固体绝缘开关柜局部放电在线检测技术研究

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1、广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）固体绝缘开关柜局部放电在线检测技术研究徐卫东二O一八年五月分类号：TN911学校代号：11845UDC：621.3密级：学号：2111504018广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）固体绝缘开关柜局部放电在线检测技术研究徐卫东指导教师姓名、职称：聂一雄副教授学科(专业)或领域名称：电气工程学生所属学院：自动化学院论文答辩日期：2018年5月27日ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegreeofMaster（MasterofEngineerin

2、gScience）ResearchonPartialDischargeDetectionTechnologyofSolidSwitchgearCandidate:XuWeidongSupervisor:AssociateProf.NieYixiongMay2018SchoolofAutomationGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou,Guangdong,P.R.China,510006摘要摘要局部放电检测是电力系统中用来测试电气设备绝缘性能的常用手段，固体绝缘开关柜（以下简称“固体开关柜”），因其优异的绝缘性能被广泛推广

3、到配电设备中，固体开关柜运行状态的好坏直接影响到整个配电环节甚至电力系统的供电可靠性。固体开关柜内部电磁环境复杂，空间狭小，极易发生因绝缘老化导致的绝缘缺陷，如果处置不及时，会使得固体开关柜运行状态恶化甚至烧毁。因此有必要对固体开关柜在带电运行状态下绝缘状况展开研究，而局部放电研究便是能直接掌握设备绝缘状况的最佳方法。所以需要设计一种能够实时在线检测的装置，满足现场对固体开关柜内部局部放电的实时检测需求，本文提出了一种基于嵌入式技术的局部放电检测系统方案。该系统的设计方案以发生局部放电时产生的高频超声信号作为检测对象，设计了带通滤波器和放大器电路，实现了一种频率可调

4、的LC无源谐振超声传感器，以适应不同的局部放电检测场合，避免了电磁干扰的同时又做到了电气有效隔离，实现了高灵敏度、使用寿命长的局部放电检测。还介绍了局部放电相关基础理论，以及在抑制噪声信号和局部放电严重程度上做了相应的研究，更好地辅助检测系统的硬件开发和设计。以STM32作为系统核心处理器实现对局部放电信号的采样和数据处理，同时具备高速、低功耗、高可靠性以及可重复编程的优势，实现数据的存储、分析与显示。通过在KEIL软件平台开发相关软件驱动程序，实现硬件和软件功能的完美结合，将采集到的局部放电数据实时传输到液晶显示屏和内存上，方便后台进一步对采集到的数据做二次分析，

5、供现场维护人员参考，根据历史数据制定相应的检修计划，实现了良好的人机交互功能。与大多数局部放电检测系统不同，本系统有多项创新点：利用嵌入式系统作为检测平台，实现了良好的便携式设计。采用非电量作为采集对象避免了电磁信号的干扰，装置能够满足在电磁环境复杂的情况下使用。通过模块化设计，采用可重复编程器件、C++程序语言、通用软件架构以及图形界面框架，提高了系统的可重用性与可扩展性。本文设计检测系统综合考虑了系统性能与实际可靠性需求，经现场实际校正和调试，系统各项性能指标均达到了设计要求。关键词：局部放电；检测系统；嵌入式系统；固体绝缘开关柜；绝缘缺陷I广东工业大学硕士学位

6、论文ABSTRACTPartialdischargedetectionisacommonmethodusedtotesttheinsulationperformanceofpowersystem.Solidswitchgear(hereinafterreferredtoas"switchgear")iswidelyusedindistributionequipmentbecauseofitsexcellentinsulationperformance.Thestatusofadirectimpactontheentiredistributionsectionorev

7、enthepowersystemreliability.Theinternalelectromagneticenvironmentoftheswitchgeariscomplex,thespaceissmall,andtheinsulationdefectscausedbytheagingoftheinsulatorsarepronetooccur.Ifthedisposalisnottimely,theoperatingconditionsoftheswitchgearwilldeteriorateorevenbedestroyed.Therefore,iti