一种应用于开关柜电缆终端的局部放电检测装置的制作方法

1.本实用新型属于电力电缆局部放电检测技术领域，具体涉及一种应用于开关柜电缆终端的局部放电检测装置。


背景技术：

2.电力电缆作为电能的主要传输工具之一，其绝缘性能直接影响电力系统的安全稳定运行，经调查研究，电缆终端和中间接头制作安装过程中的缺陷是电缆产生局部放电的主要原因，电缆运行后外力破坏及绝缘受潮导致的局部放电概率很小，因此需在投运后长期进行监测、保证电缆长期稳定运行。
3.受开关柜封闭结构和信号金属屏蔽的影响，对开关柜室内的电缆终端进行局部放电检测，须采用在线监测方式，预先在每个开关柜电缆室布置局部传感器，并引出信号传输线及电源线，这种在线监测方式需布置大量传感器和线缆等硬件设备，成本高的同时占用信道，影响信号传输效率，不利于开闭所的经济稳定运行。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种应用于开关柜电缆终端的局部放电检测装置，能够自动完成多组开关柜的电缆终端局部放电检测，大量减少局放传感器及线缆配置，减少信道占用，从而降低运维成本。
5.本实用新型采用的技术方案为：一种应用于开关柜电缆终端的局部放电检测装置，包括巡检机器人，所述巡检机器人的表面设置有机械传动模块、plc控制模块和传感器模块，所述机械传动模块包括若干根两端均设置有转轴的金属杆，所述金属杆通过转轴依次两两连接，所述转轴的前端与其前一个金属杆固定连接，所述转轴的后端与其后一个金属杆转动连接，所述转轴表面设置有角度传感器和小型电机，所述角度传感器用于计量其后一个金属杆的旋转角度，所述小型电机的输出端与其后一个金属杆连接并用于控制其转动，所述角度传感器的输出端与plc控制模块的输入端电性连接，所述plc控制模块的输出端与小型电机的输入端电性连接，所述巡检机器人的表面固定连接有固定块，所述机械传动模块的首节金属杆通过转轴与固定块转动连接，所述传感器模块固定安装于机械传动模块的末节金属杆上，所述传感器模块的输出端与plc控制模块的输入端电性连接。
6.优选的，所述金属杆设置有不少于五根，所述金属杆的长度均相等，所述金属杆设置为中空结构，用于安装电源线及信号传输线。
7.优选的，所述plc控制模块采用型号为西门子s7-200cn的plc控制器。
8.优选的，所述传感器模块包括超高频传感器、超声波传感器和底板，所述超高频传感器和超声波传感器固定安装在底板表面，所述底板设置于机械传动模块的末节金属杆上，所述传感器模块的正面朝向能随金属杆的转动进行调节。
9.优选的，所述超高频传感器采用微带天线结构，其型号为uhf-300eee2。
10.优选的，所述超声波传感器采用压电晶体结构，其型号为tct40-16tr。
11.优选的，所述局部放电检测装置还包括有局放分析模块，所述局放分析模块包括滤波放大器、采样分析模块和数据库模块，所述传感器模块的输出端与滤波放大器的输入端电性连接，所述滤波放大器、采样分析模块和数据库模块依次电性连接，所述滤波放大器的型号为au-3100，所述采样分析模块采用型号为stm32f103zet6的芯片。
12.本实用新型的有益效果：本实用新型采用集成化设计，将机械传动模块、plc控制模块、传感器模块和局放分析模块均集成在开闭所智能轨道的巡检机器人上，仅需一台装置便能远程自动完成开闭所多组开关柜的电缆终端局部放电检测，通过减少长期无故障电缆的在线监测，大量减少局放传感器及线缆配置，减少信道占用，从而缩减建设投资，降低运维成本。
附图说明
13.图1为本实用新型的结构示意图；
14.图2为本实用新型的侧视结构示意图；
15.图3为本实用新型检测时的使用状态示意图。
16.图中：1、巡检机器人2、plc控制模块3、转轴4、金属杆5、固定块6、电源线及信号传输线7、超高频传感器8、超声波传感器9、底板10、局放分析模块11、开关柜12、预留孔道。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围，以下结合实施例具体说明。
18.实施例1
