本發(fā)明屬于氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備（GIS）局部放電監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種GIS局部放電信號(hào)源及模擬局部放電的方法。

背景技術(shù)：

氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備（GIS）是電網(wǎng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵部分，具有服役周期長(zhǎng)、體積大、重量大和價(jià)格高昂的特點(diǎn)。但是，GIS制造時(shí)出現(xiàn)的毛刺、安裝運(yùn)輸時(shí)部件松動(dòng)引起接觸不良、運(yùn)行中固體絕緣老化、及各種情況下可能出現(xiàn)的各種缺陷，都可能導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部電場(chǎng)發(fā)生畸變，使得局部電場(chǎng)加強(qiáng)從而產(chǎn)生局部放電（Partial Discharge，簡(jiǎn)稱(chēng)PD）。局部放電如電力設(shè)備中的“腫瘤”，如果不能提前發(fā)現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致絕緣老化并最終導(dǎo)致設(shè)備的崩潰和電網(wǎng)的癱瘓，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)對(duì)人民的生活水平產(chǎn)生巨大的影響。

特高頻檢測(cè)法是一種檢測(cè)GIS局部放電故障的有效方法，該方法通過(guò)檢測(cè)局部放電產(chǎn)生的300MHz-3000MHz高頻電磁波信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)局放故障的檢測(cè)，具有抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高和可靠性好的優(yōu)點(diǎn)，因此得到了業(yè)界的廣泛關(guān)注和研究。

目前，多數(shù)電網(wǎng)公司都裝配有大量GIS局部放電特高頻檢測(cè)系統(tǒng)，但是在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)長(zhǎng)期沒(méi)有任何信號(hào)，無(wú)法判斷其是否正常工作，因此需要一種能夠模擬真實(shí)GIS局部放電信號(hào)源，來(lái)對(duì)特高頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是否正常工作進(jìn)行檢測(cè)。傳統(tǒng)的脈沖電流法的信號(hào)源由于頻段太低，易被超高頻的濾波器當(dāng)成干擾被濾掉，而信號(hào)發(fā)生器一類(lèi)的信號(hào)源則只能用于特高頻局部放電傳播特性和放電量標(biāo)定等研究，無(wú)法滿足模擬不同絕緣缺陷局部放電信號(hào)源的模擬需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一目的是提供一種能夠真實(shí)模擬不同GIS典型絕緣缺陷局部放電信號(hào)源，能夠根據(jù)針對(duì)不同GIS典型絕緣缺陷局部放電信號(hào)任意調(diào)節(jié)不同相位脈沖位置、數(shù)量和幅值。

本發(fā)明的第二目的是提供一種利用局部放電信號(hào)源模擬局部放電的方法，能夠真正實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)公司眾多GIS特高檢測(cè)系統(tǒng)是否在正常工作的校驗(yàn)。

為實(shí)現(xiàn)上述第一個(gè)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種GIS局部放電信號(hào)源，包括示波器或采集裝置；還包括計(jì)算機(jī)和局放信號(hào)源，計(jì)算機(jī)與局放信號(hào)源之間通信連接；局放信號(hào)源包括主控模塊、以及與主控模塊連接的存儲(chǔ)模塊、脈沖信號(hào)發(fā)射模塊、顯示模塊和同步模塊；同步模塊連接示波器或采集裝置。

在上述的GIS局部放電信號(hào)源中，計(jì)算機(jī)與局放信號(hào)源之間通過(guò)串口或網(wǎng)口進(jìn)行通信；局放信號(hào)源既能單獨(dú)工作也能與計(jì)算機(jī)配合工作。

