[发明专利]一种基于特高频检测高压开关柜局部放电的信号处理装置

说明书

本发明涉及一种基于特高频检测高压开关柜局部放电的信号处理装置，包括高通滤波器、射频放大器、低通滤波器、带阻滤波器和对数检波放大器；高通滤波器与射频放大器连接，射频放大器与低通滤波器连接，低通滤波器与带阻滤波器连接，带阻滤波器与对数检波放大器连接；高通滤波器用于抑制特高频信号中300MHz以下的频段；射频放大器用于放大经高通滤波器处理后的特高频信号；低通滤波器用于抑制特高频信号中1.5GHz以上的频段；带阻滤波器用于抑制特高频信号中750MHz‑1000MHz的频段；对数检波放大器用于对特高频信号进行检波处理，降低特高频信号的频率。该装置的使用可以有效降低传统特高频检测高压开关柜局部放电的成本。

技术领域

本发明涉及特高频法检测高压开关柜局部放电技术领域，尤其涉及一种基于特高频检测高压开关柜局部放电的信号处理装置。

背景技术

对高压开关柜局部放电检测的方式有许多种，大体分为两大类，分别为非电检测法和电检测法。非电检测法主要包括光检测法、超声检测法、红外热检测法以及化学检测法。在所有非电检测法中，超声波检测法是最常用、技术最成熟的检测方法，该方法可以有效地探测和定位高压开关柜局部放电位置和严重程度。而其他方法只能定性判断局部放电是否发生，很难定量分析局部放电的放电程度及放电类型，因此在实际应用过程中一般作为电检测法的辅助检测方式，不单独使用。电检测法主要包括：脉冲电流法、暂态对地电压检测法和超高频检测法。脉冲电流法通常用于电气设备出厂时的型式试验以及其他离线测试中，其离线测量灵敏度高，而该方法现场中易受外界干扰噪声的影响，抗干扰能力较差，因此在实际现场中较少使用。暂态地电压法是检测因局部放电而在高压开关柜表面形成的对地电压，由于该方法具有滞后性，所以运用该方法检测也具有一定的局限性。

当前，利用特高频法检测高压开关柜局部放电的研究较多。大多数研究的检测方案均为首先通过特高频天线传感器对局部放电所产生的特高频电磁波信号进行采集，然后经过信号调理单元，处理过的信号通过高速采集卡进行采集，最后将局部放电信号上传到上位机进行显示。现有技术的整体技术方案，如图1所示。

由于高压开关柜局部放电所产生的电磁波频率范围为300MHz-1500MHz，所以在大多数研究中信号调理单元的技术路线为设计一种带通滤波器，其中通频带频率设定为300MHz-1500MHz，以滤除频带外的干扰信号。因为经过滤波器滤波后的信号存在衰减，所以通常会在滤波结束后加信号放大器对信号进行放大，而后进行数据采集。

上述技术方案主要缺点有三个。其一，直接使用带通滤波器难以做到较宽的通频带，并且滤波效果也不是很好。其二，在实际环境中，电磁波频率为300MHz-1500MHz范围内有很强的移动通讯信号进行干扰。换言之，在常规频带范围内带通滤波器滤波后的信号中存在很多的干扰信号，这些干扰信号并非高压开关柜因局部放电而产生的。其三，由于高压开关柜所产生的电磁波信号属于特高频信号，所以进行信号采集时需使用高速采集卡。然而市面上普通的高速采集卡价格昂贵，这使得利用特高频法进行局部放电检测经济性很差，不利于市场化。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于特高频检测高压开关柜局部放电的信号处理装置。本发明旨在对利用特高频法进行高压开关柜局部放电检测过程的信号调理单元进行优化升级，该发明针对性的解决了现有技术中所存在的缺点。滤波器滤波环节，除了用高通滤波器和低通滤波器进行组合形成带通滤波器以外，还有针对性的在移动通讯信号频带设计带阻滤波器，这样便可以有效地对外界移动通讯信号进行抑制。此外，还在整个滤波器滤波结束后设计了对数检波放大电路，该电路在保证滤波后的信号不被抑制的前提下，有效地对特高频信号进行降频处理，利用该方式可减少信号采集的难度，提升利用特高频法检测局部放电信号的经济性。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种基于特高频检测高压开关柜局部放电的信号处理装置，包括：高通滤波器、射频放大器、低通滤波器、带阻滤波器和对数检波放大器；