GIS局放检测与闪络定位系统简介

XD50 GIS局放检测与闪络定位系统简介

1.概述

本系统是一套针对GIS耐压试验时，检测各部位局部放电状况、定位闪络击穿点的局放检测装置。

系统采用分布式检测、全程状态跟踪、高精度时基同步与相位同步、IP化高速组网等新技术，一体化全新设计研发。局放的检出率和定位精度相对之前装置都有一个数量级的提升。

2. 功能特征

2.1灵敏度高

局放检测灵敏度可达到1PC，闪络定位准确率不低于95%。

2.2定位精度高

同时具备硬同步和软同步能力，所有信号测量时基偏差＜1μs，不受网络速率影响，闪络定位精度可达到10cm。

2.3作业效率高

各单元之间可无线和有线自动组网，电池供电，专业软件一体化操控、分析；整个系统自动适配，无需繁杂调试。

2.4安全性高

检测人员和设备与高压隔离，绝对保证人员与设备安全。

2.5可靠性高

整个系统按工业级标准设计，重要功能采用多重备份。

2.6适应性强

可以支持32个前端，128个检测点以分布式布置同时工作，可以适配各种高压试验电源，可以兼容第三方内置传感器，可以单相、三相或单段、多段一起检测。

2.7全程跟踪

整个试验过程相关状态不间断跟踪检测与汇集，参量提取系统、完整，相互印证，检测有效性高。

3. 系统架构

本系统由局放检测单元（多个）、高压检测单元、时基同步单元和操控分析单元4大单元模块组成。

系统架构如下图所示：

系统架构图

1）局放检测单元：采集、处理被试设备的局放信号。

2）高压检测单元：采集、处理高压试验电源的电压、频率、相位和闪络时标。

3）时基同步单元：标定信号时刻值，实现各分布式单元之间的时基同步。

4）操控分析单元：协调控制整个系统的运行，汇集、处理被检设备的状态信息。

4. 组件与功能

4.1局放检测单元

4.1.1资源配置

局放检测单元主要资源表

配置 数量 功能 性能 备注

超声波局放检测通道 2～3个 信号检测 灵敏度≤5pc含传感器

特高频局放检测通道 1～2个 信号检测 灵敏度≤1pc含传感器

时标输入接口 1个 实时同步 ≤1μs

无线数据通信模块 1个 高速数据通信 ≤140Mbps 缺省WIFI，3G/4G备选无线相位接收模块 1个 零位信号接收 ≤1ms 在无时标信号时使用 有线通信模块 2个 与无线互为备份≤1000Mbps RJ45+USB

高速算法处理器 1个 信号处理 FPGA

嵌入式计算机 1套 综合管理 主频1G ARM

数据存储 1套 数据存储 4G SDRAM

内置电池 1组 电源供应 24V,2.6AH 锂电池

4.1.2功能说明

用于被测设备局放信号的收集、分析和处理，可进行联合检测、定位。单元缺省配置为特高频检测通道+超声波检测通道，配置比例为1：2或1：3，检测方式为持续。

每组数据，根据否有时标信号或相位信号输入，分别标注相应的时刻参数。

单元采集的局放数据，经算法处理后先本地存储，然后根据操控单元指令向后台发送指定数据。存储转发模式，可保证数据系统性不受通信状态稳定性的影响，可以追索整个过程所有信号。

局放检测单元

超声波传感器

特高频传感器

4.2高压检测单元

4.2.1资源配置

高压检测单元主要资源表

配置 数量 功能 性能 备注

电压监测通道 1个 高电压监测 采样速率1M

零位检测 1个 相位同步 ≤1ms

GPS授时单元 1个 实时同步 ≤1μs 也可使用北斗

无线数据通信模块 1个 高速数据通信 ≤140Mbps 缺省WIFI，3G/4G备选无线相位发送模块 1个 零位信号发送 ≤1ms 在无时标信号时使用 有线通信模块 2个 与无线互为备份≤1000Mbps RJ45+USB

嵌入式计算机 1套 综合管理 主频1G ARM

数据存储 1套 数据存储 4G SDRAM

内置电池 1组 电源供应 24V,2.6AH 锂电池

4.2.2功能说明

获取高压电源带有时标的电压、频率、相位、闪络参数，为操控分析系统鉴别局放性质、分析局放与高压的关系，准确定位闪络点提供参数依据。

高压检测单元

4.3.1资源配置

时基同步单元主要资源表

配置 数量 功能 性能 备注

GPS授时模块 1个 实时同步 ≤1μs 也可使用北斗

时标信号输出接口 1个 实时同步 ≤1μs

内置电池 1组 电源供应 24V,2.6AH 锂电池

4.3.2功能说明

局放定位需要高精度同步时基，引入统一的高精度标准时基信号作为基准，从而使分布式检测单元间的同步精度达到μs级。

时基同步单元

4.4.1资源配置

操控分析单元主要资源表

配置 数量 功能 性能 备注

高性能PC 1个 综合平台 主频3G Windows平台

高速路由器 1个 多终端通信 ≤140Mbps 无线、有线

操控分析软件 1套 操控分析

电池源 1组 电源供应 24V,2.6AH 锂电池

三角架 1个 现场平台支撑≥5kg

4.4.2功能说明

协调、控制各个单元的启动和运行，汇集、分析收集到的相关数据和信息，属于整个系统的核心部分。具体功能详见操控分析软件说明。

操控分析单元

5. 操控分析软件

5.1设计理念

1）保证整个过程所有重要的特征信号不被漏失；

2）整个系统不因通信网络的波动，影响数据完整性和有效性；

3）系统启动免调试，参数设置基本自动化；

软件架构图

5.2单元操控

系统的通信管理、同步管理、电压检测、局放检测都由操控软件组织，系统运作流程包括以下主要步骤：

1）系统协调相关单元自检通信网络、同步信号、电池电量等状态并将相关参数显示在界面上；

2）系统根据指令开始工作，相关检测单元采集、接收、处理相关信号并将相关数据保存于本地存储器中。

3）高压单元将采集的试验电源电压值及频率、零位、闪络时刻参数，通过操控单元（后台）及时发送给局放单元；