為實(shí)現(xiàn)上述第二個(gè)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種利用GIS局部放電信號(hào)源模擬局部放電的方法，包括以下步驟：首先獲取GIS典型絕緣缺陷局部放電信號(hào)，提取信號(hào)包絡(luò)圖，對(duì)包絡(luò)圖進(jìn)行360等分并以一維數(shù)組形式存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)模塊中；主控模塊收到計(jì)算機(jī)下發(fā)的GIS典型缺陷類(lèi)型選擇結(jié)果和缺陷對(duì)應(yīng)的包絡(luò)信號(hào)時(shí)，向脈沖信號(hào)發(fā)射模塊和同步模塊發(fā)出工作通知指令，且同時(shí)輸出典型缺陷包絡(luò)信號(hào)；典型缺陷包絡(luò)信號(hào)對(duì)脈沖信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)出的脈沖信號(hào)進(jìn)行截取并輸出缺陷對(duì)應(yīng)的局放信號(hào)；同時(shí)同步模塊輸出同步脈沖用于示波器或者采集裝置同步采集；當(dāng)主控模塊收到顯示模塊下發(fā)的GIS典型缺陷類(lèi)型選擇結(jié)果時(shí)，從存儲(chǔ)模塊讀取缺陷類(lèi)型對(duì)應(yīng)包絡(luò)信號(hào)；然后向脈沖信號(hào)發(fā)射模塊和同步模塊發(fā)出工作通知指令，并同時(shí)輸出典型缺陷包絡(luò)信號(hào)；典型缺陷包絡(luò)信號(hào)對(duì)脈沖信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)出的脈沖信號(hào)進(jìn)行截取并輸出缺陷對(duì)應(yīng)的局放信號(hào)；同時(shí)同步模塊輸出同步脈沖用于示波器或者采集裝置同步采集。

在上述的GIS局部放電信號(hào)源模擬局部放電的方法中，具體實(shí)現(xiàn)的步驟如下：獲取GIS典型放電缺陷類(lèi)型在一個(gè)工頻周期內(nèi)的相位-放電幅值信號(hào)，對(duì)相位-放電幅值信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)圖的提取，并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)或者存儲(chǔ)模塊中；在使用局部放電信號(hào)源的時(shí)候，首先選取缺陷類(lèi)型對(duì)應(yīng)的相位-放電幅值包絡(luò)圖，所選擇的相位-放電幅值包絡(luò)圖與脈沖信號(hào)發(fā)射模塊產(chǎn)生的脈沖信號(hào)合成20ms對(duì)應(yīng)缺陷局放信號(hào)的相位-放電幅值，從而模擬出與真實(shí)缺陷產(chǎn)生的局部放電類(lèi)似的信號(hào)。

在上述的GIS局部放電信號(hào)源模擬局部放電的方法中，相位-放電幅值包絡(luò)圖360等分并進(jìn)行一維數(shù)組的存儲(chǔ)；相位-放電幅值包絡(luò)圖既可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)上，也可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊中。

在上述的GIS局部放電信號(hào)源模擬局部放電的方法中，GIS典型缺陷類(lèi)型包括金屬突出物缺陷、自由金屬微粒缺陷、絕緣子表面金屬污穢缺陷和絕緣子氣隙缺陷；且根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需求會(huì)減少缺陷類(lèi)型或者增加其他缺陷類(lèi)型；

在上述的GIS局部放電信號(hào)源模擬局部放電的方法中，脈沖信號(hào)發(fā)射模塊輸出脈沖信號(hào)。

在上述的GIS局部放電信號(hào)源模擬局部放電的方法中，同步模塊輸出一路同步脈沖，即在一個(gè)工頻周期開(kāi)始時(shí)，發(fā)出矩形波用于示波器或者采集裝置同步采集。

在上述的GIS局部放電信號(hào)源模擬局部放電的方法中，計(jì)算機(jī)選擇不同GIS典型缺陷類(lèi)型選擇結(jié)果和缺陷對(duì)應(yīng)的包絡(luò)信號(hào)，顯示模塊選擇不同GIS典型缺陷類(lèi)型選擇結(jié)果分別發(fā)送至主控模塊。

