基于差分式LC传感器的GIS局部放电检测装置及方法

基于差分式lc传感器的gis局部放电检测装置及方法
技术领域
1.本发明涉及lc传感器技术领域，特别涉及基于差分式lc传感器的gis局部放电检测装置及方法。


背景技术：

2.气体绝缘变设备gis(gasinsulatedsubstation)普遍应用于高压及超高压输电系统。gis设备的可靠性高，但是一旦在gis设备内部发生了故障，gis设备封闭性强、内部构造复杂的特点使得人们难以精准地寻找和确定故障的位置。
3.在gis设备发生的所有故障类型中，绝缘问题引起的故障最为常见。局部放电是诱导gis设备发生绝缘劣化甚至绝缘故障的重要因素，它会进一步加深其表面的劣化程度从而引发绝缘故障。
4.现有的基于lc传感器的gis局部放电检测方法需要将lc传感器置于gis内部环境中，由于gis内部温度变化及高气压等因素，lc传感器线圈会发生形变从而影响检测精度，因此需要一种可以排除lc传感器电感线圈形变对局部放电检测的影响的局部放电检测方法。


技术实现要素：

5.技术问题：本发明的发明目的是针对上述背景技术的不足，提供了一种基于差分式lc传感器的gis局部放电检测装置及方法，提高了局部放电检测的抗干扰性，解决了传统lc传感器局部放电检测方法中检测信号会受到传感器线圈形变而影响检测精度的问题。
6.技术方案：
7.本发明的一种基于lc无线无源传感器的gis局部放电检测装置采用如下结构：
8.该装置包括：lc传感器探头
①
、lc传感器探头
②
、读出电路
①
、读出电路
②
和信号处理系统；传感器电感线圈和读出电感线圈之间通过电感耦合进行信号传输。lc传感器探头
①
和lc传感器探头
②
安装在于gis金属箱体内部，读出电路
①
、读出电路
②
和信号处理系统安装在gis外部，信号处理系统对两个lc传感探头产生的电压信号进行求差值处理。
9.所述的lc传感器探头
①
与lc传感器探头
②
具有不同的谐振频率，并且同时进行gis局部放电的检测。
10.本发明基于差分式lc无传感器的gis局部放电检测装置，其特征在于使用两个谐振频率不同的lc传感器探头同时进行gis内部局部放电的检测，并使用信号处理系统对这两个检测信号进行求差值处理，从而排除因gis内部温度变化和气压等因素引起的传感器线圈形变对局部放电检测所产生的影响，提升检测精度。
11.具体方法为：
12.步骤1，lc传感器探头
①
与lc传感器探头
②
放置于相同的gis内部环境中，受到内部温度变化和气压的影响会产生相同的形变，从而对检测信号产生相同的影响；
13.步骤2，当gis内部发生局部放电时，lc传感器探头
①
与lc传感器探头
②
同时接收
局部放电所产生的电磁波，在传感器电感线圈两端产生感应电压；
14.步骤3，读出电路
①
和读出电路
②
通过读出电感线圈分别读取lc传感器探头
①
和lc传感器探头
②
上的感应电压，并通过快速信号采集电路将该电压信号传递至信号处理系统；
15.步骤4，信号处理系统对lc传感器1和lc传感器2所产生的两个感应电压进行取差值处理，从而排除因gis内部温度变化和气压等因素引起的传感器线圈形变对局部放电检测所产生的影响，提升检测精度。
16.有益效果：本发明采用上述技术方案，具有以下优点：
17.(1)本发明的一种基于差分式lc传感器的gis局部放电检测装置相较于其他gis局部放电检测方法，本发明的抗干扰性比较强。
18.(2)本发明可以长期置于gis内部，排除传感器形变对局部放电检测的干扰，寿命较长。
19.(3)本发明可以实现将传感器探头置于gis设备内部，实现信号的无线传输，不需要在gis箱体上开孔而影响gis设备正常工作。
附图说明
20.图1为本发明提出的基于差分式lc传感器的gis局部放电检测装置的整体结构示意图；
21.图2为本发明提出的基于差分式lc传感器的gis局部放电检测装置的读出电路结构示意图。
22.图中有：
23.lc传感器探头
①
1、传感器电感线圈11、电容12；
24.lc传感器探头
②
2、传感器电感线圈21、电容22；
25.读出电路
①
3、读出电感线圈31、快速信号采集电路32；
26.读出电路
②
4、读出电感线圈41、快速信号采集电路42；
27.信号处理系统5。
具体实施方式
28.下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明。
29.如图1所示，本发明公开的基于差分式lc传感器的gis局部放电检测装置，包括lc传感器探头
①
1、lc传感器探头
②
2、读出电路
①
3、读出电路
②
4、信号处理系统5。
30.lc传感器探头
①
1与lc传感器探头
②
2具有不同的谐振频率，并且同时进行gis局部放电的检测，并使用信号处理系统对这两个检测信号进行求差值处理，从而排除因gis内部温度变化和气压等因素引起的传感器线圈形变对局部放电检测所产生的影响，提升检测精度。
31.其具体工作过程为：
32.(1)lc传感器探头
①
1与lc传感器探头
②
2放置于相同的gis内部环境中，受到内部温度变化和气压的影响会产生相同的形变，从而对检测信号产生相同的影响；
33.(2)当gis内部发生局部放电时，lc传感器探头
①
1与lc传感器探头
②
2同时接收局
部放电所产生的电磁波，在传感器电感线圈11、21两端产生感应电压；
34.(3)读出电路
①
3和读出电路
②
4通过读出电感线圈31、41分别读取lc传感器探头
①
1和lc传感器探头
②
2上的感应电压，并通过快速信号采集电路32、42将该电压信号传递至信号处理系统5；
35.(5)信号处理系统对lc传感器探头
①
和lc传感器探头
②
所产生的两个感应电压进行取差值处理，从而排除因gis内部温度变化和气压等因素引起的传感器线圈形变对局部放电检测所产生的影响，提升检测精度。
36.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

