專利名稱：采用硬件抗干擾的高壓電力設(shè)備局部放電檢測(cè)方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于高壓電力設(shè)備局部放電檢測(cè)的方法和裝置，屬于高壓電力設(shè)備檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種采用硬件抗干擾的高壓電力設(shè)備局部放電檢測(cè)方法和裝置。
背景技術(shù)：
隨著高壓及超高壓電力設(shè)備的發(fā)展，使其作為城市供電和主網(wǎng)架的重要環(huán)節(jié)， 特別是以內(nèi)絕緣為主的變壓器、套管、電力電纜和氣體絕緣開關(guān)GIS (Gas Insulated Switchgear)等在電網(wǎng)中占有越來越重要的地位。如何實(shí)現(xiàn)這些高壓內(nèi)絕緣電力設(shè)備的狀態(tài)檢測(cè)，保證電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行，是目前國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。局部放電是高壓內(nèi)絕緣電力設(shè)備主絕緣劣化的重要表現(xiàn)形式。局部放電的檢測(cè)是目前判斷、評(píng)價(jià)高壓內(nèi)絕緣電力設(shè)備最直觀、最有效的方法，是高壓電力設(shè)備狀態(tài)檢修最重要的技術(shù)手段。目前國內(nèi)外研制的高壓電力設(shè)備局部放電檢測(cè)裝置很多，但大多數(shù)只能應(yīng)用于背景噪聲很小或無背景噪聲的實(shí)驗(yàn)室，以及背景噪聲簡單或者背景噪聲比電力設(shè)備主絕緣缺陷小的現(xiàn)場(chǎng)。目前對(duì)于國內(nèi)外的離線或在線局部放電檢測(cè)裝置廣泛采用的是利用軟件和專家系統(tǒng)進(jìn)行背景噪聲的判別和消除，也有個(gè)別利用設(shè)備內(nèi)外雙傳感器進(jìn)行信號(hào)大小關(guān)系濾波，由于軟件和專家系統(tǒng)去噪仍然是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)編程對(duì)噪聲進(jìn)行判斷和消除，而設(shè)備內(nèi)外雙傳感器利用的是含有背景噪聲信號(hào)的局放信號(hào)和背景噪聲信號(hào)幅值大小的比較，導(dǎo)致目前現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的局部放電檢測(cè)裝置對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜電磁干擾，特別是背景噪聲比故障局部放電信號(hào)強(qiáng)烈的噪聲無法消除，從而無法準(zhǔn)確、可靠的提取局放信號(hào)。因此，如何最大限度的消除干擾，快速、準(zhǔn)確的提取局放信號(hào)，成為高壓電力設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)局放電檢測(cè)的重要手段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用硬件手段消除局部放電檢測(cè)干擾的方法和裝置， 以解決現(xiàn)有技術(shù)只利用軟件消除噪聲，或者僅利用設(shè)備內(nèi)外雙傳感器采集信號(hào)的幅值消除噪聲而無法有效抑制現(xiàn)場(chǎng)存在的各種干擾的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種采用硬件抗干擾的高壓電力設(shè)備局部放電檢測(cè)裝置， 其包括主寬帶高頻傳感器、副寬帶高頻傳感器、工頻電壓傳感器及同步分析計(jì)算主機(jī)，所述主寬帶高頻傳感器用來耦合含有背景噪聲的局部放電信號(hào)；副寬帶高頻傳感器用來耦合背景噪聲信號(hào)；工頻電壓傳感器用來產(chǎn)生工頻電壓信號(hào)；同步分析計(jì)算主機(jī)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、干擾濾除模塊和輸入輸出模塊，用來完成對(duì)主副寬帶高頻傳感器和工頻電壓傳感器產(chǎn)生信號(hào)的采集，干擾的消除和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，其特征在于所述主寬帶高頻傳感器、副寬帶高頻傳感器、工頻電壓傳感器都并行接入所述同步分析計(jì)算主機(jī)的數(shù)據(jù)采集模塊，所述同步分析計(jì)算主機(jī)內(nèi)數(shù)據(jù)采集模塊與數(shù)據(jù)處理模塊相連接、數(shù)據(jù)處理模塊與干擾濾除模塊相連接、干擾濾除模塊與輸入輸出模塊相連接。本發(fā)明提供一種采用硬件抗干擾的高壓電力設(shè)備局部放電檢測(cè)方法，采用如上所述的高壓電力設(shè)備局部放電檢測(cè)裝置，所述方法包括如下步驟