本發(fā)明的有益效果：克服了傳統(tǒng)的脈沖電流法的信號(hào)源由于頻段太低，易被超高頻的濾波器當(dāng)成干擾被濾掉的問(wèn)題，以及信號(hào)發(fā)生器一類(lèi)的信號(hào)源只能用于特高頻局部放電傳播特性和放電量標(biāo)定等研究而無(wú)法滿足模擬不同絕緣缺陷局部放電信號(hào)源的問(wèn)題，能夠提供真實(shí)模擬不同GIS典型絕緣缺陷下局部放電的信號(hào)源。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電路原理框圖；

圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的前期準(zhǔn)備流程圖；

圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的工作流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。

所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。

下文的公開(kāi)提供了許多不同的實(shí)施例或例子用來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn)化本發(fā)明的公開(kāi)，下文中對(duì)特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡(jiǎn)化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實(shí)施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此外，本發(fā)明提供了各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到其它工藝的可應(yīng)用性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的結(jié)構(gòu)可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實(shí)施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實(shí)施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。

本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“相連”“連接"應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)的具體含義。

本實(shí)施例采用以下技術(shù)方案：一種GIS局部放電信號(hào)源，包括示波器或采集裝置；還包括計(jì)算機(jī)和局放信號(hào)源，計(jì)算機(jī)與局放信號(hào)源之間通信連接；局放信號(hào)源包括主控模塊、以及與主控模塊連接的存儲(chǔ)模塊、脈沖信號(hào)發(fā)射模塊、顯示模塊和同步模塊；同步模塊連接示波器或采集裝置。

更進(jìn)一步地，計(jì)算機(jī)與局放信號(hào)源之間通過(guò)串口或網(wǎng)口進(jìn)行通信；局放信號(hào)源既能單獨(dú)工作也能與計(jì)算機(jī)配合工作。

一種利用GIS局部放電信號(hào)源模擬局部放電的方法，包括以下步驟：首先獲取GIS典型絕緣缺陷局部放電信號(hào)，提取信號(hào)包絡(luò)圖，對(duì)包絡(luò)圖進(jìn)行360等分并以一維數(shù)組形式存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)模塊中；主控模塊收到計(jì)算機(jī)下發(fā)的GIS典型缺陷類(lèi)型選擇結(jié)果和缺陷對(duì)應(yīng)的包絡(luò)信號(hào)時(shí)，向脈沖信號(hào)發(fā)射模塊和同步模塊發(fā)出工作通知指令，且同時(shí)輸出典型缺陷包絡(luò)信號(hào)；典型缺陷包絡(luò)信號(hào)對(duì)脈沖信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)出的脈沖信號(hào)進(jìn)行截取并輸出缺陷對(duì)應(yīng)的局放信號(hào)；同時(shí)同步模塊輸出同步脈沖用于示波器或者采集裝置同步采集；當(dāng)主控模塊收到顯示模塊下發(fā)的GIS典型缺陷類(lèi)型選擇結(jié)果時(shí)，從存儲(chǔ)模塊讀取缺陷類(lèi)型對(duì)應(yīng)包絡(luò)信號(hào)；然后向脈沖信號(hào)發(fā)射模塊和同步模塊發(fā)出工作通知指令，并同時(shí)輸出典型缺陷包絡(luò)信號(hào)；典型缺陷包絡(luò)信號(hào)對(duì)脈沖信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)出的脈沖信號(hào)進(jìn)行截取并輸出缺陷對(duì)應(yīng)的局放信號(hào)；同時(shí)同步模塊輸出同步脈沖用于示波器或者采集裝置同步采集。

