[实用新型]一种电缆附件地电波多频带局部放电检测装置

说明书

本实用新型提供一种电缆附件地电波多频带局部放电检测装置，利用超高频耦合微带天线平面阵列对电缆附件的局部放电电磁波信号进行耦合，得到三路同步模拟电压信号，通过低通滤波器、带通滤波器和高通滤波器同步获得多频带脉冲信号并获得脉冲信号峰值和峰值时间，在通过分析模块根据所述三路脉冲信号的峰值和峰值时间获得局部放电三元密度中心，并通过所述局部放电三元密度中心与预先获得的特征密度中心的几何距离判断放电类型。本装置具有放电辨识度强、诊断效率高、无需获取相位统计信息等优点，可应用于电缆附件局部放电的在线监测和带电检测。

技术领域

本实用新型涉及电力设备状态监测和故障诊断领域，尤其涉及一种电缆附件地电波多频带局部放电检测装置。

背景技术

由于电缆环境适应能力强、可靠性高、配置灵活等优点，其在高压电力系统和配电系统中的应用越来越广泛。受电缆制作工艺和现场附件制作工艺的影响，绝缘附件内部出现气泡、划痕、金属突起等缺陷；在安装运输过程中的各种机械振动、受力不均所产生的机械应力、长期运行时各种外界环境因素及运行状态的恶化等均可能导致电缆本体或附件的绝缘劣化甚至损坏。由于电缆附件的质量问题所导致的电离事故呈上升趋势。因此对电缆附件存在缺陷的有效检测可以保障电网的安全稳定运行以及避免巨大的经济损失。

局部放电产生的物理、化学变化可运用相对应的电、声、光及化学反应检测方法。常用的检测方法包括化学检测法、光学检测法和脉冲电流法、其中超声波法、超高频法。其中脉冲电流法、超声波法以及超高频法已被广泛应用，是实用性高且较为常用的方法，与脉冲电流法相比，超高频法因其非接触、抗干扰等优势得到现场的广泛应用，但目前对超高频局部放电检测结果仍缺乏有效的分析手段，无法对绝缘子产生的局部放电进行模式识别以及准确的危险性评估。局部放电电磁辐射不同波段的特征为局部放电诊断提供丰富的信息，对这些信息的充分挖掘可以有效表征绝缘缺陷的类别及劣化程度。

此外，局部放电相位分布图(PRPD谱图)是被广泛采用的局放分析模式，基于PRPD谱图提取统计算子(偏斜度sk，局部峰个数Pe，陡峭度ku，不对称度Q，相关系数c等)可以计算获得放电类型。然而，在地电波检测中由于测量信号的波形和幅值受到传播途径和距离的严重影响，对信号幅值和相位的统计往往无法与实际放电类型一一对应，时域和统计的特征量提取方法在地电波检测的模式识别中均未获得理想的效果。此外，频域分析法也是常用的诊断技术，具体是通过分析波形的频率成分与工频电压的相关性对放电类型进行识别，这种频域分析的方法需要对超声信号的波形进行频谱分析，数据量和计算量大，并且由于局部放电产生的地电波频率与缺陷类型的相关性没有确切关系，在实际应用中的诊断效果欠佳。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供一种电缆附件地电波多频带局部放电检测装置，包括：

超高频耦合微带天线平面阵列，所述超高频耦合微带天线平面阵列包括三路超高频耦合天线；分别与所述三路超高频耦合天线电连接的低通滤波器、带通滤波器和高通滤波器；分别与所述低通滤波器、所述带通滤波器和所述高通滤波器电连接的三路同步射频放大检波器；与所述三路同步射频放大检波器电连接的数字信号处理模块，所述数字信号处理模块用于获取三路脉冲信号的峰值和峰值时间；与所述数字信号处理模块相连接的分析模块，所述分析模块用于根据所述三路脉冲信号的峰值和峰值时间获得局部放电三元密度中心，并通过所述局部放电三元密度中心与预先获得的特征密度中心的几何距离判断放电类型。

优选的，采用三个3dB响应频带覆盖0.3GHz-1.5GHz、带宽内驻波比小于2.5的超高频天线，组成超高频耦合微带天线平面阵列，用于耦合局部放电超高频0.3GHz-1.5GHz带宽内的电磁波信号。

优选的，所述数字信号处理模块包括：

多通道A/D转换器，其输入端与所述三路同步射频放大检波器电连接；

处理器，其输入端与所述多通道A/D转换器电连接，输出端与所述分析模块电连接。