[发明专利]一种基于射频能量收集的无源地电波传感器

说明书

本公开揭示了一种基于射频能量收集的无源地电波传感器，包括：信号采集模块，用于采集开关柜的局部放电信号；信号处理模块，用于对所采集的局部放电信号进行滤波、放大和检波处理；信号提取模块，用于提取处理后的局部放电信号的特征参量，所述特征参量包括放电周期内的放电次数、最大放电量和平均放电量；信号传输模块，用于将局部放电信号的特征参量传输至上位机；上位机，用于对局部放电信号的特征参量进行可视化显示；供电模块，通过收集环境中或射频信号发生器的射频能量对所述传感器供电。本公开通过收集环境中或射频信号发生器的射频能量为传感器供能，从而舍弃传统的锂电池等储能元件，能够大大延长了传感器的工作周期，并降低成本。

技术领域

本公开属于无线传感器领域，具体涉及一种基于射频能量收集的无源地电波传感器。

背景技术

高压电气设备发生局部放电时，放电量往往先聚集在与接地点相邻的接地金属部位，形成对地电流在设备表面金属上传播。对于内部放电，放电量聚集在接地屏蔽的内表面，屏蔽连续时在设备外部无法检测到放电信号，但屏蔽层通常在绝缘部位、垫圈连接、电缆绝缘终端等部位不连续，局部放电的高频信号会由此传输到设备屏蔽外壳。因此，局部放电产生的电磁波通过金属箱体的接缝处或气体绝缘开关的衬垫传出，并沿着设备金属箱体外表面继续传播，同时对地产生一定的暂态电压脉冲信号，称为暂态对地电压。基于上述原理的地电波(TEV)局部放电检测方法作为一种非侵入式检测手段，对于开关柜内部是否存在放电性绝缘故障，具有灵敏度高、成本低、安装方便等优势，十分适合高压开关柜的带电检测。

但是该技术虽然可以实现开关柜内部缺陷故障的预防和评估，但是目前还存在超阈值信号的不确定、由于信号来源以及开关柜个体差异而导致的漏判误判的问题，实际应用效果并不理想。并且目前地电波(TEV)局部放电检测方法的主要应用方式是定期的带电巡检，不仅会消耗大量的人力物力，还会因为检测人员水平和经验的不足而导致漏判误判。因此需要一种无线分布式的地电波(TEV)传感器来对不同开关柜同时检测，并能够将数据分析上传，减轻巡检压力。并且在局部放电检测中，传感器需要经常更换电池，导致工作周期短，系统维护成本较高。本发明针对上述TEV检测技术以及实际开关柜带电检测中存在的问题，提出了一种基于射频能量采集系统的分布式无源TEV传感器的设计方案。通过工作空间中的射频能量收集为传感器各模块供能，对传感器耦合得到的信号进行处理、分析与上传。这对更好的将地电波(TEV)检测技术更好的应用于高压开关柜设备的故障预防有着重要的实际意义。

发明内容

针对现有技术中的不足，本公开的目的在于提供一种基于射频能量收集的无源地电波传感器，能够舍弃传统的锂电池，实现开关柜局部放电的分布式监测。

为实现上述目的，本公开提供以下技术方案：

一种基于射频能量收集的无源地电波传感器，包括：

信号采集模块，用于采集开关柜的局部放电信号；

信号处理模块，用于对所采集的局部放电信号进行滤波、放大和检波处理；

信号提取模块，用于提取经所述信号处理模块处理后的局部放电信号的特征参量，所述特征参量包括放电周期内的放电次数、最大放电量和平均放电量；

信号传输模块，用于将所提取的局部放电信号的特征参量传输至上位机；

上位机，用于对所述局部放电信号的特征参量进行可视化显示；

供电模块，通过收集环境中或射频信号发生器的射频能量对所述传感器供电。

优选的，所述信号采集模块包括TEV传感器。

优选的，所述信号处理模块包括：

滤波电路，用于对采集的局部放电信号进行滤波；

放大电路，用于对滤波后的局部放电信号进行放大；