[發(fā)明專利]一種基于硅光電倍增器的局部放電檢測裝置

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010155882.4
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111308290A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任明;王思云;夏昌杰;王彬;李信哲
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R31/14;G01R31/16
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

本公開揭示了一種基于硅光電倍增器的局部放電檢測裝置，包括：硅光電倍增器、信號處理單元、信號采集單元、直流供電單元、法蘭和顯示單元。本公開還揭示了一種基于硅光電倍增器的局部放電檢測方法。本公開所述裝置具有體積小的特點，能夠置于電力設(shè)備內(nèi)部進行放電監(jiān)測，不受電磁干擾，檢測靈敏度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開屬于電力設(shè)備檢測領(lǐng)域，具體涉及一種基于硅光電倍增器的局部放電檢測裝置。

背景技術(shù)

電力設(shè)備由于在生產(chǎn)、運輸、裝配及運行中不可避免形成諸如導體尖端劃傷、懸浮電位或絕緣子表面異常等絕緣缺陷，其在電場作用下引起局部放電，甚至在過電壓作用下造成絕緣擊穿。通過檢測局部放電信號可以實現(xiàn)對電力設(shè)備絕緣隱患的有效監(jiān)測。基于對發(fā)生局部放電時產(chǎn)生的各種電、光、聲、熱等現(xiàn)象的研究，局部放電檢測技術(shù)中也相應(yīng)出現(xiàn)了電檢測、光檢測、聲檢測、紅外熱檢測等非電量檢測方法。

光電檢測技術(shù)的原理是將光電探測器接收的來自放電源的光脈沖信號轉(zhuǎn)為電信號，再放大處理。光電探測器是一種利用半導體材料的光電導效應(yīng)制成的探測器件，光電導效應(yīng)是指由福射引起的，使得被照射材料的電導率發(fā)生改變的一種物理現(xiàn)象，而電導率的改變也是因為導體內(nèi)載流子的密度變化所引起的。實際應(yīng)用中，光電探測器把福射能量轉(zhuǎn)換成電流或電壓，并從外部電路測量這些電流、電壓值。通過測量這些輸出響應(yīng)，可以測定相應(yīng)的入射光強度或輻射強度。目前被最廣泛應(yīng)用的弱光探測器主要是光電倍增管，但由于其體積大、工作電壓高，功耗高、易損壞，同時受光陰極限制探測效率較低、對磁場變化敏感以及不適合制作大規(guī)模探測陣列等缺點的影響，導致基于光電倍增管的局放檢測裝置目前大多僅用作實驗室研究手段，現(xiàn)場應(yīng)用較少。因此，需要提出一種體積小，便于置入電力設(shè)備內(nèi)部，不受磁場變化影響且靈敏度高的局部放電檢測裝置。這對于光測法的進一步應(yīng)用，提高設(shè)備現(xiàn)場帶電巡檢質(zhì)量，縮短設(shè)備事故發(fā)現(xiàn)消缺的周期有顯著的實際意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本公開的目的在于提供一種基于硅光電倍增器的局部放電檢測裝置，該裝置工作電壓低、體積小、靈敏度高，且不受電磁干擾，可對局部放電所產(chǎn)生的的微弱光信號進行放大分析，實現(xiàn)電力設(shè)備的可靠監(jiān)測。

為實現(xiàn)上述目的，本公開提供以下技術(shù)方案：

一種基于硅光電倍增器的局部放電檢測裝置，包括：

硅光電倍增器，置于被測電力設(shè)備內(nèi)部，用于接收被測電力設(shè)備內(nèi)局部放電產(chǎn)生的微弱光信號并輸出電流信號；

信號處理單元，與所述硅光電倍增器連接，用于對所述硅光電倍增器輸出的電流信號進行處理并輸出低頻脈沖信號；

信號采集單元，與所述信號處理單元連接，用于采集所述信號處理單元輸出的低頻脈沖信號；

直流供電單元，通過所述信號處理單元與硅光電倍增器連接，用于向所述硅光電倍增器提供工作電壓。

優(yōu)選的，所述信號處理單元包括：

電流-電壓轉(zhuǎn)換電路，用于將所述硅光電倍增器輸出的電流信號轉(zhuǎn)換為第一電壓信號；

信號放大電路，用于接收所述第一電壓信號并放大，生成第二電壓信號；

檢波電路，用于對所述第二電壓信號進行檢波，獲得低頻脈沖信號。

優(yōu)選的，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，且同時通過所述第一反饋電阻與輸出端連接形成負反饋電路，所述第一反相放大器的同相輸入端接地。

優(yōu)選的，所述信號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，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載電阻。