[发明专利]一种改进的超高频局部放电电量检测采集装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于高电压设备绝缘在线检测领域，具体涉及一种改进的超高频局部放电量检测采集方法，同时涉及一种改进的超高频局部放电量检测采集装置。

背景技术

局部放电是在高电场强度下，在绝缘体内电气强度较低部位发生的放电现象。在电气设备绝缘劣化的前期，往往都存在着局部放电现象，局部放电会进一步加速绝缘的劣化。局部放电虽然只是绝缘局部发生击穿，但每次放电对绝缘都会有轻微损伤。若局部放电长期存在于设备之中，一定程度上会造成设备主绝缘电气强度的下降和损坏。为保证电气设备在运行中的可靠性，不允许在其绝缘中有局部放电，或只允许有轻微的局部放电。因此，对设备内部的局部放电实施检测，也是保障电网正常运行的重要手段。

目前比较成熟的检测电气设备局部放电的方法主要是脉冲电流法和超高频法。脉冲电流法是检测局部放电最常用的方法，也是目前唯一具有国际标准（IEC60270）的定量检测方法，该方法通过测量局部放电所产生的脉冲电流在检测阻抗两端响应的脉冲电压进行检测，其特点是可以在很宽的频率范围内保持良好的传输特性，并且检测灵敏度高、检测的信号放电量可以进行标定等优点。然而其典型缺点是信号的测量频率较低、易受外界电磁干扰影响、由于现场干扰较大，无法进行现场检测。

超高频(UHF)法是近年来发展起来的一项新技术。它采用测量GIS内绝缘隐患在运行电压下辐射的电磁波来判断GIS内是否发生局部放电，该方法可以非接触测量及在线检测。与其它局部放电检测方法相比，UHF法具有灵敏度较高、抗干扰能力较强、可识别故障类型以及定位故障源等优点。通过对设备局部放电的超高频在线检测能够及时准确地判断电气设备内部绝缘状态，对防止电力设备事故发生，保障电力系统安全稳定运行具有重大意义。

常规的UHF信号采集方法一般是将局部放电信号的整个波形采集下来，然后再进行分析计算，但是需要昂贵的信号采集设备。UHF法测量的频率范围为300MHz-3GHz，要求设备配置的A/D转换器有很高频率，信号传输集中式，而且需海量高速存储，导致整台设备价格昂贵；设备运行时处理数据量大，处理时间长，影响下一步检测的进行；要求固定安装，不便于携带；装置长期工作在户外时，需要排除温度、湿度等大气环境的影响。

早前提出的“超高频局部放电放电量监测采集方法、装置和系统”（申请号CN201010157377.X公开号CN101819246A），采用将脉冲幅值进行多次比较的方式，能够弥补常规超高频采集的缺点，具有使用部件较少、测量精确度较高的优点，同时便于实施，具有良好的灵活性，但是信号处理速度和精度仍然达不到理想效果；之后提出的“改进的超高频局部放电电量检测装置及方法”（申请号201410322183.5），在早前基础上增设多路比较器，使得信号处理速度和精度有了很大的提高，但是每路比较器都配置了D/A转换电路，增加了整个装置的实际制作成本以及控制D/A电路的算法复杂性，例如若有16路比较器就需要配置16个D/A转换电路，控制芯片需要控制16个D/A的输出。因此，从减少装置制作成本和精简控制算法的角度，提出一种二次改进的超高频局部放电量检测采集方法以及装置，能够实现采集信号多路处理的同时，大大减少装置的制作成本。

发明内容

本发明的目的是针对现有超高频局部放电放电量检测采集方法和装置的不足，提供一种改进的超高频局部放电放电量检测采集方法和装置，能够实现采集信号的多路处理的同时，大大减少装置的制作成本。

本发明的技术方案提供一种改进的超高频局部放电电量检测采集装置，包括天线传感器、滤波电路、放大器、FPGA、外部工频参考相位波发生装置，设置两个D/A转换器和多个比较器、精密电阻分压电路，精密电阻分压电路中包括多个电阻，电阻的数目与比较器的数目相同；天线传感器的信号输出端依次连接滤波电路和放大电路后，接入各比较器的正向输入端，各比较器的反向输入端与精密电阻分压电路的相应输出端连接，各比较器的输出端连接FPGA的数据输入端；所述精密电阻分压电路的输入端与D/A转换电路的输出端连接，所述D/A转换电路的输入端与FPGA的数据输出端相连接。

而且，设有16个比较器，精密电阻分压电路包括16个电阻，其中第一电阻、第二电阻、第三电阻…第十六电阻依次连接后接地。

而且，设置有显示模块，FPGA与显示模块连接。

本发明还提供基于上述改进的超高频局部放电电量检测采集装置实现的采集方法，包括以下步骤，