一種新型便攜式多功能局部放電在線檢測儀器的設計
潘志新1，劉利國1，錢程2，凌佳凱3，劉培強3
（1 國網(wǎng)江蘇省電力公司，江蘇 南京 210024；2 東南大學 電氣工程學院，江蘇 南京 210096；3 國網(wǎng)無錫供電公司， 江蘇 無錫 214012）
摘 要：針對傳統(tǒng)小型局部放電檢測設備功能單一、數(shù)據(jù)收集整理困難、大型局放檢測裝置操作復雜、不利于推廣的缺點，在分析比對主流的局放信號檢測方式后，設計開發(fā)了一種新型局部放電在線檢測儀器，能夠同時實現(xiàn)地電波（Transient Earth Voltage, TEV）、超聲和高頻電流三種檢測方法。檢測裝置以ZYNQ7020嵌入式系統(tǒng)為核心，外圍硬件電路部分實現(xiàn)信號采樣、外設操作、通信和信息存儲等功能，軟件部分完成信號降噪、數(shù)據(jù)處理、交互界面設計和故障診斷等工作。該局放檢測儀能夠滿足不同配電設備的在線監(jiān)測需求，為用戶提供全面、具體、多樣化的數(shù)據(jù)參考。
關鍵詞：局部放電；在線檢測；暫態(tài)地電壓；超聲波；高頻電流
中圖分類號：TM835 文獻標識碼：B 文章編號：1007-3175(2019)05-0041-08
Design of a New Kind of Portable Multifunction Partial Discharge Online Detecting Instrument
PAN Zhi-xin1, LIU Li-guo1, QIAN Cheng2, LING Jia-kai3, LIU Pei-qiang3
（1 State Grid Jiangsu Electric Power Co., Ltd, Nanjing 210024, China;
2 School of Electrical Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, China;
3 State Grid Wuxi Power Supply Company, Wuxi 214012, China）
Abstract: The traditional small-sized partial discharge detection instrument has the disadvantages of single function and data collection, and the large one is difficult for practice and hard-promoted. After the comparison of mainstream partial discharge detection methods, this paper designed a novel partial discharge online detection instrument, which could accomplish transient earth voltage (TEV), ultrasonic and high-frequency current detection. The instrument was cored with embedded system ZYNQ7020. The hardware circuit part realized functions such as signal sampling, peripheral operation, communication and information storage, and the software part completes signal denoising, data processing, interactive interface design and fault diagnosis etc. The partial discharge detector can meet online monitoring requirements of different distribution equipments, which provides comprehensive, specific and diverse data references for users.
Key words: partial discharge; online detection; transient earth voltage; ultrasonic; high-frequency current
參考文獻
[1] 王昌長，李福祺，高勝友. 電力設備的在線監(jiān)測與故障診斷[M]. 北京：清華大學出版社，2006．
[2] 李軍浩，韓旭濤，劉澤輝，等. 電氣設備局部放電檢測技術述評[J]. 高電壓技術，2015，41(8)：2583-2601．
[3] 左麗霞. 基于DSP的高壓電氣設備絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)設計[J]. 電力自動化設備，2011，31(10)：144-147．
[4] WU R N, CHANG C K. The use of partial discharges as an online monitoring system for underground cable joints[J].IEEE Transactions on Power Delivery，2011，26(3)：1585-1591.
[5] 甘德剛，劉凡，肖偉. 融合超高頻及脈沖電流法的局部放電監(jiān)測系統(tǒng)[J]. 電力自動化設備，2013，33(3)：162-165.
[6] 任明，彭華東，陳曉清，董明. 采用暫態(tài)對地電壓法綜合檢測開關柜局部放電[J]. 高電壓技術，2010，36(10)：2460-2466.
[7] ZACHARIADES C, SHUTTLEWORTH R, GIUSSANI R, et al.Optimization of a High-Frequency Current Transformer Sensor for Partial Discharge Detection Using Finite-Element Analysis[J]. IEEE Sensors Journal, 2016, 16(20)：7526-7533.
[8] LI Junhao, HAN Xutao, LIU Zehui, et al. A Novel GIS Partial Discharge Detection Sensor with Integrated Optical and UHF Methods[J]. IEEE Transactions on Power Delivery, 2018, 33(4)：2047-2049.
[9] 王少華，葉自強，梅冰笑. 輸變電設備在線監(jiān)測及帶電檢測技術在電網(wǎng)中的應用現(xiàn)狀[J]. 高壓電器，2011，47(4)：84-90．
[10] 黃和燕，吳德貫，夏輝，李紅元，潘凱，邵成林.GIL設備超聲波局放信號異常的診斷與分析[J]. 高壓電器，2017，53(12)：241-246.
[11] 張曉星，任江波，胡耀垓，唐炬，孟凡生.SF6局部放電分解組分長光程紅外檢測[J]. 電工技術學報，2012，27(5)：70-76.
[12] 沙彥超，周遠翔，張靈，聶德鑫，鄧建鋼，盧理成. 油紙絕緣在直流局部放電發(fā)展不同階段中介電特性變化規(guī)律[J]. 高電壓技術，2014，40(3)：868-877.
[13] 王有元，李寅偉，陸國俊，王勁，熊俊. 開關柜局部放電暫態(tài)對地電壓傳播特性的仿真分析[J]. 高電壓技術，2011，37(7)：1683-1688.
[14] 劉蓉. 基于超聲法的XLPE電力電纜絕緣缺陷檢測診斷技術研究[D]. 西安：西北工業(yè)大學，2015.
[15] 舒博，李嫣然，趙泓霖，等. 一種用于電纜局放檢測的高頻電流傳感器的設計[J]. 電氣自動化，2018，40(3)：105-108.
[16] 國家電網(wǎng)公司運維檢修部. 電網(wǎng)設備帶電檢測技術[M]. 北京：中國電力出版社，2015.
[17] 周維，錢慧，江浩. 一種基于微程序的FIR濾波系統(tǒng)[J]. 微電子學，2017，47(3)：347-350.
[18] 李江，王義偉，魏超，張鵬. 卡爾曼濾波理論在電力系統(tǒng)中的應用綜述[J]. 電力系統(tǒng)保護與控制，2014，42(6)：135-144.