19.如图1、2和3所示，一种应用于开关柜电缆终端的局部放电检测装置，包括巡检机器人1，所述巡检机器人1的表面设置有机械传动模块、plc控制模块2和传感器模块，所述机械传动模块包括若干根两端均设置有转轴3的金属杆4，所述金属杆4设置有不少于五根，所述金属杆4的长度均相等，所述金属杆4设置为中空结构，用于安装角度传感器、小型电机、plc控制模块以及传感器模块的电源线及信号传输线6，所述金属杆4通过转轴3依次两两连接，所述转轴的前端与其前一个金属杆固定连接，所述转轴的后端与其后一个金属杆转动连接，所述转轴3表面设置有角度传感器和小型电机，所述角度传感器用于计量其后一个金属杆4的旋转角度，并将计量结果传输至plc控制模块2，plc控制模块2生成动作指令控制小型电机输出轴的旋转，所述小型电机的输出端与其后一个金属杆4连接并用于控制其转动，所述角度传感器的输出端与plc控制模块2的输入端电性连接，所述plc控制模块2的输出端与小型电机的输入端电性连接，所述巡检机器人1的表面固定连接有固定块5，所述机械传动模块的首节金属杆4通过转轴3与固定块5转动连接，该转轴与固定块5固定连接，首节金属杆4与该转轴转动连接，所述传感器模块固定安装于机械传动模块的末节金属杆4上，所述传感器模块的输出端与plc控制模块2的输入端电性连接，所述传感器模块包括超高频传感器7、超声波传感器8和底板9，所述超高频传感器7和超声波传感器8固定安装在底板9表
面，所述超高频传感器7采用微带天线结构，其型号为uhf-300eee2，所述超声波传感器8采用压电晶体结构，其型号为tct40-16tr，所述底板9设置于机械传动模块的末节金属杆4上，所述传感器模块的正面朝向能随金属杆4的转动进行调节，所述plc控制模块2采用型号为西门子s7-200cn的plc控制器。
20.在工作时，以金属杆4设置有五根且每根长30cm为例，金属杆4的中心线与开关柜的柜面水平距离为100cm时，传感器模块与开关柜11的预留孔道12对接时，首节第一个金属杆4逆时针旋转180
°
，第二、三、四个金属杆4分别顺时针旋转150
°
，第五个金属杆4逆时针旋转90
°
，同时控制巡检机器人1竖直方向的距离调节，完成对接，通过人工控制方式首次对接完成后，plc控制模块2按角度传感器的检测顺序依次记录金属杆4的旋转角度并形成动作指令进行存储，在执行后续巡检任务时，将动作指令下达给小型电机，控制金属杆4转动自动完成传感器模块与开关柜11的预留孔道12的对接，超高频传感器7和超声波传感器8通过信号传输线将采集的信号传输至plc控制模块2，本实用新型采用的超高频传感器7采集局部放电产生的超高频信号，属于电测量方式，采用微带天线结构，其检测带宽在300-1500mhz之间，检测超高频信号能够有效避开低频段的噪声及干扰，具有较高的检测灵敏度，本实用新型采用的超声波传感器8采集局部放电产生的超声波信号，属于声测量方式，采用压电晶体的结构，其检测带宽在20-200khz之间，超声波传感器8与电缆之间无电气联系，能有效避免电磁干扰，具有较好的抗电磁干扰性能，本实用新型所述的局部放电检测装置能够远程自动完成开闭所多组开关柜的电缆终端局部放电检测，通过减少长期无故障电缆的在线监测，能够大量减少局放传感器及线缆配置，减少信道占用，从而缩减建设投资，降低运维成本。
21.实施例2
22.在实施例1的基础上，所述局部放电检测装置还包括有局放分析模块10，所述局放分析模块10包括滤波放大器、采样分析模块和数据库模块，所述传感器模块的输出端与滤波放大器的输入端电性连接，所述滤波放大器、采样分析模块和数据库模块依次电性连接，所述滤波放大器的型号为au-3100，所述采样分析模块采用型号为stm32f103zet6的芯片。
23.在工作时，超高频传感器7和超声波传感器8将采集的信号通过信号传输线传输至滤波放大器，滤波放大器对原始信号进行滤波放大，提高信号的信噪比，使之满足采样处理要求，采样分析模块对数据进行采集并分析参数，提取局部放电信号特征值并生成图谱，识别局部放电缺陷类型及放电趋势并将分析结果存储到数据库模块，通过巡检机器人自带的通讯模块传至后台，便于工作人员分析与处理。
24.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的得同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

