CN108957260A - 局部放电检测系统及方法、存储介质、处理器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种局部放电检测系统及方法、存储介质、处理器。其中，该局部放电检测方法包括：获取利用传感器单元采集的待检测设备的状态数据，其中，传感器单元包括：无线高频电流传感器、无线超声传感器、无线超高频传感器；根据状态数据检测待检测设备是否有局部放电现象。本发明解决了无法准确检测局部放电的技术问题。

Description

局部放电检测系统及方法、存储介质、处理器

技术领域

本发明涉及局部放电检测领域，具体而言，涉及一种局部放电检测系统及方法、存储介质、处理器。

背景技术

局部放电(Partial Discharge)是电力设备绝缘性能劣化的表现形式，又是绝缘性能进一步劣化的原因。对局部放电信号进行监测是及时发现设备绝缘缺陷，预防绝缘击穿故障的重要手段。

为了对变电站设备实施全面、有效的监测，设计一种超声、超高频及高频电流局部放电联合检测装置。该装置有效融合高频、超高频、超声波的多原理检测手段，对各检测方法得到的结果进行对比，从而提高检测的可靠性以及准确度。

在变电站带电检测业务中，由于检测对象较多，可以构建传感器网络；同时，避免传感器设备监测数据过多，人工采集数据费时费力的情况出现，可以通过无线中继单元实施传感器数据和命令的上行和下行，采用WIFI实现数据指令的高速传输，实现近网数据传输。

近年来，随着无线通信和规模集成技术的飞速发展和日益成熟，使得传感器兼具感知能力和通信能力，向微型化、智能化、网络化的方向发展，其最典型的代表就是无线传感器节点(也称传感器节点)。这些具有一定感知、计算和通信能力的传感器节点分布在一个特定的区域，通过自组织的方式协作地实时监测、感知并处理网络里的数据，通过短距离无线通信的方式经多跳将数据传送到汇聚节点，从而形成了一个集信息感知、信息处理、信息传送的网络。

WiFi(无线保真技术)即IEEE 802.11协议，是一种短程无线传输技术，能够在数百英尺范围内支持互联网接人的无线电信号。能够广泛支持数据、图像、语音和多媒体等业务。WiFi无线电波的覆盖范围广、传输速度很快、健康安全、其应用现在已经非常普遍。

当前业内测量局部放电方法都因使用的测量手段单一，携带仪器较为笨重、现场接线和取电工作繁琐，使得带电检测效率较低，造成测量数据误差较大，存在漏报或者误报的现象，任何一种方法都难以应对所有设备内部存在绝缘缺陷的情况，与此同时，目前业内使用的传感器所采用传感器、模拟单元、数采单元及信号收集装置相对独立，现场使用较为繁琐，且难以同步获得超声、超高频及脉冲电流信号，带电检测数据的存储、上传以及报告的生成多依靠人工填写和录入，巡检任务的发布和执行缺乏程序化管理，要大量人力收集放电数据。对于局部放电检测准确度不够。

针对无法准确检测局部放电的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种局部放电检测系统及方法、存储介质、处理器，以至少解决无法准确检测局部放电的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种局部放电检测系统，包括：传感器单元，包括：无线高频电流传感器、无线超声传感器、无线超高频传感器，所述传感器单元用于采集待检测设备的状态数据；无线通信单元，与传感器单元相连接，用于将状态数据发送给检测终端；检测终端，与无线通信单元相连接，用于根据状态数据检测待检测设备是否有局部放电现象。

进一步地，上述无线通信单元包括：WIFI模块。

进一步地，上述系统还包括：报警单元，用于在状态数据所指示的信号幅度大于预定阈值进行报警。

进一步地，上述系统还包括：信号处理单元，分别与传感器单元以及无线通信单元相连接，用于对状态数据所指示的信号进行滤波、放大以及检波处理，得到处理后的状态数据，并将处理后的状态数据通过无线通信单元发送给检测终端。

根据本发明实施例的另一方面，又提供了一种局部放电检测方法，包括：获取利用传感器单元采集的待检测设备的状态数据，其中，传感器单元包括：无线高频电流传感器、无线超声传感器、无线超高频传感器；根据状态数据检测待检测设备是否有局部放电现象。

进一步地，上述方法还包括：在获取利用传感器单元采集的待检测设备的状态数据之前，接收局部放电检测任务，其中，局部放电检测任务用于指示对待检测设备进行局部放电检测；生成局部放电检测指令，将局部放电检测指令下达至传感器单元，以指示传感器单元采集状态数据。

进一步地，获取利用传感器单元采集的待检测设备的状态数据包括：利用传感器单元对状态数据进行滤波、放大以及检波处理，得到处理后的状态数据；获取处理后的状态数据。

进一步地，上述方法还包括：在根据状态数据检测待检测设备是否有局部放电现象之后，根据检测结果生成检测报告，其中，检测结果用于指示待检测设备是否有局部放电现象。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时执行上述任一项所述的局部放电检测方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述任一项所述的局部放电检测方法。

