本實用新型涉及配電設備的局部放電檢測領域，直接法局部放電檢測技術領域，配電設備的運維檢修領域；配電設備帶電狀態(tài)的判別與指示，具體涉及一種基于脈沖電流法的內(nèi)嵌式局部放電信號提取裝置。

背景技術：

局部放電是一種復雜的物理過程，除了伴隨著電荷的轉(zhuǎn)移和電能的損耗之外，還會產(chǎn)生電磁輻射、聲音、超聲波、光、熱、氣體以及新的化學生成物等。

局部放電的檢測方法按照實現(xiàn)的技術手段或者檢測方法的基本原理可分為直接法和間接法兩種。直接法的理論基礎是經(jīng)典電路理論，主要是脈沖電流法。間接法則是通過檢測局部放電的伴生現(xiàn)象而實現(xiàn)放電檢測的方法，如化學法、光學法、電磁法、聲波法、熱掃描或測溫法等。

局部放電檢測作為一種非破壞性試驗，越來越得到人們的重視，對設備上局部放電信號的準確提取則是局部放電檢測過程中至關重要的一步。

目前的局部放電信號提取方式很多，但存在一些不足：

1、局部放電信號提取存在一定的局限性，目前已有的局部放電信號提取方法，多數(shù)的是針對某一種特定類型的放電現(xiàn)象而進行提取檢測；例如暫態(tài)地電壓檢測主要針對內(nèi)部缺陷導致的放電和懸浮放電等放電方式而設計；再如超聲波檢測則是主要針對表面放電和電暈放電信號進行的提取和檢測等。

2、所提取信號的質(zhì)量差，可靠性偏低。目前的局部放電檢測的提取信號多為局部放電的伴生信號，屬于間接法局部放電檢測，例如聲、光、電磁波檢測等；間接法檢測技術所得到的信號存在強度低、易受外界干擾等特點，檢測準確度和可參考性偏低。

3、由于局部放電的放電位置本身就有很大的隨機性；另外，放電信號在傳輸過程中又會受到了配電設備復雜結(jié)構(gòu)的影響，導致放電源與局部放電的檢測位置之間的關系異常復雜，提取放電信號的最佳位置具有很大的不確定性。

4、現(xiàn)有配電設備多采用金屬封閉式設計，電磁波信號、超聲波信號等，局部放電信號，在向外部檢測設備傳輸時，很容易受到配電設備的金屬封閉式結(jié)構(gòu)影響，放電信號在傳輸過程中會被大大削弱，利用現(xiàn)用的設備進行外部檢測時，信號提取困難。

技術實現(xiàn)要素：

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種基于脈沖電流法的內(nèi)嵌式局部放電信號提取裝置，用于有效提取出配電設備上的局部放電信號，方便巡檢設備連接檢測。

為實現(xiàn)上述技術目的，所采用的技術方案是：基于脈沖電流法的內(nèi)嵌式局部放電信號提取裝置，提取裝置通過射頻線與一次系統(tǒng)配電設備連接，所述的提取裝置由匹配耦合電路、工頻調(diào)理電路、局放調(diào)理電路、以及電源電路組成，電源電路向匹配耦合電路、工頻調(diào)理電路、局放調(diào)理電路供電，射頻線與匹配耦合電路連接，匹配耦合電路分別與工頻調(diào)理電路和局放調(diào)理電路連接，所述工頻調(diào)理電路由工頻信號鑒別電路與工頻帶電指示與閉鎖控制電路組成。

本實用新型所述的匹配耦合電路由耦合傳感器和阻抗匹配電路組成，射頻線依次通過耦合傳感器與阻抗匹配電路分別與工頻調(diào)理電路和局放調(diào)理電路連接。

本實用新型所述的局放調(diào)理電路由放大器和局放信號輸出電路組成。

本實用新型所述的工頻信號鑒別電路基準電壓產(chǎn)生電路和遲滯比較器組成。

本實用新型有益效果是：

1、本裝置提供了一種新的科學、可靠的局部放電信號提取方式，完善了現(xiàn)有局部放電信號的提取手段，本裝置有別與間接法檢測技術，屬于直接法檢測技術的范疇。本裝置具有信號耦合、信號調(diào)理、信號輸出功能和帶電狀態(tài)指示功能；能夠有效耦合配電設備上的局部放電信號并經(jīng)過調(diào)理對其分相輸出，同時可以對設備帶電狀態(tài)分相顯示，另外還提供了系統(tǒng)電壓同步信號輸出端和閉鎖功能。

2、本裝置可與配套設計的巡檢設備聯(lián)合使用，構(gòu)成電力設備巡檢系統(tǒng)，提供一個新的狀態(tài)檢修思路。

3、本裝置成本低，功能實用，本裝置通過對客戶原有的高壓帶電指示器功能的改進，在其基礎上增加一個局部放電的信號的提取功能，適用于對配網(wǎng)設備智能化改造資金敏感，同時又對供電可靠性要求較為嚴格的用電企業(yè)。通過簡單更換，能夠在滿足配網(wǎng)設備電壓監(jiān)測功能的同時，又可以將局部放電信號耦合輸出至設備面板，解決狀態(tài)檢修問題，提高供電可靠性的同時，也降低了運營投資。

附圖說明

圖1為本實用新型的原理框圖。

圖2為本實用新型的功能框圖。

圖3為本實用新型的使用結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

基于脈沖電流法的內(nèi)嵌式局部放電信號提取裝置，通過以下原理實現(xiàn)：

1、采用基于脈沖電流法的放電信號提取檢測方式，能同時解決多種放電形式所產(chǎn)生的放電信號的提取問題。脈沖電流法是一種行之有效的局部放電測試方法，國際電工委員會（IEC）專門對此方法制定了相關標準（IEC-60270）。該標準規(guī)定了工頻交流下局部放電的測試方法。本裝置正是基于該方法而設計，可同時提取多種類型的局部放電信號，有效解決了現(xiàn)有技術對放電信號提取的局限性。

