3為本發(fā)明的Q-t譜圖；
[0027]圖4為本發(fā)明脈沖波形捕捉；
[0028]圖5為本發(fā)明所捕捉脈沖波形對應(yīng)頻域分布譜圖；
[0029]圖6為本發(fā)明N-t譜圖；
[0030]圖7為本發(fā)明N-Q譜圖；
[0031]圖8為本發(fā)明Q-At譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0033]參見圖1，本發(fā)明采用利用高壓變壓器將工頻交流220V電壓升高到100kV，經(jīng)由耐壓300kV通流能力IA的硅堆進(jìn)行半波整流，串接1ΜΩ限流電阻，向0.1nF濾波電容充電的方式，在濾波電容高壓端輸出直流高壓。
[0034]超聲傳感器采用接觸式超聲傳感器，檢測頻率35kHz-100kHz，中心頻率為55kHz，適合于電纜及其附件中局部放電產(chǎn)生的超聲信號(hào)的耦合。在信號(hào)較弱情況下，將超聲傳感器由BNC接頭與前置放大器連接，前置放大器分為20/40/60dB三個(gè)檔位，根據(jù)實(shí)際測量信號(hào)以及干擾強(qiáng)度對于耦合到的信號(hào)進(jìn)行放大，工作頻率為10kHz-1200kHz，可以同時(shí)作為抗混疊濾波器，對于其他頻段信號(hào)進(jìn)行濾波減少噪聲干擾。前置放大器由直流28V可充電鋰電池進(jìn)行供電。
[0035]電流互感器采用-6dB頻段范圍為IMHz-60MHz，最高靈敏度為42MHz (50 Ω負(fù)載下:Vout/Iin比值)的高頻電流互感器；在信號(hào)較弱情況下，將HFCT由BNC接頭與放大器相連，放大器采用頻段1ΜΗζ-500ΜΗζ放大器，根據(jù)實(shí)際測試環(huán)境以及放電信號(hào)強(qiáng)度選擇寬頻放大器的放大倍數(shù)，在屏蔽條件較差以及現(xiàn)場進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，根據(jù)噪聲頻段選擇濾波器類型，使信噪比不小于2:1。本發(fā)明采用最高放大倍數(shù)20dB的放大器，放大器與濾波器均使用工頻220V供電。其中放大器以及濾波器同時(shí)作為保護(hù)原件，防止被測試驗(yàn)擊穿產(chǎn)生的瞬間電流對于后端設(shè)備以及人員造成傷害，起到保護(hù)人員以及工控機(jī)安全的作用。
[0036]高頻電流互感器卡接在接地線上，接觸式超聲傳感器緊貼于被試電纜接頭(如被試電纜配有電纜接頭或終端等附件，最好貼放于附件上)O配備兩個(gè)超聲傳感器置于被測接頭不同位置，根據(jù)采集得到脈沖強(qiáng)度不同進(jìn)行故障定位。配備兩個(gè)超聲傳感器是為了將傳感器置于被測接頭不同位置，根據(jù)兩個(gè)傳感器不同信號(hào)強(qiáng)弱以及超聲波的傳輸特性對于放電部位進(jìn)行定位。
[0037]工控機(jī)由工頻220V供電，配有兩組數(shù)據(jù)采集卡，超聲檢測電路由放大器輸出信號(hào)由BNC接頭接于第一數(shù)據(jù)采集卡，第一數(shù)據(jù)采集卡采用14位分辨率，48kS/s實(shí)時(shí)采樣雙蹤多通道高速數(shù)據(jù)采集卡，使用雙蹤采集卡同時(shí)記錄兩個(gè)置于不同位置超聲傳感器的放電信號(hào)測量結(jié)果，通過超聲波的傳播特性來進(jìn)行定位，并且使用14位的高分辨率采集卡以保證數(shù)據(jù)精度。
[0038]高頻電流互感器檢測電路由放大器輸出信號(hào)由BNC接頭接于第二數(shù)據(jù)采集卡，第二數(shù)據(jù)采集卡采用8位分辨率，100MS/s實(shí)時(shí)采樣的采集卡進(jìn)行采集。
[0039]直流局部放電分析設(shè)備設(shè)備由雙通道，兩路信號(hào)可同時(shí)輸入，由電信號(hào)觸發(fā)聲信號(hào)進(jìn)行采集，即電信號(hào)檢測法檢測到局部放電脈沖后，觸發(fā)聲信號(hào)檢測法采集，同時(shí)輸出兩路回路采樣所得譜圖。
[0040]本發(fā)明的工作過程:
[0041]如圖2所示，本發(fā)明采用基于高采樣率的連續(xù)觸發(fā)采集工作模式，通過設(shè)置噪聲的正閾值，一則屏蔽噪聲誤觸發(fā)采集，二則對外部干擾引入的負(fù)極性脈沖也可起到抑制作用。
[0042]如圖3所示，直流局部放電分析系統(tǒng)根據(jù)直流局部放電重復(fù)率低的特點(diǎn)，提供長時(shí)間檢測與錄波功能，采用Q-t圖為主要分析圖像，并提供記錄參數(shù)做截圖。
[0043]如圖4，本發(fā)明實(shí)時(shí)顯示局放脈沖的時(shí)域波形和頻域功率譜分布。采集時(shí)間長度在us量級(jí)，保證波形刷新率達(dá)到每秒2000次以上。監(jiān)測過程實(shí)現(xiàn)硬件定時(shí)功能，可以捕捉到局部放電脈沖的波形及其發(fā)生的精準(zhǔn)時(shí)刻，精度達(dá)us級(jí)。采用離線小波分析降噪算法，提高局部放電脈沖識(shí)別的信噪比。
[0044]如圖5所示，根據(jù)放電幅值Q，時(shí)間t以及一分鐘內(nèi)的放電次數(shù)N間的關(guān)系建立各種統(tǒng)計(jì)直方圖(N-t直方圖、N-Q直方圖等)。
