[发明专利]基于混频技术的超高频局部放电在线检测的自检自校系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力设备状态监控领域，具体涉及一种基于混频技术的超高频局部放电在线检测的自检自校系统及方法。

背景技术

由于超高频局部放电检测技术具备高灵敏度、高准确度以及较强的抗干扰性能，基于超高频的局部放电在线检测装置在国内外应用越来越多，尤其是在智能变电站的GIS状态监测上的应用。超高频局部放电在线检测既能实现局部放电信号的检测，同时能实现故障类型的识别，甚至是故障定位。但是，随着应用的推广、人们对性能要求的不断提高，目前使用的检测装置在安装、应用上存在一些不足。

(1)初装时，传感器及装置的可靠性不好检测：

传感器及局放检测装置初次安装后，怎么去检测其连接是否可靠，工作是否正常，目前的主要方法是通过一个便携式局部放电信号源，提供一个局部放电信号，局放检测装置检测到该信号则认为正常，属于一种定性实验。此种方法需要携带局部放电源，同时操作复杂，现场实施不便，尤其是对于内置式传感器，信号源放置点难以选取，并存在检测时需要拆除传感器或者改变其原有密封或安装条件，等检测完成后再复原的现象，这样会再次引入风险。

(2)运行过程中，数据的有效性难以判断

设备运行过程中，通常情况下，被监测设备是没有局部放电信号，或者根本检测不到，所以绝大部分时间内，其检测到的数据基本就是背景噪声，所以无法判断其数据是系统工作正常情况下测量到的数据，还是在非正常的情况下(如接触不良、连接被破坏、传感器发生故障或检测通路有故障等)测量到的数据，即对于数据的有效性难以判断。而随着时间的推移、环境的变化、运检工作的实施，发生线路被破坏、传感器被损坏、检测通路发生故障的情况时有发生，装置若没有定期信号自检功能，则难以判断其数据的有效性。

(3)运行过程中，存在数据不准的状态

局部放电检测电路中存在大量的非线性元器件，随着时间发展，环境变化，这些非线性器件存在老化现象，没有自校准功能的话，其检测的准确性会不断降低，这直接影响到系统对局部放电的判断以及故障诊断。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于混频技术的超高频局部放电在线检测的自检自校系统及方法，通过装置自带的自检功能、自校准功能，使得局部放电在线检测装置现场安装调试方便、操作简单、检测可靠，运行过程中数据可靠、准确性高。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种基于混频技术的超高频局部放电在线检测的自检自校系统，其特征在于，包括超高频传感器一至超高频传感器六、混频器一至混频器六、频率综合器一、频率综合器二、多路选通开关、信号调理模块、采集器以及控制器；所述控制器为多路选通开关、频率综合器一、频率综合器二、采集器提供控制信号，并与采集器实现数据通信，超高频传感器一至超高频传感器六分别通过同轴电缆连接到混频器一至混频器六，同时超高频传感器一至超高频传感器六均连接到多路选通开关的输出端，多路选通开关的输入端连接到频率综合器二；所述频率综合器一给混频器一至混频器六提供本振信号，混频器一至混频器六输出端分别连接到信号调理模块，信号调理模块将6路模拟信号进行放大、滤波及检波处理，并将处理后的信号送至采集器，所述采集器完成6路信号同步采样，并将采集数据上送给控制器。

作为优选的技术方案，所述超高频传感器一至超高频传感器六布置于同一间隔，或者相邻间隔。

作为优选的技术方案，所述超高频传感器一至超高频传感器六的有效频率范围为300MHz至1500MHz，驻波比小于2。

作为优选的技术方案，所述频率综合器一、频率综合器二为基于锁相环的频率综合器，根据控制信号产生300MHz至1500MHz之间的本振信号。

作为优选的技术方案，所述混频器一至混频器六采用Mini-Circuits公司的ADE-5+。

作为优选的技术方案，所述信号调理模块包括信号放大器、低通滤波器、以及检波对数放大器，混频信号输入到信号放大器，然后依次通过信号放大器、低通滤波器、检波对数放大器，检波对数放大器连接到采集器。

作为优选的技术方案，所述采集器选用能同时提供至少6路、采样率达100MS/s、分辨率10位以上高速采集卡；所述控制器采用基于X86架构的工控主板。

本发明还提供了一种基于混频技术的超高频局部放电在线检测的自检自校系统的检测方法，包括正常检测状态、自检状态和自校状态三种状态，具体为：

(1)正常检测状态；