[發明專利]一種基于特高頻檢測高壓開關柜局部放電的信號處理裝置

在審

• 申請號: 202110971662.3
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113820553A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 唐云峰;周志強
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R29/08
• 代理公司: 北京衛平智業專利代理事務所(普通合伙) 11392
• 代理人: 閆萍

本發明涉及一種基于特高頻檢測高壓開關柜局部放電的信號處理裝置，包括高通濾波器、射頻放大器、低通濾波器、帶阻濾波器和對數檢波放大器；高通濾波器與射頻放大器連接，射頻放大器與低通濾波器連接，低通濾波器與帶阻濾波器連接，帶阻濾波器與對數檢波放大器連接；高通濾波器用于抑制特高頻信號中300MHz以下的頻段；射頻放大器用于放大經高通濾波器處理后的特高頻信號；低通濾波器用于抑制特高頻信號中1.5GHz以上的頻段；帶阻濾波器用于抑制特高頻信號中750MHz?1000MHz的頻段；對數檢波放大器用于對特高頻信號進行檢波處理，降低特高頻信號的頻率。該裝置的使用可以有效降低傳統特高頻檢測高壓開關柜局部放電的成本。

技術領域

本發明涉及特高頻法檢測高壓開關柜局部放電技術領域，尤其涉及一種基于特高頻檢測高壓開關柜局部放電的信號處理裝置。

背景技術

對高壓開關柜局部放電檢測的方式有許多種，大體分為兩大類，分別為非電檢測法和電檢測法。非電檢測法主要包括光檢測法、超聲檢測法、紅外熱檢測法以及化學檢測法。在所有非電檢測法中，超聲波檢測法是最常用、技術最成熟的檢測方法，該方法可以有效地探測和定位高壓開關柜局部放電位置和嚴重程度。而其他方法只能定性判斷局部放電是否發生，很難定量分析局部放電的放電程度及放電類型，因此在實際應用過程中一般作為電檢測法的輔助檢測方式，不單獨使用。電檢測法主要包括：脈沖電流法、暫態對地電壓檢測法和超高頻檢測法。脈沖電流法通常用于電氣設備出廠時的型式試驗以及其他離線測試中，其離線測量靈敏度高，而該方法現場中易受外界干擾噪聲的影響，抗干擾能力較差，因此在實際現場中較少使用。暫態地電壓法是檢測因局部放電而在高壓開關柜表面形成的對地電壓，由于該方法具有滯后性，所以運用該方法檢測也具有一定的局限性。

當前，利用特高頻法檢測高壓開關柜局部放電的研究較多。大多數研究的檢測方案均為首先通過特高頻天線傳感器對局部放電所產生的特高頻電磁波信號進行采集，然后經過信號調理單元，處理過的信號通過高速采集卡進行采集，最后將局部放電信號上傳到上位機進行顯示。現有技術的整體技術方案，如圖1所示。

由于高壓開關柜局部放電所產生的電磁波頻率范圍為300MHz-1500MHz，所以在大多數研究中信號調理單元的技術路線為設計一種帶通濾波器，其中通頻帶頻率設定為300MHz-1500MHz，以濾除頻帶外的干擾信號。因為經過濾波器濾波后的信號存在衰減，所以通常會在濾波結束后加信號放大器對信號進行放大，而后進行數據采集。

上述技術方案主要缺點有三個。其一，直接使用帶通濾波器難以做到較寬的通頻帶，并且濾波效果也不是很好。其二，在實際環境中，電磁波頻率為300MHz-1500MHz范圍內有很強的移動通訊信號進行干擾。換言之，在常規頻帶范圍內帶通濾波器濾波后的信號中存在很多的干擾信號，這些干擾信號并非高壓開關柜因局部放電而產生的。其三，由于高壓開關柜所產生的電磁波信號屬于特高頻信號，所以進行信號采集時需使用高速采集卡。然而市面上普通的高速采集卡價格昂貴，這使得利用特高頻法進行局部放電檢測經濟性很差，不利于市場化。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種基于特高頻檢測高壓開關柜局部放電的信號處理裝置。本發明旨在對利用特高頻法進行高壓開關柜局部放電檢測過程的信號調理單元進行優化升級，該發明針對性的解決了現有技術中所存在的缺點。濾波器濾波環節，除了用高通濾波器和低通濾波器進行組合形成帶通濾波器以外，還有針對性的在移動通訊信號頻帶設計帶阻濾波器，這樣便可以有效地對外界移動通訊信號進行抑制。此外，還在整個濾波器濾波結束后設計了對數檢波放大電路，該電路在保證濾波后的信號不被抑制的前提下，有效地對特高頻信號進行降頻處理，利用該方式可減少信號采集的難度，提升利用特高頻法檢測局部放電信號的經濟性。

為達到以上目的，本發明采取的技術方案是：

一種基于特高頻檢測高壓開關柜局部放電的信號處理裝置，包括：高通濾波器、射頻放大器、低通濾波器、帶阻濾波器和對數檢波放大器；