專利名稱：高壓電氣設備局部放電在線監(jiān)視器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種信號檢測裝置，特別涉及高壓電氣設備(如高壓變壓器)局部放電信號的檢測裝置，具體為高壓電氣設備局部放電在線監(jiān)視器。
背景技術：
近年來，電力工業(yè)的科技進步，使得輸變電設備向著高電壓、大容量方向發(fā)展。運行于電網(wǎng)中的110kv、8000kvA以上的電氣設備(如高壓變壓器)的數(shù)量也越來越多。依照國際電工委員會IEC標準和國家標準及《電力設備預防性試驗規(guī)程》的要求，對運行中的變壓器、互感器等電氣設備均需進行局部放電測量?，F(xiàn)有的局部放電測量儀器價格昂貴，從幾萬元到近20萬元，國外進口產(chǎn)品高達50-60萬元。應該說這些高端產(chǎn)品所提供的局部放電參量較多、準確度較高，在確定設備局部放電的精度方面有著無可置疑的作用；但其存在如下問題1、其價格昂貴使許多運行維護單位望而卻步；2、運行電氣設備大都必須退出運行、在不帶電的情況下才能測量，對于110KV及以上電網(wǎng)中數(shù)量龐大的運行電氣設備，如果每臺都停電進行局部放電測量是很不經(jīng)濟、而且也是不現(xiàn)實的，由此產(chǎn)生的停電損失較大；3、需要有專業(yè)技術人員進行檢測，操作者要有較為豐富的局部放電測量經(jīng)驗；4、不能在線隨機地對高壓電氣設備進行局放監(jiān)測，對電氣設備的故障不能預知、預測、提前報警，只能盲目地對電氣設備是否存在局放進行檢測。隨著電網(wǎng)中高壓電氣設備數(shù)量的不斷增加，對電氣設備的隨機在線監(jiān)測越來越重要。5、其檢測到的局部放電量值為暫態(tài)值。由于局部放電發(fā)生的機理與許多因素有關，局部放電量大小的暫態(tài)值往往重復率很低，并具有很大的隨機性，每次測量結果都有較大的差異，使得操作人員難以對電氣設備的局部放電的真實狀況作出判斷。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型解決現(xiàn)有高壓電氣設備局部放電檢測設備價格高、特別是不能進行在線隨機監(jiān)測的問題，提供一種高壓電氣設備局部放電在線監(jiān)視器，并只以提供該監(jiān)視器的硬件結構為目的。
本實用新型是采用如下技術方案實現(xiàn)的高壓電氣設備局部放電在線監(jiān)視器，包含殼體和內(nèi)部電路，內(nèi)部電路包含一個超聲波傳感器CGQ，與超聲波傳感器連接有信號放大電路，內(nèi)部電路還包含一個信號比較器芯片IC3，信號比較器芯片的反相端連接電阻(通過選擇電阻的阻值，在反相端建立不同的參考電壓值)，信號比較器芯片的同相端(即信號輸入端)與信號放大電路的輸出端相連，信號比較器芯片的輸出端連接信號顯示電路。該在線監(jiān)視器附著于被監(jiān)測高壓電氣設備的外殼體表面，超聲波傳感器感應到電氣設備內(nèi)部局部放電產(chǎn)生的超聲波并轉(zhuǎn)換為相應的電信號，該電信號經(jīng)信號放大電路放大后，進入信號比較器芯片與固定的參考電壓值進行比較，當局部放電達到一定的程度，轉(zhuǎn)換后的信號電壓大于參考電壓值時，信號比較器芯片的輸出端輸出正電壓，使信號顯示電路(信號顯示電路可以采用聲、光發(fā)生部件進行顯示、報警)進行顯示、報警，提醒操作人員及時對電氣設備進行檢修。本實用新型由于在內(nèi)部電路中設置了信號比較器芯片，因此，該監(jiān)視器監(jiān)測到的實際上是電氣設備內(nèi)部局部放電量在一定基礎上的平均增加值。