[发明专利]一种模拟特高频局部放电信号的系统和方法

说明书

本发明提供一种模拟特高频局部放电信号的系统和方法，所述系统包括：上位机，其用于发送串口指令至数字信号处理模块，其中所述指令包括原始局部放电信号的样式、频率、采样率和包络波形；数字信号处理模块，其用于接收上位机的指令，将所述指令解析成基带信号的参数，以及根据参数计算基带信号的并行数据流；现场可编程门阵列用于将所述并行数据流和原始局部放电信号的频率和采样率发送至模拟局部放电信号模块；模拟局部放电信号模块，其用于根据现场可编程门阵列以固定的调整时钟频率发送的原始局部放电信号的频率和采样率对现场可编程门阵列传输的数据进行变频，并将变频后的数字信号转换为模拟信号输出至功率放大模块。

技术领域

本发明涉及高压电气设备局部放电检测装置现场校验领域，并且更具体地，涉及一种模拟特高频局部放电信号的系统和方法。

背景技术

局部放电特高频无线电波(Ultra High Frequency，UHF)检测设备是一种基于特高频法对气体绝缘开关(Gas Isolated Switchgear，GIS)局部放电进行在线监测的设备。其中，特高频指300MHz～3GHz。

校验局部放电UHF检测装置的设备由信号源和发射天线组成，其检测原理是通过信号源向GIS腔体内注入信号，再用待测的局部放电UHF检测装置检测该信号。其中信号源要求能产生稳定、可控且对各类典型放电具有代表性的脉冲信号。所谓具有代表性，指的是信号源必须与各类典型局部放电信号的特高频辐射波形具有较好的相似度，覆盖大致相同的频谱范围和具有相当的辐射强度。

目前，国内外生产局部放电设备的厂商产品各异，质量良莠不齐，产生信号源的方式主要为简单程序控制模拟电路产生陡脉冲信号。这种脉冲信号输出信号具有如下缺点：(1)形式单一。在未改变程序输出时，只能输出同一幅值同一频率的信号。即便是通过程序更改，产生的脉冲信号也仅仅是变化成固定的其他幅值和时间。无法在同一时间段发射出不同幅值不同脉冲频率的数据。(2)发出信号不具有代表性。研究表明，GIS局部放电将会产生很陡的脉冲电流，并向四周辐射多种频率的电磁波。真实的特高频局部放电，会产生多类型的放电情况，例如：高压导管外表面打磨不光滑、安装过程中产生的划伤、刮削引起的缺陷，会造成尖刺类放电；高低压导体或屏蔽罩连接件松动引起接触不良，会产生悬浮类放电；杂质颗粒位于水平腔体外壳上的缺陷，会造成自由金属颗粒放电；绝缘子浇筑过程中因工艺不良在内部残留的气孔等缺陷，可能造成气隙类放电。目前国内外的产品，无法发射出满足多种类型的脉冲，更加无法真实模拟出特高频放电信号，使校验局部放电UHF检测仪器的效果大打折扣。

局部放电在线、离线监测和检测设备的测量数据作为判断一次设备运行工况的重要指标，其正确与否直接影响了对一次设备运行工况的正确判断，若一次设备存在局部放电问题，而在线监测设备没能发现或者监测的数据精度较低，未能引起技术人员足够重视，往往导致一次设备的小隐患发展成为一次设备的事故；一次设备未存在局部放电问题，而在线监测设备频发异常数据，误导技术人员进行不必要的停电检修，又势必造成人力、物力、财力的浪费，也对电网运行的稳定性和可靠性造成了影响。

发明内容

为了解决背景技术存在的无法真实模拟特高频局部放电信号造成局部放电在线、离线监测和检测数据不准确的技术问题，本发明提供一种模拟特高频局部放电信号的系统，所述系统用于根据现有的典型局部放电模型提取方式，将采集到的局部放电数据通过数字上变频技术发射出典型的特高频局部放电信号，所述系统包括：

上位机，其用于发送串口指令至数字信号处理模块，其中所述指令包括原始局部放电信号的样式、频率、采样率和包络波形；

数字信号处理模块，其用于接收上位机的指令，将所述原始局部放电信号的样式、频率、采样率和包络波形解析成基带信号的参数，以及根据所述参数计算基带信号的并行数据流；