[發(fā)明專利]便攜式GIS局部放電聲電聯(lián)合檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611213748.5
• 申請(qǐng)日: 2016-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN106841939A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王小華;謝鼎力;李韻佳;李錫;榮命哲;劉定新;楊愛軍;吳翊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/12
• 分類號(hào): G01R31/12
• 代理公司: 北京華創(chuàng)博為知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11551
• 代理人: 張波濤,管瑩

1.一種便攜式GIS局部放電聲電聯(lián)合檢測(cè)裝置，其包括用于測(cè)量GIS內(nèi)部局部放電的電磁信號(hào)的外置式UHF傳感器(1)、用于測(cè)量GIS內(nèi)部局部放電產(chǎn)生的超聲波信號(hào)的外置式超聲波傳感器(2)、連接所述外置式UHF傳感器(1)和外置式超聲波傳感器(2)的信號(hào)調(diào)理設(shè)備(3)、連接所述信號(hào)調(diào)理設(shè)備(3)的采樣設(shè)備(4)和用于無線連接的無線通信設(shè)備(5)，其特征在于：

所述外置式UHF傳感器(1)安裝在GIS盆式絕緣子外側(cè)，所述信號(hào)調(diào)理設(shè)備(3)包括三級(jí)放大器(6)和帶通濾波器(7)，其中，所述三級(jí)放大器(6)包括噪聲系數(shù)小于0.8dB的低噪聲的第一級(jí)放大器(8)、輸出信號(hào)范圍在-60dbm到-0dbm的第二級(jí)放大器(9)和輸出信號(hào)范圍在-40dbm到20dbm的第三級(jí)放大器(10)，所述采樣設(shè)備(4)包括用于采樣來自外置式UHF傳感器(1)的UHF信號(hào)的FPGA芯片(11)和用于采樣來自外置式超聲波傳感器(2)的超聲波信號(hào)的AD采樣單元(12)，其中，F(xiàn)PGA芯片(11)經(jīng)由開關(guān)切換用于采集UHF信號(hào)的原始波形的高頻模式和用于采集UHF信號(hào)的PRPD譜圖的低頻模式。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式GIS局部放電聲電聯(lián)合檢測(cè)裝置，其特征在于，優(yōu)選的，當(dāng)FPGA芯片(11)切換到高頻模式時(shí)，所述FPGA芯片(11)通過緩存的方式保存幅值大于預(yù)定閾值的UHF信號(hào)，其中，設(shè)在所述FPGA芯片(11)中的DDR-SDRAM單元(13)進(jìn)行UHF信號(hào)的數(shù)據(jù)短暫存儲(chǔ)，當(dāng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量滿時(shí)，新采集的數(shù)據(jù)自動(dòng)覆蓋最早的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)保存。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式GIS局部放電聲電聯(lián)合檢測(cè)裝置，其特征在于：當(dāng)FPGA芯片(11)切換到高頻模式時(shí)，F(xiàn)PGA芯片(11)的采樣率為5GSa/S，輸入帶寬為2GHz，當(dāng)FPGA芯片(11)切換到低頻模式時(shí)，F(xiàn)PGA芯片(11)的采樣率為5MSa/S，所述AD采樣單元(12)采用LM97600模數(shù)轉(zhuǎn)換器(14)實(shí)現(xiàn)單路5GSa/S采樣，輸入帶寬2GHz。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式GIS局部放電聲電聯(lián)合檢測(cè)裝置，其特征在于：所述無線通信設(shè)備(5)為帶有DSP芯片(15)的WiFi。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式GIS局部放電聲電聯(lián)合檢測(cè)裝置，其特征在于：當(dāng)GIS盆式絕緣子外側(cè)的連接法蘭處無金屬屏蔽帶時(shí)，外置式UHF傳感器(1)直接安裝在GIS絕緣法蘭上；當(dāng)GIS連接法蘭處有金屬屏蔽帶時(shí)，需先打開檢測(cè)窗，將外置式UHF傳感器(1)安裝在檢測(cè)窗處。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式GIS局部放電聲電聯(lián)合檢測(cè)裝置，其特征在于：外置式UHF傳感器(1)的頻帶為300MHZ到1500MHZ，測(cè)量范圍為-80dBm到-20dBm，靈敏度達(dá)到2pc，輸出阻抗為50歐姆，外置式超聲波傳感器(2)的諧振頻率為40kHz，檢測(cè)頻帶為30～70kHz，靈敏度大于70dB。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式GIS局部放電聲電聯(lián)合檢測(cè)裝置，其特征在于：所述帶通濾波器(7)為Chebyshev I型濾波器，其帶寬為300Mhz至1500MHz。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式GIS局部放電聲電聯(lián)合檢測(cè)裝置，其特征在于：所述FPGA芯片(11)設(shè)有GTX高速串行收發(fā)器(16)，其最高速度達(dá)到6.5Gb/s。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式GIS局部放電聲電聯(lián)合檢測(cè)裝置，其特征在于：所述采樣設(shè)備(4)包括存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器包括一個(gè)或多個(gè)只讀存儲(chǔ)器ROM、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM、快閃存儲(chǔ)器或電子可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器EEPROM。

10.一種利用權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的便攜式GIS局部放電聲電聯(lián)合檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，其步驟包括：

第一步驟中：外置式UHF傳感器(1)測(cè)量的UHF信號(hào)經(jīng)由信號(hào)調(diào)理設(shè)備(3)的放大濾波后在FPGA芯片(11)的高頻模式得到UHF信號(hào)的原始波形；

第二步驟中：外置式UHF傳感器(1)測(cè)量的UHF信號(hào)經(jīng)由信號(hào)調(diào)理設(shè)備(3)的放大濾波后在切換后FPGA芯片(11)的低頻模式得到UHF信號(hào)的PRPD譜圖；

第三步驟中：外置式超聲波傳感器(1)測(cè)量的超聲波信號(hào)經(jīng)由信號(hào)調(diào)理設(shè)備(3)的放大濾波后通過AD采樣單元(12)采樣得到超聲波信號(hào)；

第四步驟中：無線通信設(shè)備(5)通過DSP芯片(15)基于WIFI協(xié)議發(fā)送所述UHF信號(hào)的原始波形、PRPD譜圖和超聲波信號(hào)。