在本发明实施例中，采用局部放电检测系统的方式，通过传感器单元，包括：无线高频电流传感器、无线超声传感器、无线超高频传感器，所述传感器单元用于采集待检测设备的状态数据；无线通信单元，与传感器单元相连接，用于将状态数据发送给检测终端；检测终端，与无线通信单元相连接，用于根据状态数据检测待检测设备是否有局部放电现象，达到了检测局部放电的目的，从而实现了提高检测局部放电的准确度的技术效果，进而解决了无法准确检测局部放电的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的局部放电检测方法的流程图；

图2是根据本发明优选实施例的传感器模块框图；

图3是根据本发明优选实施例的检测装置单元构成与应用方式示意图；

图4是根据本发明优选实施例的系统实现方式示意图；

图5是根据本发明优选实施例的带通滤波电路示意图；

图6是根据本发明优选实施例的信号放大电路示意图；

图7是根据本发明优选实施例的检波电路示意图；

图8是根据本发明优选实施例的工作流程示意图；

图9是根据本发明优选实施例的传感器及内部信号处理单元示意图；

图10是根据本发明优选实施例的联合检测终端界面示意图；

图11是根据本发明优选实施例的局部放电联合检测结果示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本发明实施例，提供了一种局部放电检测系统实施例，该系统包括：传感器单元，包括：无线高频电流传感器、无线超声传感器、无线超高频传感器，所述传感器单元用于采集待检测设备的状态数据；无线通信单元，与传感器单元相连接，用于将状态数据发送给检测终端；检测终端，与无线通信单元相连接，用于根据状态数据检测待检测设备是否有局部放电现象。

通过上述局部放电检测系统，可以实现提高检测局部放电的准确度的技术效果。

可选地，上述无线通信单元包括：WIFI模块。

可选地，上述系统还包括：报警单元，用于在状态数据所指示的信号幅度大于预定阈值进行报警。

可选地，上述系统还包括：信号处理单元，分别与传感器单元以及无线通信单元相连接，用于对状态数据所指示的信号进行滤波、放大以及检波处理，得到处理后的状态数据，并将处理后的状态数据通过无线通信单元发送给检测终端。

根据本发明实施例，还提供了一种局部放电检测方法实施例。

图1是根据本发明实施例的局部放电检测方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，获取利用传感器单元采集的待检测设备的状态数据，其中，传感器单元包括：无线高频电流传感器、无线超声传感器、无线超高频传感器；

步骤S104，根据状态数据检测待检测设备是否有局部放电现象。

通过上述步骤，获取利用传感器单元采集的待检测设备的状态数据，其中，传感器单元包括：无线高频电流传感器、无线超声传感器、无线超高频传感器；根据状态数据检测待检测设备是否有局部放电现象，可以实现提高局部放电检测的准确度。

可选地，上述方法还包括：在获取利用传感器单元采集的待检测设备的状态数据之前，接收局部放电检测任务，其中，局部放电检测任务用于指示对待检测设备进行局部放电检测；生成局部放电检测指令，将局部放电检测指令下达至传感器单元，以指示传感器单元采集状态数据。

进一步地，获取利用传感器单元采集的待检测设备的状态数据包括：利用传感器单元对状态数据进行滤波、放大以及检波处理，得到处理后的状态数据；获取处理后的状态数据。

可选地，上述方法还包括：在根据状态数据检测待检测设备是否有局部放电现象之后，根据检测结果生成检测报告，其中，检测结果用于指示待检测设备是否有局部放电现象。

通过上述局部放电检测方法，可以提高检测局部放电的准确度。

本发明还提供了以下优选实施例：

实施例1

该优选实施例，首先，利用不同原理的检测手段对于不同缺陷具有不同的灵敏度和检测有效性，通过多原理联合检测有利于信息互补，防止单一手段产生漏检而造成的误判；其次，通过各检测方法的结果进行对比，提升联合抗干扰和放电判别的准确度；第三，通过分布式的局部放电无线智能传感器和WIFI无线网络，通过作业终端进行唤醒，并将检测到的局部放电信息传输到现场监测终端，无需连接独立信号处理单元和数字采集单元，有效降低现场采集数据所需要的人力与时间。

实施例2

如图2所示，该实施例2中提供的装置采用的无线传感器(高频、超声以及超高频)主要分为四个基本模块组成，包括信号耦合模块(也即图2中所示的调试接口)、数据采集模块(也即图2中所示的局放采集模块)、电源管理模块以及无线传输模块(也即图2中所示的无线模块)。

该实施例2为了监测装置的小型化，将装置将传感器、信号调理单元、采集单元、信息处理单元以及无线传输单元一体封装。该装置单元构成及应用方法，如图3所示，该装置包括无线高频电流传感器HFCT(1)、无线超声传感器(2)、无线超高频传感器(3)、无线数据传输模块(4)、信号电缆(5)、WIFI模块(6)、检测终端(7)。