(1)在高壓電力設(shè)備接地線或其它接地裝置上套接主寬帶高頻傳感器，用來耦合含有背景噪聲的局部放電信號(hào)；在與接地設(shè)施隔離的同位置裝設(shè)副寬帶高頻傳感器，用來耦合背景噪聲信號(hào)；兩個(gè)傳感器都接入同步分析計(jì)算主機(jī)；
(2)在高壓電力設(shè)備上的引線或出線上接工頻電壓傳感器，工頻電壓傳感器接入同步分析計(jì)算主機(jī)，用于局部放電信號(hào)采集通道的觸發(fā)，以確定局部放電信號(hào)的工頻電壓相位；
(3)同步分析計(jì)算主機(jī)首先由數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)主副寬帶高頻傳感器和工頻電壓傳感器產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行采集，然后由數(shù)據(jù)處理模塊用工頻電壓信號(hào)標(biāo)定相位，生成含有背景噪聲的局部放電信號(hào)的相位、幅值和頻率的三維頻譜圖和只有背景噪聲信號(hào)的相位、幅值和頻率的三維頻譜圖，最后由干擾濾除模塊對(duì)主副傳感器所采集的信號(hào)進(jìn)行頻譜的比較，濾除主寬帶高頻傳感器與副寬帶高頻傳感器具有相同頻譜的背景噪聲信號(hào)，從而捕獲局放信號(hào)；
(4)同步分析處理主機(jī)輸入輸出模塊通過對(duì)濾除背景噪聲后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、從而顯示出包含視在放電量、放電相位、放電頻率的局部放電信號(hào)譜圖，并將測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于利用硬件，即副傳感器單獨(dú)采集背景噪聲干擾信號(hào)，然后利用噪聲信號(hào)與局部放電信號(hào)在頻譜上的差異，從而實(shí)現(xiàn)硬件抗背景噪聲干擾的目的；與過去僅靠軟件和幅值大小比較抗噪的方法有了質(zhì)的提高，使局部放電檢測(cè)裝置能清楚的顯示出噪聲，從而使濾除噪聲可以更加快速、準(zhǔn)確。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的高壓電力設(shè)備局部放電檢測(cè)方法的流程圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例的高壓電力設(shè)備局部放電檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。如圖1所示，本發(fā)明的高壓電力設(shè)備局部放電檢測(cè)方法消除噪聲的方法如下在被測(cè)高壓電力設(shè)備上同步設(shè)置兩個(gè)寬帶高頻傳感器，一個(gè)主寬帶高頻傳感器套接在高壓電力設(shè)備的地線或接地設(shè)備上用于耦合高壓電力設(shè)備上含有背景噪聲的局部放電信號(hào)，另一個(gè)副寬帶高頻傳感器位于同一位置但與高壓電力設(shè)備接地線隔離用于耦合現(xiàn)場(chǎng)因背景電磁干擾而產(chǎn)生的噪聲。同時(shí)記錄這兩個(gè)寬帶高頻信號(hào)的頻譜圖(或頻次圖)；并同步比較這兩個(gè)信號(hào)的頻譜(或頻次)，消除主寬帶高頻傳感器所捕獲的與副寬帶高頻傳感器相同頻譜 (或頻次)的信號(hào)，從而達(dá)到消除干擾，快速準(zhǔn)確捕捉局部放電信號(hào)的目的。寬帶高頻傳感器的頻率范圍為30kHz— 20MHz。如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的高壓電力設(shè)備局部放電檢測(cè)裝置主要由主寬帶高頻傳感器、副寬帶高頻傳感器、工頻電壓傳感器和同步分析計(jì)算主機(jī)構(gòu)成。同步分析計(jì)算主機(jī)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、干擾濾除模塊和輸入輸出模塊，用來完成對(duì)主副寬帶高頻傳感器、和工頻電壓傳感器產(chǎn)生信號(hào)的采集，干擾的消除和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。其中主寬帶高頻傳感器、副寬帶高頻傳感器、工頻電壓傳感器都并行接入同步分析計(jì)算主機(jī)的數(shù)據(jù)采集模塊，在同步分析計(jì)算主機(jī)內(nèi)數(shù)據(jù)采集模塊與數(shù)據(jù)處理模塊相連接、數(shù)據(jù)處理模塊與干擾濾除模塊相連接、干擾濾除模塊與輸入輸出模塊相連接。本裝置的工作流程如下
(1)在高壓電力設(shè)備接地線或其它接地裝置上套接主寬帶高頻傳感器，用來耦合含有背景噪聲的局部放電信號(hào)；在與接地設(shè)施隔離的同位置裝設(shè)副寬帶高頻傳感器，用來耦合背景噪聲信號(hào)；兩個(gè)傳感器都接入同步分析計(jì)算主機(jī)。(2)在高壓電力設(shè)備上的引線或出線上接工頻電壓傳感器，工頻電壓傳感器接入同步分析計(jì)算主機(jī)，用于局部放電信號(hào)采集通道的觸發(fā)，以確定局部放電信號(hào)的工頻電壓相位。(3)同步分析計(jì)算主機(jī)對(duì)主副寬帶高頻傳感器采集的數(shù)據(jù)，首先用工頻電壓信號(hào)標(biāo)定相位，生成兩幅含有信號(hào)相位、幅值、頻率(或頻次)的三維放電頻譜圖，然后對(duì)主副傳感器所采集的信號(hào)進(jìn)行頻譜(或頻次)的比較，濾除主寬帶高頻傳感器與副寬帶高頻傳感器相同頻譜(或頻次)的信號(hào)，從而捕獲局放信號(hào)。(4)同步分析處理主機(jī)通過對(duì)濾波過后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、從而顯示視在放電量、放電相位和放電頻率(或放電頻次)的局部放電譜圖，并將測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)。