電氣設備內(nèi)部的局部放電要經(jīng)過發(fā)生、量值增大、絕緣性能降低、形成貫穿性放電、導致運行故障的過程，即有一個從潛伏到爆發(fā)、從量變到質(zhì)變的過程，這個過程受多種因素的影響，絕緣隱患的形成絕非偶然；因此，對局部放電平均增加量的監(jiān)測應該比暫態(tài)值的監(jiān)測更科學，能夠克服現(xiàn)有局部放電監(jiān)測設備僅監(jiān)測局部放電暫態(tài)量值造成的監(jiān)測偶然性。通過對局部放電增加量的監(jiān)測能對電氣設備在運行狀態(tài)下的局部放電狀況進行預知、預警，能夠大致判斷出電氣設備內(nèi)部局部放電的嚴重程度，減少電氣設備檢修的盲目性，節(jié)省較大的人力、物力、財力。
該在線監(jiān)視器的內(nèi)部電路還包含局部放電增加量值顯示調(diào)諧電路，該調(diào)諧電路包含一個單片機IC6，在單片機IC6的輸入線端連接有多個由按鍵開關和不同阻值的電阻串接而成的顯示選擇電路，在單片機的輸出線端連接有數(shù)字電位器IC8，數(shù)字電位器IC8的輸出端與信號放大電路中的信號放大芯片控制增益系數(shù)的控制線端相連接。按下顯示選擇電路中的不同按鍵開關，單片機IC6在相應軟件的支持下，控制數(shù)字電位器有不同的阻值，其輸出不同的電壓值，控制信號放大電路有不同增益系數(shù)。這樣，選擇不同的按鍵開關，當信號顯示電路顯示時，表示電氣設備內(nèi)部有不同數(shù)值的局部放電增加量，如選擇1號開關，紅色顯示燈亮時，表示局部放電量增加值為500PC；選擇2號開關，紅色顯示燈亮時，表示局部放電量增加值為1000PC，以此類推，即選擇不同的按鍵開關時紅燈發(fā)亮，表明電氣設備的局部放電增加值已達到相應的數(shù)值。這樣，可以較為直觀地表示出電氣設備內(nèi)部局部放電的增加幅度，從而對設備的運行狀況作出客觀的判斷。
考慮到本監(jiān)視器長期工作，需要有連續(xù)的電源保證，在監(jiān)視器工作時，不可能頻繁地更換電池。為此，本監(jiān)視器配備有開關遙控器，調(diào)諧電路中的單片機IC6的相應控制端連接有遙控接收電路；開關遙控器的內(nèi)部電路包含一個單片機IC9，單片機IC9的控制線端連接有開關接鍵S1，單片機IC9的輸出線端連接有包含三極管Q4、連接于三極管Q4集電極的電感L2、與電感L2連接的電容C34、與三極管集電極相連接的電容C35、發(fā)射天線E1的信號發(fā)射電路；遙控接收電路包含一個信號接收芯片MICRF002，其輸入端連接有信號接收天線E2。在巡檢人員走近電氣設備的20米范圍內(nèi)，用開關遙控器向監(jiān)視器發(fā)出開機信號，遙控接收電路接收到開機信號后，觸發(fā)在線監(jiān)視器的整機處于開機工作狀態(tài)，此時，監(jiān)視器上的綠燈發(fā)亮；在巡檢完畢離開現(xiàn)場時，用開關遙控器關閉監(jiān)視器，使其電路不再工作，不再白白地耗電，以此可以提高監(jiān)視器的使用壽命、降低監(jiān)視成本。
本實用新型所述的高壓電氣設備局部放電在線監(jiān)視器的突出特點是價格低廉，正因為其價格上的優(yōu)勢，每臺高壓電氣設備(如高壓變壓器)上可長期附著一臺甚至幾臺該監(jiān)視器，無需高壓電氣設備停電或其它條件的配合，可隨時方便地對運行中的高壓電氣設備進行局部放電的在線監(jiān)測，對檢測到的局部放電變化量值用指示燈直觀地顯示出來，以此對高壓電氣設備的局部放電狀況進行預知、預測，減少檢修的盲目性，為運行維護人員對局部放電故障的排查提供重要的動態(tài)依據(jù)，從而對運行設備局部放電的發(fā)生、放電特征、量值變化等進行基本的分析和判斷。該監(jiān)視器自重輕、攜帶、安裝方便、操作簡單，功能確切，無疑為數(shù)量眾多的變電站、發(fā)電廠等高壓運行設備提供了一種方便適用的局部放電監(jiān)視手段。


