器和所述超声信号检波器；
3.根据权利要求2所述的局部放电检测系统，其特征在于，所述超声传感光路结构包括激光器、隔离器、第一耦合器、声光效应单元、延迟光纤、第二耦合器、多个第三耦合器、多个光电探测器、第四耦合器、多个光纤环形器和多个法拉第旋镜；
4.根据权利要求2所述的局部放电检测系统，其特征在于，所述超声信号检波器包括数据采集卡和多个超声信号处理单元；
5.根据权利要求1所述的局部放电检测系统，其特征在于，所述特高频检测设备还包括电压限幅器、同轴电缆和特高频信号检波器；
6.根据权利要求5所述的局部放电检测系统，其特征在于，所述同轴电缆包括电缆和包裹所述电缆的双层屏蔽结构，所述双层屏蔽结构中的外层屏蔽结构为铜编织或铜箔，所述双层屏蔽结构中的内层屏蔽结构为铜编织或铜箔。
8.根据权利要求1所述的局部放电检测系统，其特征在于，所述特高频传感器为圆形盘锥天线。
9.根据权利要求1所述的局部放电检测系统，其特征在于，所述处理设备被配置为：
10.根据权利要求9所述的局部放电检测系统，其特征在于，所述处理设备还被配置为：
...【技术特征摘要】
1.一种气体绝缘开关设备的局部放电检测系统，其特征在于，所述局部放电检测系统包括：
2.根据权利要求1所述的局部放电检测系统，其特征在于，所述超声检测设备还包括超声传感光路结构和超声信号检波器，所述超声传感光路结构被配置为连通所述多个超声传感器和所述超声信号检波器；
3.根据权利要求2所述的局部放电检测系统，其特征在于，所述超声传感光路结构包括激光器、隔离器、第一耦合器、声光效应单元、延迟光纤、第二耦合器、多个第三耦合器、多个光电探测器、第四耦合器、多个光纤环形器和多个法拉第旋镜；
4.根据权利要求2所述的局部放电检测系统，其特征在于，所述超声信号检波器包括数据采集卡和多个超声信号处理单元；
5.根据权利要求1所述的局部放电检测系统，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈荣，李松原，李楠，唐庆华，刘广振，张黎明，王小朋，赵琦，马国明，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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