權(quán)利要求
1.一種采用硬件抗干擾的高壓電力設(shè)備局部放電檢測(cè)裝置，其包括主寬帶高頻傳感器、副寬帶高頻傳感器、工頻電壓傳感器及同步分析計(jì)算主機(jī)，所述主寬帶高頻傳感器用來耦合含有背景噪聲的局部放電信號(hào)；副寬帶高頻傳感器用來耦合背景噪聲信號(hào)；工頻電壓傳感器用來產(chǎn)生工頻電壓信號(hào)；同步分析計(jì)算主機(jī)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、干擾濾除模塊和輸入輸出模塊，用來完成對(duì)主寬副寬帶高頻傳感器和工頻電壓傳感器產(chǎn)生信號(hào)的采集，干擾的消除和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，其特征在于所述主寬帶高頻傳感器、副寬帶高頻傳感器、 工頻電壓傳感器都并行接入所述同步分析計(jì)算主機(jī)的數(shù)據(jù)采集模塊，所述同步分析計(jì)算主機(jī)內(nèi)數(shù)據(jù)采集模塊與數(shù)據(jù)處理模塊相連接、數(shù)據(jù)處理模塊與干擾濾除模塊相連接、干擾濾除模塊與輸入輸出模塊相連接。
2.一種采用硬件抗干擾的高壓電力設(shè)備局部放電檢測(cè)方法，采用如權(quán)利要求1所述的高壓電力設(shè)備局部放電檢測(cè)裝置，所述方法包括如下步驟(1)在高壓電力設(shè)備接地線或其它接地裝置上套接主寬帶高頻傳感器，用來耦合含有背景噪聲的局部放電信號(hào)；在與接地設(shè)施隔離的同位置裝設(shè)副寬帶高頻傳感器，用來耦合背景噪聲信號(hào)；兩個(gè)傳感器都接入同步分析計(jì)算主機(jī)；(2)在高壓電力設(shè)備上的引線或出線上接工頻電壓傳感器，工頻電壓傳感器接入同步分析計(jì)算主機(jī)，用于局部放電信號(hào)采集通道的觸發(fā)，以確定局部放電信號(hào)的工頻電壓相位；(3)同步分析計(jì)算主機(jī)首先由數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)主副寬帶高頻傳感器和工頻電壓傳感器產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行采集，然后由數(shù)據(jù)處理模塊用工頻電壓信號(hào)標(biāo)定相位，生成含有背景噪聲的局部放電信號(hào)的相位、幅值和頻率的三維頻譜圖和只有背景噪聲信號(hào)的相位、幅值和頻率的三維頻譜圖，最后由干擾濾除模塊對(duì)主副傳感器所采集的信號(hào)進(jìn)行頻譜的比較，濾除主寬帶高頻傳感器與副寬帶高頻傳感器具有相同頻譜的背景噪聲信號(hào)，從而捕獲局放信號(hào)；(4)同步分析處理主機(jī)輸入輸出模塊通過對(duì)濾除背景噪聲后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、從而顯示出包含視在放電量、放電相位、放電頻率的局部放電信號(hào)譜圖，并將測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種采用硬件抗干擾的高壓電力設(shè)備局部放電檢測(cè)方法和裝置，所述裝置包括主寬帶高頻傳感器、副寬帶高頻傳感器、工頻電壓傳感器及同步分析計(jì)算主機(jī)，同步分析計(jì)算主機(jī)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、干擾濾除模塊和輸入輸出模塊，用來完成對(duì)局部放電信號(hào)、背景干擾信號(hào)、工頻電壓信號(hào)的采集，干擾的消除和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，主寬帶高頻傳感器、副寬帶高頻傳感器、工頻電壓傳感器都并行接入同步分析計(jì)算主機(jī)的數(shù)據(jù)采集模塊。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于利用硬件，即副傳感器單獨(dú)采集背景噪聲干擾信號(hào)，然后利用噪聲信號(hào)與局部放電信號(hào)在頻譜上的差異，從而實(shí)現(xiàn)硬件抗背景噪聲干擾的目的。
文檔編號(hào)G01R31/12GK102243289SQ20111016590
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月20日
發(fā)明者劉惠民, 蒙紹新, 趙健康, 陳錚錚 申請(qǐng)人:國網(wǎng)電力科學(xué)研究院