[0045]根據(jù)直流局部放電分析方式與交流局部放電不同的特點(diǎn)，由于直流局放無放電脈沖對應(yīng)的工頻相位Φ的概念，摒棄交流局部放電使用的放電幅值-放電相角-時(shí)間(φ-q-t)圖像等與相角Φ相關(guān)的傳統(tǒng)分析方法，對當(dāng)前放電與其前一次放電的時(shí)間間隔Atpre和與其后一次放電的時(shí)間間隔Atsuc兩個(gè)特征參量對比當(dāng)前放電量Q的H(Q, At)的三維模型特征分布譜圖，以此進(jìn)行放電模式識(shí)別。
[0046]以上內(nèi)容僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明權(quán)利要求書的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電聲聯(lián)合直流局部放電檢測裝置，其特征在于:包括卡接在接地線上的電流互感器以及緊貼于被試電纜接頭的超聲傳感器，超聲傳感器通過前置放大器連接到工控機(jī)的第一數(shù)據(jù)采集卡上，高頻電流互感器通過寬頻放大器連接到工控機(jī)的第二數(shù)據(jù)采集卡上；第一數(shù)據(jù)采集卡和第二數(shù)據(jù)采集卡將數(shù)據(jù)傳送給直流局部放電分析系統(tǒng)，直流局部放電分析系統(tǒng)用于提供長時(shí)間檢測與錄波功能，通過Q-t圖分析圖像，并提供記錄參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電聲聯(lián)合直流局部放電檢測裝置，其特征在于:所述超聲傳感器通過BNC接頭與前置放大器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電聲聯(lián)合直流局部放電檢測裝置，其特征在于:所述被試電纜接頭上設(shè)置有兩個(gè)超聲傳感器，并分別連接兩個(gè)前置放大器，兩前置放大器的信號(hào)輸出端匯合后，連接到第一數(shù)據(jù)采集卡上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電聲聯(lián)合直流局部放電檢測裝置，其特征在于:所述超聲傳感器采用檢測頻率35kHz-100kHz、中心頻率為55kHz的接觸式超聲傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電聲聯(lián)合直流局部放電檢測裝置，其特征在于:所述前置放大器設(shè)置有20/40/60dB三個(gè)檔位，工作頻率為10kHz-1200kHz。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電聲聯(lián)合直流局部放電檢測裝置，其特征在于:所述前置放大器通過28V直流電源進(jìn)行供電。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電聲聯(lián)合直流局部放電檢測裝置，其特征在于:所述電流互感器通過BNC接頭與寬頻放大器相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的電聲聯(lián)合直流局部放電檢測裝置，其特征在于:所述電流互感器采用_6dB頻段范圍為IMHz-60MHz、最高靈敏度為42MHz的高頻電流互感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的電聲聯(lián)合直流局部放電檢測裝置，其特征在于:所述寬頻放大器采用頻段為1ΜΗζ-500ΜΗζ的放大器，寬頻放大器與電流互感器之間還設(shè)置有用于保護(hù)元件的濾波器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電聲聯(lián)合直流局部放電檢測裝置，其特征在于:所述寬頻放大器和濾波器均使用工頻220V供電。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電聲聯(lián)合直流局部放電檢測裝置，包括卡接在接地線上的電流互感器以及緊貼于被試電纜接頭的超聲傳感器，超聲傳感器通過前置放大器連接到工控機(jī)的第一數(shù)據(jù)采集卡上，高頻電流互感器通過寬頻放大器連接到工控機(jī)的第二數(shù)據(jù)采集卡上；第一數(shù)據(jù)采集卡和第二數(shù)據(jù)采集卡的輸出端均連接到工控機(jī)的直流局部放電分析系統(tǒng)上，直流局部放電分析系統(tǒng)用于提供長時(shí)間檢測與路波功能，通過Q-t圖分析圖像，并提供記錄參數(shù)。本發(fā)明利用1MHz-30MHz外置式高頻電流互感器以及超聲局部放電檢測法兩種檢測方法，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境以及現(xiàn)場環(huán)境的直流局部放電檢測，可對于被測電纜中是否存在制造或安裝過程中可能存在的各種絕緣缺陷進(jìn)行檢測。
【IPC分類】G01R31-12
【公開號(hào)】CN104614648
【申請?zhí)枴緾N201510055646
【發(fā)明人】徐陽, 康強(qiáng), 陳浩
【申請人】西安交通大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年2月2日