2、脈沖電流法的理論依據(jù)是電路理論，測量的放電信號為設備絕緣缺陷等各類放電故障所造成的瞬間電荷遷移而引起的脈沖電流，本裝置通過直接提取檢測該脈沖電流信號的技術手段，獲取的信號強度更高，可靠性更強。

3、本裝置直接針對各類放電過程中所產(chǎn)生的脈沖電流進行提取和研究，解決了放電類型多樣引起的信號提取困難的問題，同時又采用射頻線和射頻頭引出脈沖電流信號將其送入裝置中，避免了放電信號在傳輸過程中會受到配電設備復雜結(jié)構(gòu)的影響，最終將放電信號利用裝置內(nèi)部特殊的耦合電路和阻抗匹配電路等將信號耦合、轉(zhuǎn)換、輸出至面板，給狀態(tài)檢修提供一個可靠的測試點，避免由于找不到最佳測試位置而造成的盲目測試。

4、射頻信號線的信號傳輸方式同時解決了配電設備對所測信號的屏蔽問題。

結(jié)合附圖以及具體實施內(nèi)容對基于脈沖電流法的內(nèi)嵌式局部放電信號提取裝置進行詳細說明。

1、局部放電脈沖電流的引入，如圖1所示，本裝置通過射頻線連接到一次電力系統(tǒng)的配電設備上，當配電設備上存在絕緣損壞時，往往會伴隨有電荷的遷移過程，短暫的電荷遷移過程會引起一個脈沖型的電流，在配電設備上流過，連接到配電設備上的射頻線，將會給該脈沖電流提供一個流通路徑，從而將該脈沖電流信號引入提取裝置中。

2、基于脈沖電流法的局部放電信號提?。詈希┭b置，如圖2所示包含有匹配耦合電路，局放調(diào)理電路2，工頻調(diào)理電路，電源電路。

射頻線通過射頻頭與匹配耦合電路相連接，上述被引入到提取裝置的脈沖電流以及工頻交流信號經(jīng)過匹配耦合電路轉(zhuǎn)換為的電壓信號后，并利用工頻交流電壓信號和局放放電電壓信號頻率的不同將兩者分離開。

匹配耦合電路包括耦合傳感器和阻抗匹配電路。

3、局部放電電壓信號的調(diào)理與輸出。上述的匹配耦合電路輸出的局部放電電壓送入局放調(diào)理電路2。

局放調(diào)理電路，由一個一定帶寬的放大器所組成，將較小的局部放電電壓信號放大一定的倍數(shù)，再由局放信號輸出電路的輸出端子輸出至設備面板進行顯示。

4、工頻交流電壓信號的鑒別與輸出，上述的匹配耦合電路輸出的工頻交流電壓信號傳送到工頻調(diào)理電路。

工頻調(diào)理電路，包含工頻信號鑒別電路和工頻帶電指示與閉鎖控制電路，工頻信號鑒別電路由基準電壓產(chǎn)生電路和遲滯比較器組成；其中的基準電壓產(chǎn)生電路的所輸出的基準電壓以電網(wǎng)的額定電壓和阻抗匹配電路的輸出工頻電壓值為設計依據(jù)，且將其設計為一定范圍內(nèi)可調(diào)的電壓提高設備的適應能力；

上述的50Hz工頻電壓信號經(jīng)由工頻信號鑒別電路進行頻率和幅值鑒別，從而判斷出工頻電壓的帶電狀態(tài)是否存在異常情況，并將判斷結(jié)果輸出到工頻帶電指示與閉鎖控制電路。

信號的鑒別過程具體實施方式描述如下：遲滯比較器通過基準電壓產(chǎn)生兩個比較閾值：上限閾值和下限閾值。當比較器的輸入信號大于上限閾值時，則比較器輸出高電平（比較器的電源電壓）；當輸入信號低于下限閾值時，則比較器輸出低電平；當輸入信號處于下限閾值和上限閾值之間時，則比較器輸出保持上一時刻電平狀態(tài)。根據(jù)閾值判斷電壓的幅值，實現(xiàn)工頻信號的幅值鑒別，再根據(jù)輸出高低電平的持續(xù)時間來判斷信號出現(xiàn)的頻率，實現(xiàn)鑒頻功能。信號鑒別電路將工頻的正弦交流電壓信號變換為高低電平信號。

電力系統(tǒng)的配電設備分有A、B、C三相，上述的提取裝置的信號處理電路都設有三路，分別針對A相、B相、C相進行信號處理，并將處理結(jié)果通過一定的邏輯關系來輸出一個高或低電平從而控制指示燈的亮或者是滅，以及閉鎖繼電器控制電路的開通狀態(tài)。

工頻帶電指示與閉鎖控制電路中，A相電路輸出的高、低電平用于驅(qū)動A相的帶電指示燈，B相電路輸出的高、低電平用于驅(qū)動B相的帶電指示燈，C相電路輸出的高、低電平用于驅(qū)動C相的帶電指示燈；A、B、C三相的整體帶電狀態(tài)又來決定閉鎖繼電器控制電路中閉鎖繼電器的開閉。

上述內(nèi)容中提出的電路可由本領域技術人員根據(jù)其目的進行構(gòu)建，為本領域所屬的常規(guī)電路。