[发明专利]智能特高频局部放电传感器

说明书

技术领域

本发明涉及电气测量技术领域，特别涉及一种智能特高频局部放电传感器。

背景技术

目前国家智能电网状态监测技术要求实现变电站全站综合性的状态监测，大量的传感器和用于状态监测的IEC61850规约转换器设备集成到一个统一的监测平台下，这就需要实现不同厂家产品的可互换性、兼容性。现有传统的传感器技术客观上无法满足智能变电站建设的要求，主要问题有系统架构复杂，可靠性差；可互换性和兼容性不高，难以满足传感器之间、传感器和系统之间的交互性要求。

局部放电是指高电压绝缘领域的一种现象，绝缘的一部分因为电场集中而引发放电，但放电不贯穿整个绝缘，出现局部放电时产生特高频信号，通过监测300MHz至3000MHz的特高频电磁波信号，就可以得到绝缘的局部放电情况。目前，特高频(UHF)局部放电在线检测技术广泛应用于电力变压器、电力电缆、电力开关等高压电气设备的局部放电的检测与监测，是变电站状态监测的重要组成部分，现有的特高频局部放电传感器，普遍采用的有两种方式：

第一种实现方式，完全采用传统模式的传感器，仅具有传感功能，也就是只具有能量形态转换功能。对应的信号调理(如模拟滤波、放大、变换)、数字化转换(A/D)、数字滤波、数字变换等均是独立于传感换能部件的分立组件，从模块设计上不管是功能还是封装是分离的状态。这种方式的主要缺点主要有：1、功能单一，仅能实现信号探测功能；2、系统构成复杂，构建检测系统成本高；3、不具备通讯功能，无法构建大型分布式系统。

作为上述第一种实现方式的改进，近年来出现了特高频局部放电传感器的第二种实现方式，在这种实现方式中，特高频局部放电传感器带有微处理器，从而将传统模拟传感器与微处理器相结合，集成了信号调理(如模拟滤波、放大、变换)、数字化转换(A/D)、数字滤波、数字信号处理以及通讯接口。但是在这种实现方式中，传感器输出端的接口形式、通讯方式均采用自有协议，不同类型的传感器之间、传感器和系统之间不具有交互性，通用性和兼容性差。

现有技术中存在特高频局部放电传感器通用性和兼容性差的问题，对此，现有技术中还没有提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种智能特高频局部放电传感器，以解决现有技术中特高频局部放电传感器通用性和兼容性差的问题。

本发明提供的智能特高频局部放电传感器包括：传感单元，用于获取特高频信号，并将特高频信号调理为预定形式的脉冲信号；采样单元，与传感单元连接，用于将脉冲信号转换为数字信号；处理单元，与采样单元连接，用于获取数字信号中的脉冲参数的信息，并利用脉冲参数的信息生成局部放电相位PRPD谱图数据，然后将PRPD谱图数据转换为预设数据格式；存储单元，与处理单元连接，用于保存预设数据格式的所述PRPD谱图数据；网络适配单元，与处理单元和存储单元连接，用于通过以太网方式输出存储单元中保存的预设的数据格式的PRPD谱图的数据。

进一步地，传感单元包括：接收天线和调理电路，其中，接收天线，用于获取特高频信号；调理电路包括放大器和检波器，其中，放大器，与接收天线连接，用于对获取的特高频信号进行放大处理；检波器，连接所述放大器，用于将放大处理后的特高频信号调理为峰值不变的预定脉宽的宽脉冲。

进一步地，本发明提供的智能特高频局部放电传感器包括多路传感单元，其中一路为特高频噪声传感单元，其余为信号传感单元。

进一步地，采样单元包括多路采样通道，采样通道的路数不小于传感单元的路数；处理单元，还用于获取多路采样通道的数字信号中的脉冲参数的信息并滤除噪声，根据滤除噪声后的脉冲参数的信息生成多路PRPD谱图数据，然后将多路PRPD谱图数据转换为预设数据格式；存储单元还用于保存预设数据格式的多路PRPD谱图数据。

进一步地，处理单元还用于发出控制高速门电路的控制信号；特高频放电传感器还包括高速门电路和定向耦合器，其中，高速门电路，与处理单元连接，用于在控制信号的控制下产生标定方波脉冲；定向耦合器，用于产生两路与高速门电路产生的标定方波脉冲相同的脉冲，并将脉冲分别传送给接收天线和调理电路；接收天线还用于根据标定方波脉冲产生反射脉冲；调理电路还用于对反射脉冲和标定脉冲进行处理之后发送给采样单元；采样单元还用于将调理电路处理之后的反射脉冲和标定脉冲转换为数字信号；处理单元还用于根据数字信号判断接收天线和调理电路是否工作正常。