[发明专利]一种局部放电和温度检测一体化智能仪表

说明书

本发明涉及局部放电检测和温度检测的在线检测装置，尤其是一种局部放电和温度检测一体化智能仪表，包括脉冲接收测量电路、声表面波收发射频电路、信号采集电路、测量控制及数字信号处理电路以及MCU电路；信号采集电路连接脉冲接收测量电路和声表面波收发射频电路的输出端，测量控制及数字信号处理电路连接信号采集电路的输出端，MCU电路连接测量控制及数字信号处理电路的接口。该局部放电和温度检测一体化智能仪表，实现局部放电检测和温度检测的一体化设计，通过特征匹配和频谱匹配实现对设备故障的准确检测；采用高频脉冲检测法与声表面波温度检测相耦合的设计方案，从电路设计、算法处理上来提供故障检测的准确性。

技术领域

本发明涉及局部放电检测和温度检测的在线检测装置，尤其是一种局部放电和温度检测一体化智能仪表。

背景技术

高压开关柜中的10KV和35KV开关柜在电力系统中广泛应用，但由于动静触头长时间使用后老化和积尘问题，会导致接触电阻变大，产生局放和发热。高压电缆接头是开关柜进线或出线不可缺少的部件，用来实现两段电缆的连接，电缆接头处，由于老化或接触松动也会导致接触电阻变大，发热或产生局部放电现象，局部放电量的异常增加和温度的异常升高之间有很强的关联性，因此对高压开关柜触头和进出线缆进行局部放电和温度的联合检测很有必要。

局部放电的检测方法有许多，但误报率通常都很高，不能成为有效的检测手段，通过将局部放电脉冲检测和温度检测电路进行一体化设计，既能够通过共享部分硬件电路降低整体造价，又能够将局放信息与温度信息进行对照，相互印证潜在的故障，对电力设备提供在线式的故障检测，保障设备可靠运行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决上述背景技术中存在的问题，提供一种局部放电和温度检测一体化智能仪表，实现局部放电检测和温度检测的一体化设计，通过特征匹配和频谱匹配实现对设备故障的准确检测；采用高频脉冲检测法与声表面波温度检测相耦合的设计方案，从电路设计、算法处理上来提供故障检测的准确性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种局部放电和温度检测一体化智能仪表，包括脉冲接收测量电路、声表面波收发射频电路、信号采集电路、测量控制及数字信号处理电路以及MCU电路；所述的信号采集电路连接所述的脉冲接收测量电路和所述的声表面波收发射频电路的输出端，所述的测量控制及数字信号处理电路连接所述的信号采集电路的输出端，所述的MCU电路连接所述的测量控制及数字信号处理电路的接口；

所述的脉冲接收测量电路，接收射频线缆传输过来的射频信号，经过低噪声放大器、二级放大器和自动增益控制电路，信号送达脉冲调理电路，信号经调理后送入下一级电路处理；

所述的声表面波收发射频电路，由激励信号产生电路和小信号接收电路组成，激励信号产生电路由无调制信号的调制信号发生器产生，信号经过功率放大器放大后发出射频激励信号，小信号接收电路接收射频线缆或天线传输回来的信号，信号经低噪声放大器、二级放大器及自动增益控制电路，将小信号转化为调制解调器可以接收的信号，信号经过调制解调器后变为中频信号，经匹配电路输入下一级电路处理；

所述的信号采集电路，由模数转换集成芯片来实现信号的采集，将脉冲信号和声表面波中的小信号分时转换为数字信号，输入下一级电路处理；

所述的测量控制及数字信号处理电路，实现对局部放电信号测量过程的控制功能和声表面波信号测量过程的控制功能；

所述的MCU电路，实现局放数据和温度数据的协议封装和通信接口功能。

进一步限定，所述的测量控制及数字信号处理电路，由FPGA来实现逻辑处理和数字处理，对输入的脉冲数字信号进行数字运算提取局放特征，避免干扰信号造成误测试，对输入的声表面波小信号数字信号进行数字运算，利用声表面波的信号特征集来确认有效信号。即，FPGA声表面波小信号数字运算功能，通过傅里叶算法将信号频谱特征提取，来实现声表面波信号的提取和抗干扰的能力。