進(jìn)一步，具體實(shí)現(xiàn)的步驟如下：獲取GIS典型放電缺陷類(lèi)型在一個(gè)工頻周期內(nèi)的相位-放電幅值信號(hào)，對(duì)相位-放電幅值信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)圖的提取，并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)或者存儲(chǔ)模塊中；在使用局部放電信號(hào)源的時(shí)候，首先選取缺陷類(lèi)型對(duì)應(yīng)的相位-放電幅值包絡(luò)圖，所選擇的相位-放電幅值包絡(luò)圖與脈沖信號(hào)發(fā)射模塊產(chǎn)生的脈沖信號(hào)合成20ms對(duì)應(yīng)缺陷局放信號(hào)的相位-放電幅值，從而模擬出與真實(shí)缺陷產(chǎn)生的局部放電類(lèi)似的信號(hào)。

進(jìn)一步，相位-放電幅值包絡(luò)圖360等分并進(jìn)行一維數(shù)組的存儲(chǔ)；相位-放電幅值包絡(luò)圖既可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)上，也可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊中。

進(jìn)一步，GIS典型缺陷類(lèi)型包括金屬突出物缺陷、自由金屬微粒缺陷、絕緣子表面金屬污穢缺陷和絕緣子氣隙缺陷；且根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需求會(huì)減少缺陷類(lèi)型或者增加其他缺陷類(lèi)型；

進(jìn)一步，脈沖信號(hào)發(fā)射模塊輸出脈沖信號(hào)。

進(jìn)一步，同步模塊輸出一路同步脈沖，即在一個(gè)工頻周期開(kāi)始時(shí)，發(fā)出矩形波用于示波器或者采集裝置同步采集。

更進(jìn)一步，計(jì)算機(jī)選擇不同GIS典型缺陷類(lèi)型選擇結(jié)果和缺陷對(duì)應(yīng)的包絡(luò)信號(hào)，顯示模塊選擇不同GIS典型缺陷類(lèi)型選擇結(jié)果分別發(fā)送至主控模塊。

具體實(shí)施時(shí)，如圖1所示，一種GIS局部放電信號(hào)源，主要由計(jì)算機(jī)和局放信號(hào)源兩部分組成，計(jì)算機(jī)和局放信號(hào)源之間采用串口或網(wǎng)口通信，局放信號(hào)源由存儲(chǔ)模塊、主控模塊、脈沖信號(hào)發(fā)射模塊、顯示模塊和同步模塊構(gòu)成；

而且，局放信號(hào)源可以單獨(dú)工作也可以與計(jì)算機(jī)配合工作；

如圖2所示，而且，計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)模塊內(nèi)預(yù)存有GIS典型絕緣缺陷的局部放電信號(hào)包絡(luò)圖，并能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要對(duì)包絡(luò)圖進(jìn)行添加、減少和修改，其中包絡(luò)圖進(jìn)行360等分并以一維數(shù)組的形式存儲(chǔ)；脈沖信號(hào)發(fā)射模塊輸出脈沖信號(hào)；同步模塊輸出一路同步脈沖，即在一個(gè)工頻周期開(kāi)始的時(shí)候，發(fā)出矩形波，供示波器或者采集裝置同步采集用；

如圖3所示，計(jì)算機(jī)和顯示模塊可以選擇不同GIS典型絕緣缺陷類(lèi)型，并能夠向主控模塊發(fā)送選擇結(jié)果；

主控模塊收到計(jì)算機(jī)下發(fā)的GIS典型缺陷類(lèi)型選擇結(jié)果和缺陷對(duì)應(yīng)的包絡(luò)信號(hào)時(shí)，會(huì)向脈沖信號(hào)發(fā)射模塊和同步模塊發(fā)出工作通知指令，并同時(shí)輸出典型缺陷包絡(luò)信號(hào)；

主控模塊接收到顯示模塊下發(fā)的GIS典型缺陷類(lèi)型選擇結(jié)果時(shí)，會(huì)從存儲(chǔ)模塊讀取缺陷類(lèi)型對(duì)應(yīng)的包絡(luò)信號(hào)，然后向脈沖信號(hào)發(fā)射模塊和同步模塊發(fā)出工作通知指令，并同時(shí)輸出典型缺陷包絡(luò)信號(hào)；