技术特征：
1.基于差分式lc传感器的gis局部放电检测装置，其特征在于，包括：lc传感器探头
①
、lc传感器探头
②
、读出电路
①
、读出电路
②
和信号处理系统；所述lc传感器探头
①
包括传感器电感线圈l
s1
和电容c
s1
；所述lc传感器探头
②
包括传感器电感线圈l
s2
和电容c
s2
；所述读出电路
①
包括读出电感线圈l
r1
和快速信号采集电路；所述读出电路
②
包括读出电感线圈l
r2
和快速信号采集电路；所述传感器电感线圈l
s1
和读出电感线圈l
r1
、所述传感器电感线圈l
s2
和读出电感线圈l
r2
之间均通过电感耦合进行信号传输。2.根据权利要求1所述的基于差分式lc传感器的gis局部放电检测装置，其特征在于，所述lc传感器探头
①
与lc传感器探头
②
安装于气体绝缘开关设备gis金属箱体的内部。3.根据权利要求1所述的基于差分式lc传感器的gis局部放电检测装置，其特征在于，所述读出电路
①
、读出电路
②
与信号处理系统安装于气体绝缘开关设备gis金属箱体的外部。4.根据权利要求1所述的基于差分式lc传感器的gis局部放电检测装置，其特征在于，所述lc传感器探头
①
与lc传感器探头
②
的谐振频率不同，并且同时进行气体绝缘开关设备gis局部放电的检测。5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的基于差分式lc传感器的gis局部放电检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1：将所述lc传感器探头
①
与lc传感器探头
②
放置于气体绝缘开关设备gis金属箱体内部；步骤2：当气体绝缘开关设备gis金属箱体内部发生局部放电时，lc传感器探头
①
与lc传感器探头
②
同时接收局部放电所产生的电磁波，传感器电感线圈l
s1
、传感器电感线圈l
s2
两端产生感应电压；步骤3：读出电路
①
和读出电路
②
分别通过读出电感线圈l
r1
、读出电感线圈l
r2
读取传感器电感线圈l
s1
、传感器电感线圈l
s2
两端产生感应电压，并通过快速信号采集电路将感应电压传递至信号处理系统；步骤4：信号处理系统对获取的两个感应电压进行取差值处理，从而排除因气体绝缘开关设备gis金属箱体内部的温度变化和气压的影响引起的传感器电感线圈l
s1
、传感器电感线圈l
s2
形变对局部放电检测所产生的影响，提升检测精度。

技术总结
本发明提供基于差分式LC传感器的GIS局部放电检测装置及方法，装置包括两个谐振频率不同的LC传感器、读出电路系统和信号处理系统。LC传感器与读出电路之间通过电感耦合进行能量耦合和信号传输。当GIS内部发生局部放电现象时，两个LC传感器分别对局部放电信号进行接收，在LC传感器处产生不同的感应电压，通过读出电路对该感应电压进行读取后，经过信号处理系统进行求差值处理以去除GIS内部温度变化和压力等因素导致的LC传感器形变对局部放电检测的影响，对处理后的信号进行分析即可检测局部放电的发生以及放电类型等信息。本发明抗干扰性强，结构简单，可排除温度等因素对局部放电检测的影响。电检测的影响。电检测的影响。


技术研发人员：董蕾 郭世琦 王立峰
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2023.04.07
技术公布日：2023/7/20