技术特征：
1.一种应用于开关柜电缆终端的局部放电检测装置，包括巡检机器人，其特征在于：所述巡检机器人的表面设置有机械传动模块、plc控制模块和传感器模块，所述机械传动模块包括若干根两端均设置有转轴的金属杆，所述金属杆通过转轴依次两两连接，所述转轴的前端与其前一个金属杆固定连接，所述转轴的后端与其后一个金属杆转动连接，所述转轴表面设置有角度传感器和小型电机，所述角度传感器用于计量其后一个金属杆的旋转角度，所述小型电机的输出端与其后一个金属杆连接并用于控制其转动，所述角度传感器的输出端与plc控制模块的输入端电性连接，所述plc控制模块的输出端与小型电机的输入端电性连接，所述巡检机器人的表面固定连接有固定块，所述机械传动模块的首节金属杆通过转轴与固定块转动连接，所述传感器模块固定安装于机械传动模块的末节金属杆上，所述传感器模块的输出端与plc控制模块的输入端电性连接。2.根据权利要求1所述的一种应用于开关柜电缆终端的局部放电检测装置，其特征在于：所述金属杆设置有不少于五根，所述金属杆的长度均相等，所述金属杆设置为中空结构，用于安装电源线及信号传输线。3.根据权利要求1所述的一种应用于开关柜电缆终端的局部放电检测装置，其特征在于：所述plc控制模块采用型号为西门子s7-200cn的plc控制器。4.根据权利要求1所述的一种应用于开关柜电缆终端的局部放电检测装置，其特征在于：所述传感器模块包括超高频传感器、超声波传感器和底板，所述超高频传感器和超声波传感器固定安装在底板表面，所述底板设置于机械传动模块的末节金属杆上，所述传感器模块的正面朝向能随金属杆的转动进行调节。5.根据权利要求4所述的一种应用于开关柜电缆终端的局部放电检测装置，其特征在于：所述超高频传感器采用微带天线结构，其型号为uhf-300eee2。6.根据权利要求4所述的一种应用于开关柜电缆终端的局部放电检测装置，其特征在于：所述超声波传感器采用压电晶体结构，其型号为tct40-16tr。7.根据权利要求1所述的一种应用于开关柜电缆终端的局部放电检测装置，其特征在于：还包括有局放分析模块，所述局放分析模块包括滤波放大器、采样分析模块和数据库模块，所述传感器模块的输出端与滤波放大器的输入端电性连接，所述滤波放大器、采样分析模块和数据库模块依次电性连接，所述滤波放大器的型号为au-3100，所述采样分析模块采用型号为stm32f103zet6的芯片。

技术总结
本实用新型涉及一种应用于开关柜电缆终端的局部放电检测装置，包括巡检机器人，所述巡检机器人的表面设置有机械传动模块、PLC控制模块和传感器模块，所述机械传动模块包括若干根两端均设置有转轴的金属杆，所述金属杆通过转轴依次两两连接，所述转轴的前端与其前一个金属杆固定连接，所述转轴的后端与其后一个金属杆转动连接，所述转轴表面设置有角度传感器和小型电机，所述角度传感器用于计量其后一个金属杆的旋转角度，所述小型电机的输出端与其后一个金属杆连接并用于控制其转动。本实用新型能够自动完成多组开关柜的电缆终端局部放电检测，大量减少局放传感器及线缆配置，减少信道占用，从而降低运维成本。从而降低运维成本。从而降低运维成本。


技术研发人员：宋耐超 李明明 王瑞琦 赵家豪 秦宇翔 闫娇 李鹏 阙东阳 谢杨 宋志勇 赵毅 宋仁杰 郭鹏 黑聪 王强强 杜璇 王朋朋 王璐 高新亭
受保护的技术使用者：国网河南省电力公司驻马店供电公司
技术研发日：2021.11.03
技术公布日：2022/5/25