GIS局部放電信號(hào)源的工作原理：首先需要提前提取GIS的典型絕緣缺陷局部放電信號(hào)，并提取信號(hào)包絡(luò)圖，對(duì)包絡(luò)圖進(jìn)行360等分并以一維數(shù)組的形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)模塊中，當(dāng)主控模塊收到計(jì)算機(jī)下發(fā)的GIS典型缺陷類(lèi)型選擇結(jié)果和缺陷對(duì)應(yīng)的包絡(luò)信號(hào)時(shí)，會(huì)向脈沖信號(hào)發(fā)射模塊和同步模塊發(fā)出工作通知指令，并同時(shí)輸出典型缺陷包絡(luò)信號(hào)；典型缺陷包絡(luò)信號(hào)對(duì)脈沖信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)出的脈沖信號(hào)進(jìn)行截取并輸出缺陷對(duì)應(yīng)的局放信號(hào)，同時(shí)同步模塊輸出同步脈沖用于示波器或者采集裝置同步采集；當(dāng)主控模塊收到顯示模塊下發(fā)的GIS典型缺陷類(lèi)型選擇結(jié)果時(shí)，會(huì)從存儲(chǔ)模塊讀取缺陷類(lèi)型對(duì)應(yīng)包絡(luò)信號(hào)，然后向脈沖信號(hào)發(fā)射模塊和同步模塊發(fā)出工作通知指令，并同時(shí)輸出典型缺陷包絡(luò)信號(hào)；典型缺陷包絡(luò)信號(hào)對(duì)由脈沖信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)出的脈沖信號(hào)進(jìn)行截取并輸出缺陷對(duì)應(yīng)的局放信號(hào)，同時(shí)同步模塊輸出同步脈沖用于示波器或者采集裝置同步采集。

利用上述GIS局部放電信號(hào)源模擬局部放電的方法，首先獲取GIS典型放電缺陷類(lèi)型在一個(gè)工頻周期內(nèi)的“相位-放電幅值”信號(hào)，對(duì)“相位-放電幅值”信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)圖的提取，并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)或者存儲(chǔ)模塊的內(nèi)存中，在使用局放信號(hào)源的時(shí)候，首先選取缺陷類(lèi)型對(duì)應(yīng)的“相位-放電幅值”包絡(luò)圖，所選擇的“相位-放電幅值”包絡(luò)圖與脈沖信號(hào)發(fā)射源產(chǎn)生的脈沖信號(hào)合成20ms對(duì)應(yīng)缺陷局放信號(hào)的 “相位-放電幅值”信號(hào)，從而模擬出與真實(shí)缺陷產(chǎn)生的局部放電類(lèi)似的信號(hào)。

所述的GIS典型缺陷類(lèi)型包括金屬突出物缺陷、自由金屬微粒缺陷、絕緣子表面金屬污穢缺陷和絕緣子氣隙缺陷，但并不局限于這四類(lèi)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需求可能會(huì)減少缺陷類(lèi)型或者增加其他缺陷類(lèi)型；

所述的“相位-放電幅值”包絡(luò)圖360等分并進(jìn)行一維數(shù)組的存儲(chǔ)；

所述的“相位-放電幅值”包絡(luò)圖既可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)上，也可以存儲(chǔ)在芯片的內(nèi)存中；

所述的計(jì)算機(jī)和局放源裝置之間的通信為串口或者網(wǎng)口；

所述的局放信號(hào)源提供一路同步脈沖，即在一個(gè)工頻周期開(kāi)始的時(shí)候，發(fā)出矩形波，供示波器或者采集裝置同步采集用。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本說(shuō)明書(shū)未詳細(xì)闡述的部分均屬于現(xiàn)有技術(shù)。

雖然以上結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說(shuō)明，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變形或修改，而不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)。本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求書(shū)限定。