多功能手持式智能局放檢測裝置制造方法
【專利摘要】多功能手持式智能局放檢測裝置，其特征在于包括高頻電流傳感器(HFCT）、特高頻電流傳感器(UHFCT)、超聲波傳感器（AE）、手持式主機(jī)，高頻電流傳感器(HFCT）的電信號輸出、特高頻電流傳感器(UHFCT)的電信號輸出、超聲波傳感器（AE）的電信號輸出分別與手持式主機(jī)的電信號輸入相連。本實用新型與已有技術(shù)相比，具有多功能，手持式，操作簡單，同時采用脈沖電磁法、超聲波法和超高頻檢測法來測量，并進(jìn)行智能綜合判定的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】多功能手持式智能局放檢測裝置
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0002]本實用新型涉及一種多功能手持式智能局放檢測裝置。
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]IOkV電纜配網(wǎng)系統(tǒng)龐大。一旦事故發(fā)生故障定位與迅速維修的工作量大、時間長。若能有一種簡易的測試手段做預(yù)防性試驗，防犯未然才為上策。在IOKV變壓器和IOKV電纜分接箱的巡檢過程中，檢測其絕緣狀態(tài)是一項至關(guān)重要的科目，而絕緣檢測最有效的方法是檢測絕緣損壞的局部放電狀況。在設(shè)備運(yùn)行的條件下發(fā)生局部放電時，伴隨著出現(xiàn)聲、光、化學(xué)、電磁輻射等各種物理現(xiàn)象，并且油中放電還會分解出氣體，產(chǎn)生能量損失，引起局部過熱，因此局部放電監(jiān)測方法根據(jù)監(jiān)測物理量的不同可分為:脈沖電磁法、超聲波法、化學(xué)分析法、超高頻檢測法等。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006]本實用新型的發(fā)明目的在于提供一種多功能，手持式，操作簡單，同時采用脈沖電磁法、超聲波法和超高頻檢測法來測量，并進(jìn)行智能綜合判定的多功能手持式智能局放檢測裝置。
[0007]本實用新型是這樣實現(xiàn)的，包括高頻電流傳感器(HFCT)、特高頻電流傳感器(UHFCT)、超聲波傳感器(AE)、手持式主機(jī)，高頻電流傳感器(HFCT)的電信號輸出、特高頻電流傳感器(UHFCT)的電信號輸出、超聲波傳感器(AE)的電信號輸出分別與手持式主機(jī)的電信號輸入相連。
[0008]具體功能包括用高頻電流傳感器采集脈沖電磁高頻信號、特高頻電流傳感器采集超高頻信號和超聲波傳感器采集超聲波信號、對上述信號的處理和綜合判定，打印和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸。
[0009]這里，特高頻電流傳感器的電信號輸出通過包絡(luò)檢波電路處理后與手持式主機(jī)的相應(yīng)的電信號輸入相連。
[0010]這里，手持式主機(jī)包括信號預(yù)處理電路、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路、現(xiàn)場可編程門陣列電路(FPGA)、帶有顯示及控制裝置及USB接口的微電腦芯片(MCU)，高頻電流傳感器(HFCT)的電信號輸出、通過超高頻包絡(luò)檢波電路處理后的特高頻電流傳感器(UHFCT)的電信號輸出、超聲波傳感器(AE)的電信號輸出依次通過信號預(yù)處理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、現(xiàn)場可編程門陣列電路(FPGA)與帶有USB接口的微電腦芯片(MCU)相連。信號預(yù)處理電路的作用是對高頻電流傳感器(HFCT )的電信號、通過超高頻包絡(luò)檢波電路處理后的特高頻電流傳感器(UHFCT)的電信號、超聲波傳感器(AE)的電信號進(jìn)行判別。
[0011]用UHFCT來接收超高頻無線電磁波，然后經(jīng)過超高頻包絡(luò)檢波電路，進(jìn)行降頻處理，得到高頻信號。包絡(luò)檢波電路的作用是獲得輸入信號的局部峰值電壓，即信號的包絡(luò)，并去除輸入信號中的高頻載波分量，得到信號低頻分量。局部放電產(chǎn)生的UHF信號與調(diào)幅信號類似，高頻載波頻率為300MHC?3GHz，其包絡(luò)為指數(shù)特性，UHF信號持續(xù)時間為50?500ns，近似認(rèn)為調(diào)幅信號的低頻分量的頻率范圍為2?20MHz，因此UHF信號經(jīng)過包絡(luò)檢波電路后變?yōu)楦哳l信號，可以和HFCT檢測到的脈沖電磁信號經(jīng)同一信號預(yù)處理電路后，經(jīng)A/D變?yōu)閿?shù)字信號。
