[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

摘要

一种改进的超高频局部放电电量检测采集装置及方法，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；各比较器的正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，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。采集时根据各路比较器的输出情况，确定脉冲幅值所在的电压区间为最高电压区间，然后细分得到多个更窄的电压区间，能够以低成本获得高效率的检测结果。

主权项

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和显示模块，其特征在于：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，显示模块和FPGA相连；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；检测采集装置工作过程包括以下步骤，步骤1)脉冲采集，包括通过天线传感器采集待测设备的局放脉冲，将采集到的脉冲信号先经过滤波电路进行滤波处理，再用放大器将信号放大后输入到多路比较器中；步骤2)参考电平输入，包括通过FPGA设定2个D/A转换电路分别输出的上限电压和下限电压，通过精密电阻分压电路得到多个参考电平，设有n个电阻，得到n个参考电平Vj，j＝1,2,3…n，各参考电平分别输入到相应比较器中，相应有n个电压区间；步骤3)相位区间划分，包括将一个工频周期等分为多个相位区间，设有m个相位区间，n个比较器，对每个比较器，通过FPGA分配m个存储地址，则共有m×n个存储地址，每个相位区间对应一个存储地址；FPGA通过外部工频参考相位波发生装置输出的外接工频参考相位波形进行触发；步骤4)脉冲比较，包括在每一个触发周期内，各比较器分别将每一个相位区间内的局部放电脉冲幅值与输入该比较器的参考电平进行比较；若幅值大于参考电平，则比较器的输出端发送一个高电平到FPGA的输入端，若幅值小于等于参考电平，则比较器的输出端发送一个低电平到FPGA的输入端，同时，FPGA对高低电平分别以二进制“1”和“0”按电压区间顺序存储在该相位区间对应的存储地址；步骤5)确定脉冲幅值所在电压区间，包括FPGA根据各路比较器的输出情况，确定脉冲幅值所在的电压区间为最高电压区间，脉冲幅值所在的电压区间搜索如下，同一相位区间的存储地址上存储有连续的“0”和“1”，脉冲幅值所在电压区间即“0”和“1”交界处的“0”相应的电压区间，在确定脉冲幅值所在电压区间后，将相应存储地址的内容清零；步骤6)进一步确定更精确的脉冲幅值所在电压区间，包括把当前的最高电压区间的边界电压值中的较大者H和较小者L分别作为2个D/A转换电路输出的上限电压和下限电压，得到多个更窄的电压区间；然后根据新的电压区间划分，返回步骤4)确定脉冲幅值所在电压区间，直至达到预设的电压区间最小宽度，此时返回步骤4)得到的脉冲幅值所在区间为最终结果，执行步骤5)后结束流程不再继续划分。