[发明专利]一种多路开关柜声电信号采集装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及信号检测设备及方法，特别是涉及开关设备的信号检测装置及方法。

背景技术

根据两组相关统计，一组统计结果显示，在1989～1997年期间和2004年，40.5kV以下电压等级开关设备的故障类型中，绝缘性故障与载流性故障(含障碍)约占30％～53％；而另一组统计结果显示，在1992～2002年期间，开关设备故障类型中，绝缘性故障与载流性故障的比例已高达66％。上述两组相关统计结果中的绝缘性故障与载流性故障，均与放电现象密切相关。

目前在开关设备的所有故障中，有高达44％的故障都可以通过局部放电检测技术检测出来，其中，85％的破坏性故障都是与局部放电现象有关，因此，对中压开关设备实施放电检测或监测可显著减少配电设备的故障概率。

目前用以对中压开关设备实施放电检测或监测的手段主要有手持式仪器和便携式仪器巡检测试，但这些方式在实际应用中却逐渐出现了柜体外部噪声大、超声波无法灵敏检测密封性好的开关柜、且受开关柜位置限制(如背面无法检测等)、人员工作量大大增加等问题；

此外，虽然目前已有将TEV传感器和超声波传感器内嵌在开关柜母线舱室、断路器舱室、电缆舱室内，但其监测的结果和数据也只是在柜体上的显示装置进行显示，仍需到现场进行查看，由于无法进行数据上传，因此不方便运行人员直接在中控室或远程查看数据。

发明内容

本发明的目的是提供一种多路开关柜声电信号采集装置及方法，解决目前对开关设备放电检测不方便、工作量大、监测数据无法实现远程查看的问题。

为解决上述问题，本发明提供的一种多路开关柜声电信号采集装置，包括成传感器模块、主控采集分析电路模块、供电单元、后台；传感器模块由TEV传感器和超声波传感器组成；传感器模块内嵌在开关柜中；供电单元用于提供电源；后台用于将监测数据进行放电幅值、历史数据曲线展示；此外，还包括成对信号调理模块；成对信号调理模块由TEV信号调理电路模块、超声波信号调理电路模块、两个AD转换模块组成；TEV传感器的信号输出端与TEV信号调理电路模块信号输入端电连接，TEV信号调理电路模块信号输出端与一个AD转换模块信号输入端电连接；超声波传感器的信号输出端与超声波信号调理电路模块的信号输入端电连接，超声波信号调理电路模块信号输出端与另一个AD转换模块信号输入端电连接；两个AD转换模块均与主控采集分析电路模块的信号输入端电连接；主控采集分析电路模块的通讯接口与后台连接。

TEV信号调理电路模块包括TEV信号多阶滤波电路、TEV信号对数放大电路、TEV信号峰值检波电路；其中，TEV信号多阶滤波电路用于滤除3-100MHz以外的信号；TEV信号多阶滤波电路对TEV传感器馈入的模拟信号进行处理，限制其带宽，降低外部环境的电磁干扰和提高局部放电检测的灵敏度；TEV信号对数放大电路用于对暂态地电压信号进行非线性放大，对剧烈的放电现象的信号进行自动限制幅值；TEV信号峰值检波电路用于对持续时间短至ps级的局部放电信号进行处理，提取对局部放电检测最为重要的幅值信号；TEV信号峰值检波电路采样率的设定不低于1MHz。

超声波信号调理电路模块包括超声波信号前置放大电路、超声波信号带通滤波电路、超声波信号对数放大电、超声波信号峰值检波电路；其中超声波信号前置放大电路负责用于将超声波传感器输出的微弱信号进行放大，提高信号的抗干扰能力；超声波信号带通滤波电路的带宽为20k至100k；超声波信号带通滤波电路负责对输入超声波信号进一步选频，以抑制杂散的背景音频信号干扰；带通滤波器选频后的输出用于对数放大、检波和模数转换；超声波信号对数放大电路用于对超声波信号进行非线性放大，对剧烈的放电现象的信号进行自动限制幅值；超声波信号峰值检波电路用于对持续时间短至ps级的局部放电信号进行处理，提取对局部放电检测最为重要的幅值信号；超声波信号峰值检波电路采样率的设定不低于1MHz。

TEV信号调理电路模块由屏蔽罩罩住；TEV信号调理电路模块的信号输入端经BNC接口连接TEV传感器的信号输出端；

超声波信号调理电路模块由屏蔽罩罩住；超声波信号调理电路模块的信号输入端经另一个BNC接口连接超声波传感器的信号输出端；

两个AD转换模块的信号输出端均与FPC座电连接，FPC座经排线与主控采集分析电路模块的信号输入端电连接。

成对信号调理模块经第一插针连接器固定在第一基板上；

主控采集分析电路模块、供电单元均固定在第二基板上；