[0012]當(dāng)電力設(shè)備內(nèi)部發(fā)生局部放電時，高頻放電電流會沿著接地線向大地傳播。通過在接地線上安裝HFCT檢測高頻電流信號實現(xiàn)局部放電檢測。HFCT使用Rogowski線圈方式，在環(huán)狀磁芯材料上圍繞多圈的導(dǎo)電線圈，高頻電流穿過磁芯中心而引起的高頻交變電磁場會在線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。由于HFCT傳感器的測量回路與被測電纜之間沒有直接的電氣連接，屬于非侵入式的檢測方法，被檢測設(shè)備不需要停運(yùn)。
[0013]電力設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生局部放電信號的時候,會產(chǎn)生沖擊的振動及聲音。通過超聲波傳感器來測量局部放電信號。其特點(diǎn)是傳感器與電力設(shè)備的電氣回路無任何聯(lián)系，不受電氣方面的干擾，但在現(xiàn)場使用時易受周圍環(huán)境噪聲或設(shè)備機(jī)械振動的影響。由于超聲信號在電力設(shè)備常用絕緣材料中的衰減較大，超聲波檢測法的檢測范圍有限，但具有定位準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)。[0014]FPGA對采樣的數(shù)字信號進(jìn)行處理，并把處理的結(jié)果傳送給MCU，MCU進(jìn)行局部放電的綜合判定。通過對三種信號的對比分析，能更加有效地排除現(xiàn)場干擾，提高局部放電定位精度和缺陷類型識別的準(zhǔn)確性，有利于發(fā)現(xiàn)并確定絕緣缺陷，實現(xiàn)變電站設(shè)備的安全運(yùn)行。
[0015]在局部放電識別和判定局部放電的類型中采用了邏輯門和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法。邏輯門根據(jù)信號量(q)、相位((6)、密度(n)、時間(t)多重判別分為0，I, 2，3級；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)判別PD概率的輸出〈90%、90%~95%、95%~98%、98%~100%為0，I, 2，3級。綜合判斷將多重邏輯門及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)判別結(jié)果作交叉綜合處理得到綜合判斷結(jié)果，即無報警，初級警報，中級警報，高級警報。將UHF法快速定位法和超聲法精確定位的特點(diǎn)有效結(jié)合，增加了局部放電定位的準(zhǔn)確性，提高了 IOkV電纜配網(wǎng)系統(tǒng)的檢修效率。
[0016]使用時，可同時安裝UHFCT、HFCT和AE三種傳感器，同時探測局部放電的三種信號。UHFCT可架設(shè)在電力設(shè)備傍無遮擋的地方，用來接收局部放電產(chǎn)生的特高頻電磁波；HFCT固定在中間接頭或終端的接地線上，電纜本體或附件等內(nèi)部出現(xiàn)局部放電電流將會沿著接地線向大地傳播，在電纜接地線上可檢測出局部放電的高頻脈沖信號；AE傳感器探測局部放電產(chǎn)生的震動及聲音。設(shè)備在掃描檢測后，經(jīng)智能判別，得到各種數(shù)據(jù)，并判斷局部放電的類型和位置。微型打印機(jī)打印數(shù)據(jù)和判定結(jié)果，設(shè)備還能把判定的結(jié)果以短信的方式發(fā)送到后臺服務(wù)器。
[0017]本實用新型本具有較強(qiáng)抗干擾技術(shù)，超高頻傳感器多頻段可選，傳感器還可指定為干擾參考傳感器，并提供多種分析處理手段和數(shù)字濾波抑制干擾技術(shù)，另外通過三種測試手段，全方位檢測IOkV電纜配網(wǎng)系統(tǒng)的局部放電信號，得到重要的數(shù)據(jù)，并通過邏輯門和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，做出智能判定，提高了局部放電定位的準(zhǔn)確性。
