[發明專利]局部放電檢測裝置

在審

• 申請號: 201510351635.0
• 申請日: 2015-06-23
• 公開（公告）號: CN104931868A
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 陶詩洋;馮義;晉文杰;段大鵬;程序;王文山;任志剛
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網北京市電力公司;西安博源電氣有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

技術領域

本發明涉及電力領域，具體而言，涉及一種局部放電檢測裝置。

背景技術

局部放電是絕緣介質中的一種電氣放電，這種放電僅限制在被測介質中一部分且只使導體間的絕緣局部橋接，這種放電可能發生或可能不發生于導體的鄰近。電力設備絕緣中的某些薄弱部位在強電場的作用下發生局部放電是高壓絕緣中普遍存在的問題。雖然局部放電一般不會引起絕緣的穿透性擊穿，但可以導致電介質(特別是有機電介質)的局部損壞。若局部放電長期存在，在一定條件下會導致絕緣劣化甚至擊穿。對電力設備進行局部放電試驗，不但能夠了解設備的絕緣狀況，還能及時發現許多有關制造與安裝方面的問題，確定絕緣故障的原因及其嚴重程度。因此，局部放電檢測成為了關鍵問題。

常見的局部放電檢測方法可以包括脈沖電流法、無線電干擾電壓法、介質損耗分析法等。但是，現有技術中的局部放電檢測方法通常對局部放電信號檢測靈敏度低，造成無法準確地標定局部放電量以及精確定位局部放電位置。

針對現有技術對局部放電檢測靈敏度低的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

本發明實施例提供了一種局部放電檢測裝置，以至少解決現有技術對局部放電檢測靈敏度低的技術問題。

根據本發明實施例的一個方面，提供了一種局部放電檢測裝置，包括：特高頻天線傳感器，用于獲取特高頻局部放電信號；射頻帶寬放大器，與特高頻天線傳感器相連接，用于對特高頻局部放電信號進行帶寬放大，并將特高頻局部放電信號轉化為特高頻局部放電差分信號；窄帶諧振抗混疊濾波器，與射頻帶寬放大器相連接，用于計算中心諧振頻率和窄帶頻寬，并根據中心諧振頻率和窄帶頻寬控制特高頻局部放電差分信號位于目標階次采樣區；以及數字采集電路，用于在將目標階次采樣區內的特高頻局部放電差分信號的頻譜混疊到基帶采樣區，其中，數字采集電路的輸入端與窄帶諧振抗混疊濾波器的輸出端之間設置有阻抗匹配電路。

進一步地，特高頻天線傳感器包括三階Hilbert分形天線。

進一步地，三階Hilbert分形天線的外圍尺寸為30毫米，導線寬度為1毫米，饋電點到第一端點的距離為15.2毫米，電介質板的介電常數為4.4，電介質板的厚度為1.6毫米，電介質板的外圍尺寸大于天線的外圍尺寸。

進一步地，窄帶諧振抗混疊濾波器為四階帶通濾波器，包括第一級諧振網絡、第二級諧振網絡、第三級諧振網絡以及第四級諧振網絡。

進一步地，第一級諧振網絡中第一電容值為10.89pF，第二電容值和第三電容值均為8.481pF，第一電感值和第二電感值均為10.28nH，第二級諧振網絡中第四電容值為28.45pF，第五電容值和第六電容值均為2.778pF，第三電感值和第四電感值均為23.72nH，第三級諧振網絡中第七電容值為28.41pF，第八電容值和第九電容值均為2.995pF，第五電感值和第六電感值均為23.87nH，第四級諧振網絡中第十電容值為10.69pF，第十一電容值和第十二電容值均為1.49pF，第七電感值和第八電感值均為55.7nH，第十三電容值為1.67pF。

進一步地，窄帶諧振抗混疊濾波器的中心諧振頻率為650MHz，窄帶諧振抗混疊濾波器的窄帶頻寬為50MHz。

進一步地，窄帶諧振抗混疊濾波器采用差分形式與射頻帶寬放大器的輸出端保持阻抗匹配。

進一步地，窄帶諧振抗混疊濾波器采用差分形式與數字采集電路的輸入端保持阻抗匹配。

進一步地，將特高頻局部放電差分信號的頻譜從目標階次采樣區向基帶采樣區混疊的次數為偶數。

進一步地，由特高頻天線傳感器獲取的特高頻局部放電信號的頻帶范圍為300MHz～3GHz。

本發明實施例中的局部放電檢測裝置包括：特高頻天線傳感器，射頻帶寬放大器，窄帶諧振抗混疊濾波器以及數字采集電路，其中，特高頻天線傳感器設計為三階Hilbert分形天線，選定工作頻段的中心頻率為650MHz，帶寬50MHz，采用四階Butterworth拓撲結構的抗混疊帶通濾波器抑制帶外頻譜成分向低階次Nyquist區的混疊效應。本發明實施例通過對特高頻頻段的局部放電信號進行匹配設計的欠采樣數據采集，可以得到局部放電信號的慢變振蕩信號，保留了信號的幅值強度和脈沖激發時間，作為局部放電譜圖統計中的有效數據進行譜圖模式識別分析，達到了在窄帶頻段上抑制常見的手機通訊干擾和背景白噪聲，提升特高頻局部放電測量的檢測靈敏度，降低特高頻局部放電測量系統的技術成本的技術效果，進而解決了現有技術對局部放電檢測靈敏度低的技術問題。

附圖說明