基于暂态对地电压技术的局部放电传感器的研制.pdf

研究动态_Research＆Development 摘要：针对开关柜局部放电产生的暂态对地电压(TEV)信号设计了一种局部放电传感器。该传感 器由容性耦合、滤波、放大和降频等功能模块组成，具有噪声低、灵敏度高和动态范围宽等优点。 测试表明：该传感器能可靠地采集开关柜局部放电产生的暂态对地电压信号。 关键词：暂态对地电压；开关柜；局部放电；传感器 中图分类号：TM835文献标识码：A 文章编号：1006-883X(2013)04—0014-05 收稿日期：2013-03-12 i三ii-i 童望-哥霜 张宝金1‘2 王永强1 何平2 朱晋萍2 1．华北电力大学电力工程系，河北保定071003：2保定天威集团，河北保定071056 一、引言 检测到放电信号，但屏蔽层通常在绝缘部位、垫圈连接、 电缆绝缘终端等部位不连续，局部放电的高频信号会 口前lOkV、35kV金属封闭式开关柜已经在变电 H站广泛使用，其运行安全直接影响整个变电站 由此传输到设备屏蔽外壳【7]。因此，局部放电产生的 的供电可靠性。因此，对开关柜运行状态的监测及对 电磁波通过金属箱体的接缝处或气体绝缘开关的衬垫 故障的预判和合理检修是保证开关设备安全可靠运行 传出，并沿着设备金属箱体外表面继续传播，同时对 的关键。局部放电(PD)测试一种是检测开关柜设备是 地产生一定的暂态电压脉冲信号，该现象由Dr．John 否发生绝缘故障的重要手段。目前，对开关柜设备局 部放电的检测方法主要有脉冲电流法“之】、超声法Ⅲ、 压[8]。 射频法嗍、超高频法[5-6]等。 TEV测量法是一种新的技术方法，目前TEV法检 相对于以上几种局部放电检测方法，TEv技术作 测设备大都采用电容性探测器来检测放电脉冲，其测 为一种新的带电检测技术，具有灵敏度高、抗干扰能 量原理如图1所示。局放发生时，电压、电流脉冲沿 力强等优点，正逐步在国内变电站推广使用。 开关柜金属外壳的内表面传播，遇开口、接头等处的 本文正是基于TEV技术，设计了一种局部放电测 量传感器。该传感器主要由容性耦合模块、滤波模块、 放大模块和降频模块四部分组成。 二、TEV技术基本原理 高压电气设备发生局部放电时，放电量往往先聚 集在与接地点相邻的接地金属部位，形成对地电流， 在设备的金属表面上传播。对于内部放电，放电量聚 集在接地屏蔽的内表面，屏蔽连续时在设备外部很难 3．04 14传感器世界201 WWWsensorworldcomcn 万方数据 缝隙传出设备，再沿着金属外壳的外表面传播至大地， 其瞬时电压值在几个毫伏至几伏的范围内变化，且存 在时间很短，只有几个纳秒的上升时间。放电脉冲被 外置的电容性探测器检测到，经过一系列的放大、滤 波处理后，进入到PD测试仪。通过专用软件，我们 能对放电信号进行分析。 三、传感器设计 1、TEV传感器技术要求 TEv传感器的作用是准确的测量开关柜内部发生 的局部放电信号，并把局部放电信号初步处理后送至 后级采集系统。根据TEV相关理论，确定其技术指标 如表1所示。 表1TEv传感器技术指标 耦合方式 电容性 测量范围 lmV～1V 频率范喇 3MHz～80MHz 灵敏度 1mV 2、方案设计与分析