上述装置功能的实现由感知层、通信层和诊断层三部分组成，如图4所示，系统实现方式示意图。感知层由上述传感器节点构成，通过信号耦合、信号预处理单元、数据采集、阈值判断及单元预警，接受上位机(或终端)的指令，对设备状态进行自动检测；通信层通过无线发送、接收模块连接感知层和诊断层；诊断层由作业终端或服务器PC构成，主要完成：1)接受作业任务，下达检测指令给传感单元；2)对上传的异常数据进行故障分析；3)根据上传信息和诊断结果生成检测报告；

本发明实施例2中对上述装置系统中的传感器信号处理和电源管理进行说明：

该发明为了实现低能耗、低成本的分布式监测，对超声、超高频及高频电流信号统一进行降频处理，降频大小由所采用采集单元速率和脉冲分辨率所决定。带通滤波电路示意图，如图5所示，信号放大电路示意图如图6所示、检波电路示意图如图7所示，给出该实施例装置采用的传感器节点的滤波、放大及检波电路所采用的硬件原理。

该实施例2中的装置采用了大容量电池配置方式、充放电保护以及电池电源管理技术。本发明装置通过对工作模式选择、中断服务程序、通信模块休眠设计等传感器调理技术进行了改进，选取最低功耗的工作模式、降低工作频率，减少节点与终端的通信数据量，降低网络的总能量消耗。该实施例中的工作流程示意图如图8所示。

步骤S802，传感器定时开启、检测、储存局部放电状态指示；

步骤S804，使用终端传感器就地唤醒，快速手机传感器历史数据，或开启一轮实时测试；

步骤S806，提取局部放电参数，将测得的数据保存至本地数据库中；

步骤S808，通过WIFI传至附近的检测终端；

步骤S810，在终端设备中，进行分析、诊断。

上述实施例，在现场应用如下：

基于本发明的超声、超高频及高频电流局部放电联合检测作业装置，对某台220kVGIS开关设备进行局部放电模拟带电检测作业。其作业流程如下：

1)终端接收局部放电带电检测作业任务；

2)专业巡检人员携带终端设备前往某220kVGIS附近；

3)通过终端唤醒GIS设备上的不同位置的超声、超高频及高频脉冲分布式传感器；

4)下达局部放电检测开始指令和检测时常；

5)超声、超高频及高频脉冲传感器检测数据自动上传至终端；

6)终端完成检测任务并形成检测报告；

7)局部放电联合检测作业任务完成。

如图9所示，上述操作所采用的传感器及内部信号处理单元包括；(a)超声传感单元，(b)超高频传感单元，(c)高频电流传感单元，(d)信号处理单元。(a)、(b)联合检测终端界面如图10所示。所得局部放电联合检测结果如图11所示，可以包括：(a)高频电流检测结果，(b)超声检测结果，(c)超高频检测结果。

通过上述实施例2可以知晓：

1、超声、超高频及高频电流局部放电联合检测作业装置中，传感器单元低功耗硬件单元构成；

2、基于感知层、通信层和诊断层的分布式局部放电联合检测系统的实现方式。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，本发明实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述所述的局部放电检测方法。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，本发明实施例还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述所述的局部放电检测方法。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种局部放电检测系统，其特征在于，包括：

传感器单元，包括：无线高频电流传感器、无线超声传感器、无线超高频传感器，所述传感器单元用于采集待检测设备的状态数据；

无线通信单元，与所述传感器单元相连接，用于将所述状态数据发送给检测终端；

所述检测终端，与所述无线通信单元相连接，用于根据所述状态数据检测所述待检测设备是否有局部放电现象。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线通信单元包括：WIFI模块。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

报警单元，用于在所述状态数据所指示的信号幅度大于预定阈值进行报警。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

信号处理单元，分别与所述传感器单元以及所述无线通信单元相连接，用于对所述状态数据所指示的信号进行滤波、放大以及检波处理，得到处理后的状态数据，并将所述处理后的状态数据通过所述无线通信单元发送给所述检测终端。

5.一种局部放电检测方法，其特征在于，包括：

获取利用传感器单元采集的待检测设备的状态数据，其中，所述传感器单元包括：无线高频电流传感器、无线超声传感器、无线超高频传感器；

根据所述状态数据检测所述待检测设备是否有局部放电现象。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述获取利用传感器单元采集的待检测设备的状态数据之前，所述方法还包括：

接收局部放电检测任务，其中，所述局部放电检测任务用于指示对所述待检测设备进行局部放电检测；

生成局部放电检测指令，将所述局部放电检测指令下达至所述传感器单元，以指示所述传感器单元采集所述状态数据。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取利用传感器单元采集的待检测设备的状态数据包括：

利用所述传感器单元对所述状态数据进行滤波、放大以及检波处理，得到处理后的状态数据；

获取所述处理后的状态数据。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述根据所述状态数据检测所述待检测设备是否有局部放电现象之后，所述方法还包括：

根据检测结果生成检测报告，其中，所述检测结果用于指示所述待检测设备是否有局部放电现象。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求5至8中任一项所述的方法。

10.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求5至8中任一项所述的方法。