圖1為本實用新型的外型結構示意圖；圖2為圖1的左視圖；圖3為本實用新型的內(nèi)部電路原理圖；其內(nèi)的各同號線端相連接。
具體實施方式
高壓電氣設備局部放電在線監(jiān)視器，包含殼體和內(nèi)部電路，內(nèi)部電路包含一個超聲波傳感器CGQ，與超聲波傳感器連接有信號放大電路，內(nèi)部電路還包含一個信號比較器芯片IC3，信號比較器芯片的反相端連接電阻(通過選擇電阻的阻值，在反相端建立不同的參考電壓值)，信號比較器芯片的同相端(即信號輸入端)與信號放大電路的輸出端相連，信號比較器芯片的輸出端連接信號顯示電路。超聲波傳感器采用CS/CX-1型號。信號放大電路采用多級放大，場效應管Q5和三極管Q3構成前級放大，信號放大芯片IC1(采用F1590B型號)構成二次放大，三極管Q1、Q2構成三級放大，信號放大芯片IC2(也采用F1590B)構成末級放大。每級放大電路的外圍元件的選擇、具體連接對電學領域的普通技術人員來說是公知的現(xiàn)有技術。比較器芯片IC3采用FC82C，其外圍元件的選擇和具體連接也是公知的；與信號比較器芯片的輸出端連接的信號顯示電路包含雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器IC4(選用74LS123或74HC123)和連接于其輸出端的發(fā)光二極管L1；該信號顯示電路為常規(guī)的、以發(fā)光二極管作為發(fā)光元件的發(fā)光顯示電路；信號顯示電路也可采用其它顯示元件(如發(fā)聲元件，喇叭等)，以構成其它結構的信號顯示電路；該在線監(jiān)視器的內(nèi)部電路還包含局部放電增加量值顯示調(diào)諧電路，該調(diào)諧電路包含一個單片機IC6(選用PHILIP公司的89C51或ATMAL公司的2051、1051)，在單片機IC6的輸入線端(S1-S8)連接有多個由按鍵開關(K1-K8)和不同阻值的電阻(R1-R8)串接而成的顯示選擇電路，在單片機的輸出線端(A1-A3)連接有數(shù)字電位器IC8，數(shù)字電位器IC8的輸出端(B2)與信號放大電路中的信號放大芯片控制增益系數(shù)的控制線端(B2)相連接。單片機IC6配備運行所需的外圍元件、外圍電路；數(shù)字電位器可選用AD5160或X9313或MCP41010或MCP41050。
該監(jiān)視器配備有開關遙控器，調(diào)諧電路中的單片機IC6的相應控制端(6端、CEX1/P1.5)連接有遙控接收電路；開關遙控器的內(nèi)部電路包含一個單片機IC9(選用PHILIP公司的89C51或ATMAL公司的2051、1051)，單片機IC9的控制線端(5端、CEX1/P1.4)連接有開關接鍵S1，單片機IC9的輸出線端(22端，P2.1/A9)連接有包含三極管Q4、連接于三極管Q4集電極的電感L2、與電感L2連接的電容C34、與三極管集電極相連接的電容C35、發(fā)射天線E1的信號發(fā)射電路；遙控接收電路包含一個信號接收芯片MICRF002，其輸入端連接有信號接收天線E2。信號發(fā)射電路中的三極管Q4的基極通過電阻R41、R42與單片機IC9相連；遙控接收電路中的信號接收芯片的輸出端(DO，10)與單片機IC6相連(這些連接都是常規(guī)的公知連接)。
