[发明专利]用于检测和处理与局部放电相关的信号的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于检测和处理与局部放电相关的信号的设备和方法。

更具体地，本发明涉及用于检测和处理在由脉冲电压(尤其是由调制波以形成预先确定的频率的交流电的方式调制的方波电压)供电的电气装置中与局部放电相关的信号的设备和方法。

背景技术

应注意，局部电气放电(partial electric discharge)(通常称为局部放电(partial discharge))是限于电气系统的绝缘部分的电气放电，且不因此致使系统立即故障但致使其逐渐劣化。因此，由于其本身性质，局部放电基本上受在绝缘系统中的缺陷的程度的限制。考虑到这一点，基于部分放电的检测和解释的诊断方法使得调查其中出现放电的绝缘系统中的缺陷的性质成为可能。

因而，局部放电的检测和分析作为用于评价电气装置的电绝缘状况的诊断工具具有巨大潜力。

当电气装置由促使局部放电产生和反复的交流电压供电时尤其如此。

为了能出于诊断目的分析局部放电的测量，该过程如下：

-采集一组连续的局部放电脉冲(脉冲的数量必须在统计学意义上是显著的)；

-对于检测到的每一脉冲(即，电信号)推导出合适的量(即，合适的参数)，以获得与该采集相关的数据集；

-然后，在统计学上处理该数据集，以推导出其值表征(即，关联于)其中发生所采集的局部放电的电绝缘的状况的诊断指标。

通常，从检测到的脉冲导出两个参数。这两个参数如下：振幅参数(包括由局部放电产生的电脉冲的振幅，且因此与放电本身的强度相关联)和相位参数(包括在检测瞬间给电气装置供电的交流电压的相位，且因此与产生局部放电的电场的强度相关联)。

实际上，正弦波交流电压具有360度的周期并在180度处反转符号。因此，相位参数的值取决于在放电的瞬间被施加到装置的电压的值。例如，相位参数的值是90度的事实意味着当装置的电源电压符号为正且其值最高时发生局部放电。

通常使用可检测由局部放电产生的沿装置传播的电流脉冲的传感器来检测振幅参数。

从施加到装置的电压的读数来推导出相位参数。

至于数据集的统计学处理，它已经变成在被称为PRPD图(相位解析局部放电图的缩写)图中表征振幅和相位参数的标准实践，在该PRPD图中，相位参数在x轴且振幅参数在y轴。该图也具有第三维度，该第三维度关联于具有相似的振幅参数和相位参数的值的脉冲的数量(在采集的脉冲组正被处理背景下)。

因而，为了检测信号和提取参数，已经研发出一种仪器，该仪器配备有可连接到装置以检测表征由局部放电产生的放电脉冲的放电信号的传感器并配备有连接到传感器以接收放电信号并推导出所检测的脉冲中的每一个相对于预先确定时间基准的检测时刻的处理单元。

然而，当施加至电气装置的交流电压(正弦波)是从经受调制的方波(例如，通过PWM技术)获得时，现有技术的仪器和方法遇到了重大问题。

实际上，在这种情况中，被施加到电气装置的电压的读取不使该电压本身的相位可得。

因而，如果装置由经调制的方波电压供电，则系统无法检测(即推导出)相位参数，且因此不能获得相位-振幅图(即，PRPD图)。

当通过调制方波电压获得供电电压时，这给所采集的数据的统计学处理构成了严重限制并显著地降低现有技术系统的诊断效率。

发明目的

本发明旨在提供一种设备和方法，其可以用来检测和处理在由脉冲电压(即，由调制波以形成预先确定频率的交流电压的方式调制的方波电压)供电的电气装置中与局部放电关联的信号且克服上面所提到的现有技术的缺点。

更具体地，本发明的目的是提供一种设备和方法，其可以用来检测和处理在由脉冲电压(即，由调制波以形成预先确定频率的交流电压的方式调制的方波电压)供电的电气装置中与局部放电关联的信号且对诊断目尤其高效。

本发明的另一目的是提供一种设备和方法，其可以用来检测和处理在由调制波以形成预先确定频率的交流电压的方式调制的方波电压供电的电气装置中与局部放电关联的信号且允许使用强健的且对诊断目尤其高效的处理技术。

通过根据所附权利要求中所表征的本发明的设备、方法和装置来完全达到这些目的。

更具体地，根据本发明的设备的特征在于，它包括被设计成接收表征电源电压的电信号且配备有配置成用于从所述电源信号(即，从所述电源电压)提取表征调制波的信号的滤波器的同步模块；配置成用于将在脉冲检测时刻检测到(即测量到)的脉冲与表征调制波的相位的相位参数的值关联的处理单元。