[0018]【專利附圖】

【附圖說明】:
[0019]圖1為本實用新型的電路方框圖；
[0020]圖2為包絡(luò)檢波電路圖。
[0021]【具體實施方式】:
[0022]現(xiàn)結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0023]如圖1所示，本實用新型包括高頻電流傳感器(HFCT)、帶有包絡(luò)檢波電路特高頻電流傳感器(UHFCT)、超聲波傳感器(AE)、手持式主機(jī)，手持式主機(jī)包括信號預(yù)處理電路、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路(A/D)、現(xiàn)場可編程門陣列電路(FPGA)、帶有顯示/控制裝置(KEY、IXD)和USB接口以及通用分組無線模塊(GPRS模塊)以及聲光報警模塊(Flash)的微電腦芯片(MCU)，高頻電流傳感器(HFCT)的電信號輸出、通過超高頻包絡(luò)檢波電路處理后的特高頻電流傳感器(UHFCT)的電信號輸出、超聲波傳感器(AE)的電信號輸出依次通過信號預(yù)處理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、現(xiàn)場可編程門陣列電路(FPGA)與帶有USB接口的微電腦芯片(MCU)相連。
[0024]用UHFCT來接收超高頻無線電磁波，然后經(jīng)過超高頻包絡(luò)檢波電路，如圖2所示，進(jìn)行降頻處理，得到高頻信號。包絡(luò)檢波電路利用檢波二極管Dl的單向?qū)щ娞匦院碗娙莸碾姾纱鎯δ?，獲得輸入信號的局部峰值電壓，即信號的包絡(luò)。其中檢波二極管為非線性器件，等效為非線性電阻，和積分電容Cl 一起構(gòu)成低通濾波器，去除輸入信號中的高頻載波分量，得到信號低頻分量。局部放電產(chǎn)生的UHF信號與調(diào)幅信號類似，高頻載波頻率為300MHz^~3GHz，其包絡(luò)為指數(shù)特性，UHF信號持續(xù)時間為50~500ns，近似認(rèn)為調(diào)幅信號的低頻分量的頻率范圍為2~20MHz，因此UHF信號經(jīng)過檢波電路后變?yōu)楦哳l信號，可以和HFCT檢測到的脈沖電磁信 號經(jīng)同一信號預(yù)處理電路后，經(jīng)A/D變?yōu)閿?shù)字信號。
【權(quán)利要求】
1.多功能手持式智能局放檢測裝置，其特征在于包括高頻電流傳感器(HFCT)、特高頻電流傳感器(UHFCT)、超聲波傳感器(AE)、手持式主機(jī)，高頻電流傳感器(HFCT)的電信號輸出、特高頻電流傳感器(UHFCT)的電信號輸出、超聲波傳感器(AE)的電信號輸出分別與手持式主機(jī)的電信號輸入相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能手持式智能局放檢測裝置，其特征在于特高頻電流傳感器的電信號輸出通過包絡(luò)檢波電路處理后與手持式主機(jī)的相應(yīng)的電信號輸入相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能手持式智能局放檢測裝置，其特征在于手持式主機(jī)包括信號預(yù)處理電路、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路、現(xiàn)場可編程門陣列電路(FPGA)、帶有顯示及控制裝置及USB接口的微電腦芯片(MCU)，高頻電流傳感器(HFCT)的電信號輸出、通過超高頻包絡(luò)檢波電路處理后的特高頻電流傳感器(UHFCT)的電信號輸出、超聲波傳感器(AE)的電信號輸出依次通過信號預(yù)處理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、現(xiàn)場可編程門陣列電路(FPGA)與帶有USB接口的微電腦芯片(MCU)相連。
【文檔編號】G01R31/12GK203490332SQ201320590655
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】馮曉棕 申請人:廣州友智電氣技術(shù)有限公司