[發(fā)明專利]一種局部放電多光譜弱光檢測裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010154959.6
• 申請(qǐng)日: 2020-03-06
• 公開（公告）號(hào): CN111308289A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任明;王思云;夏昌杰;王彬;李信哲
• 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;G01R31/14
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

1.一種局部放電多光譜弱光檢測裝置，包括：聚光透鏡、濾光鏡、光電探測陣列、信號(hào)處理模塊和診斷模塊，其中，

所述聚光透鏡和濾光鏡位于同一光路，且所述聚光透鏡和濾光鏡用于對(duì)被測電力設(shè)備內(nèi)局部放電產(chǎn)生的微弱光信號(hào)進(jìn)行匯聚和過濾，以獲得包括不同波段的局放多光譜信號(hào)，所述聚光透鏡和濾光鏡置于所述光電探測陣列的輸入端；

所述光電探測陣列用于同步探測、接收所述局放多光譜信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為多路電流信號(hào)；

所述信號(hào)處理模塊連接于所述光電探測陣列的輸出端，用于對(duì)所述光電探測陣列輸出的多路電流信號(hào)進(jìn)行同步處理，獲得不同波段的光脈沖信號(hào)；

所述診斷模塊連接于所述信號(hào)處理模塊的輸出端，用于接收所述不同波段的光脈沖信號(hào)并計(jì)算不同波段的光脈沖信號(hào)的強(qiáng)度比例關(guān)系，并根據(jù)比例關(guān)系判斷電力設(shè)備內(nèi)局部放電的類型和嚴(yán)重程度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，優(yōu)選的，所述光電探測陣列包括多個(gè)獨(dú)立設(shè)置的探測單元，每個(gè)探測單元包括單光子級(jí)別的硅光電倍增管和雪崩二極管中的任意一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述信號(hào)處理模塊包括與所述探測單元數(shù)目相同的信號(hào)處理單元，每個(gè)信號(hào)處理單元包括：

電流-電壓轉(zhuǎn)換電路，用于將所述光電探測陣列輸出的多路電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一電壓信號(hào)；

信號(hào)放大電路，用于接收所述第一電壓信號(hào)并放大生成第二電壓信號(hào)；

模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于接收所述第二電壓信號(hào)并轉(zhuǎn)換為不同波段的光脈沖信號(hào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路包括第一反相放大器和第一反饋電阻，所述第一反相放大器的反相輸入端連接所述硅光電倍增器，且同時(shí)通過所述第一反饋電阻與輸出端連接形成負(fù)反饋電路，所述第一反相放大器的同相輸入端接地。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述信號(hào)放大電路包括第二反相放大器、第二反饋電阻、接地電阻和第一負(fù)載電阻，所述第二反相放大器的反相輸入端連接至所述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端，同時(shí)，所述第二反相放大器的反相輸入端通過所述第二反饋電阻與輸出端連接形成負(fù)反饋電路，所述第二反相放大器的同相輸入端通過接地電阻接地，所述第二反相放大器的輸出端連接第一負(fù)載電阻。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述濾光鏡包括如下任一：前置或后置于所述聚光透鏡的平面濾光片、電鍍?cè)谒鼍酃馔哥R表面或光電探測陣列上的濾光鍍膜。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述平面濾光片通過多光譜骨架進(jìn)行固定，所述光電探測陣列置于所述多光譜骨架的凹槽內(nèi)并通過設(shè)置與凹槽底部的窗口與所述平面濾光片貼合。

8.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置進(jìn)行的檢測方法，包括如下步驟：

S100：利用光電探測陣列對(duì)電力設(shè)備內(nèi)局部放電產(chǎn)生的多光譜信號(hào)進(jìn)行同步探測并轉(zhuǎn)換為多路電流信號(hào)；

S200：利用信號(hào)處理模塊對(duì)所述光電探測陣列輸出的多路電流信號(hào)進(jìn)行同步處理，獲得不同波段的光脈沖信號(hào)；

S300：利用診斷模塊計(jì)算所述不同波段的光脈沖信號(hào)的強(qiáng)度比例關(guān)系，確定局部放電的類型和嚴(yán)重程度。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，步驟S300中，所述局部放電的類型包括懸浮放電、電暈放電和沿面放電。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，步驟S300中，所述局部放電的嚴(yán)重程度包括高能放電、中能放電和低能放電。