該監(jiān)視器的殼體的前端1由磁性材料制成，并在其上開有超聲波傳感器外置孔2。通過磁性材料制成的前端可容易地將監(jiān)視器吸附在高壓電氣設備的金屬殼體外表面上，并使超聲波傳感器緊貼高壓電氣設備的殼體外表面，以便于超聲波信號的采集。調(diào)諧開關按鍵(K1-K8)、顯示發(fā)光二極管L1、工作電源顯示發(fā)光二極管以及接收天線都設置在殼體的面板上。
權利要求1.一種高壓電氣設備局部放電在線監(jiān)視器，包含殼體和內(nèi)部電路，內(nèi)部電路包含一個超聲波傳感器CGQ，與超聲波傳感器連接有信號放大電路，其特征為內(nèi)部電路還包含一個信號比較器芯片IC3，信號比較器芯片的反相端連接電阻，信號比較器芯片的同相端與信號放大電路的輸出端相連，信號比較器芯片的輸出端連接信號顯示電路。
2.如權利要求1所述的高壓電氣設備局部放電在線監(jiān)視器，其特征為內(nèi)部電路還包含局部放電增加量值顯示調(diào)諧電路，該調(diào)諧電路包含一個單片機IC6，在單片機IC6的輸入線端(S1-S8)連接有多個由按鍵開關(K1-K8)和不同阻值的電阻(R1-R8)串接而成的顯示選擇電路，在單片機的輸出線端(A1-A3)連接有數(shù)字電位器IC8，數(shù)字電位器IC8的輸出端(B2)與信號放大電路中的信號放大芯片控制增益系數(shù)的控制線端(B2)相連接。
3.如權利要求1或2所述的高壓電氣設備局部放電在線監(jiān)視器，其特征為該監(jiān)視器配備有開關遙控器，調(diào)諧電路中的單片機IC6的相應控制端(6端)連接有遙控接收電路；開關遙控器的內(nèi)部電路包含一個單片機IC9，單片機IC9的控制線端(5端)連接有開關接鍵S1，單片機IC9的輸出線端(22端)連接有包含三極管Q4、連接于三極管Q4集電極的電感L2、與電感L2連接的電容C34、與三極管集電極相連接的電容C35、發(fā)射天線E1的信號發(fā)射電路；遙控接收電路包含一個信號接收芯片MICRF002，其輸入端連接有信號接收天線E2。
4.如權利要求1或2所述的高壓電氣設備局部放電在線監(jiān)視器，其特征為殼體的前端(1)由磁性材料制成，并在其上開有超聲波傳感器外置孔(2)。
5.如權利要求3所述的高壓電氣設備局部放電在線監(jiān)視器，其特征為殼體的前端(1)由磁性材料制成，并在其上開有超聲波傳感器外置孔(2)。
專利摘要本實用新型為高壓電氣設備局部放電在線監(jiān)視器。其包含殼體和內(nèi)部電路，內(nèi)部電路包含一個超聲波傳感器CGQ，與超聲波傳感器連接有信號放大電路，內(nèi)部電路還包含一個信號比較器芯片IC3，信號比較器芯片的反相端連接電阻，信號比較器芯片的同相端與信號放大電路的輸出端相連，信號比較器芯片的輸出端連接信號顯示電路。該監(jiān)視器還包含顯示調(diào)諧電路和遙控開關電路。該監(jiān)視器的突出特點是價格低廉，每臺高壓電氣設備上可長期附著一臺甚至幾臺該監(jiān)視器，可隨時方便地對運行中的高壓電氣設備進行局部放電的在線監(jiān)測，對檢測到的局部放電變化量值用指示燈直觀地顯示出來，以此對高壓電氣設備的局部放電狀況進行預知、預測，減少檢修的盲目性。
文檔編號G01R31/08GK2660548SQ20032010646
公開日2004年12月1日 申請日期2003年10月22日 優(yōu)先權日2003年10月22日
發(fā)明者董貴林, 高申印, 高峰, 祁家平, 李培元, 蔡健 申請人:太原昶宇電力新技術有限公司