[发明专利]一种基于超声波检测的组合开关柜局部放电检测系统

权利要求书

1.一种基于超声波检测的组合开关柜局部放电检测系统，其特征在于，所述组合开关柜局部放电检测系统包括超声波信号采集单元、信号放大单元、A/D转换单元、控制处理单元、存储单元、按键输入单元、显示单元、报警单元和通信单元，所述超声波信号采集单元与所述信号调理单元、所述A/D转换单元、所述控制处理单元顺序连接，所述控制处理单元还分别与所述存储单元、所述按键输入单元、所述显示单元、所述报警单元、所述通信单元相连接；所述组合开关柜局部放电检测系统采集所述组合开关柜局部放电时产生的超声波信号，并进行有效的数字滤波处理，再与预先设定的参考值进行比较，判断所述组合开关柜是否发生局部放电故障，及时发出报警信号，并进行定位显示，通过所述通信单元上传至监控中心，以便工作人员及时处理，避免故障扩大。

2.根据权利要求1所述的一种基于超声波检测的组合开关柜局部放电检测系统，其特征在于，所述超声波信号采集单元采用超声波传感器采集所述开关柜发生局部放电时产生的超声波信号，所述超声波传感器以两个为一组分别为第一超声波传感器、第二超声波传感器，所述第一超声波传感器、所述第二超声波传感器分别安装在所述开关柜同一水平线上不同的位置。

3.根据权利要求2所述的一种基于超声波检测的组合开关柜局部放电检测系统，其特征在于，所述信号放大单元对所述超声波信号进行放大处理，输出符合所述A/D转换单元输入要求的信号；所述A/D转换单元采用A/D转换芯片对输入的信号进行A/D转换。

4.根据权利要求3所述的一种基于超声波检测的组合开关柜局部放电检测系统，其特征在于，所述按键输入单元结合所述存储单元、所述显示单元对所述组合开关柜局部放电检测系统进行参数设置和信息查询，所述参数包括超声波报警值、所述第一超声波传感器与所述第二超声波传感器之间距离、所述超声波传播速度。

5.根据权利要求4所述的一种基于超声波检测的组合开关柜局部放电检测系统，其特征在于，所述报警单元采用声光报警器进行报警，当所述组合开关柜发生局部放电绝缘故障时，能够及时发出声光报警，并结合所述显示单元进行报警信息显示。

6.根据权利要求5所述的一种基于超声波检测的组合开关柜局部放电检测系统，其特征在于，所述通信单元采用光纤将所述组合开关柜局部放电检测系统的信息上传至所述监控中心，所述通信单元包括信号发射模块和信号接收模块，所述信号发射模块采用激光发射器将电信号转换为光信号通过所述光纤传输至所述信号接收模块，所述信号接收模块采用光接收机通过光电二极管将所述光信号转换成电信号输出。

7.根据权利要求6所述的一种基于超声波检测的组合开关柜局部放电检测系统，其特征在于，所述控制处理单元采用微处理器控制所述存储单元、所述显示单元将所述超声波信号进行存储显示，并进行数字滤波，再通过与预先设定的参考值进行比较，判断所述开关柜是否发生局部放电绝缘故障。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的基于超声波检测的组合开关柜局部放电检测系统的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括如下步骤：

步骤(1)：采集所述开关柜局部放电超声波信号；

步骤(2)：经过所述信号调理单元进行放大处理；

步骤(3)：经过所述A/D转换单元进行A/D转换，输入所述控制处理单元；

步骤(4)：所述控制处理单元从预先设定的小波库DB＝{db_i|i＝1,2…10}中依次选取小波对所述超声波信号进行小波分解；

步骤(5)：计算所述超声波信号在逼近空间的香农信息熵p(i)为各频段系数的分布概率；

步骤(6)：将低频系数香农信息熵最小的基函数作为小波分解的最小基波；

步骤(7)：对采集的信号采用最小基波进行小波分解；

步骤(8)：确定滤除噪声信号的阀值med()为求中值函数，d_1,k为小波分解后的高频系数，N为小波系数的长度；

步骤(9)：小波分解后的信号经过阀值函数

滤除噪声信号，为经过阀值处理后的小波系数，w_j,k为小波系数，α_j为调整系数，α_j∈(0,+∞)；

步骤(10)：经过级联数字陷波器滤除干扰信号，得到有效的超声波信号；

步骤(11)：将所述超声波信号与所述超声波报警值进行比较，若大于所述超声波报警值，通过所述报警单元发出局部放电报警，并进行存储、显示；

步骤(12)：计算所述第一超声波传感器、所述第二超声波传感器采集到超声波信号的时间差Δt；

步骤(13)：计算出局部放电位置距离所述第一超声波传感器的距离l为所述第一超声波传感器与所述第二超声波传感器之间距离，v为所述超声波传播速度；

步骤(14)：通过所述显示单元显示所述组合开关柜局部放电位置；

步骤(15)：通过所述通信单元将所述组合开关柜局部放电检测系统检测信息上传至所述监控中心。