一种采用多通道射频扫描方式的局部放电信号检测装置的制作方法

本发明涉及设备局部放电检测技术领域，更具体的说是涉及一种采用多通道射频扫描方式的局部放电信号检测装置。

背景技术：

电力设备开关柜、gis、电力变压器等设备，由于长期带电运行，造成设备老化、绝缘下降等现象，当老化和绝缘存在各种缺陷时，便产生局部放电。局部放电不但产生电信号，而且伴随有声信号和超高频电磁发射，并导致气体分解。

在电气设备中当有局部放电发生时，一般采用宽带测量系统通过检波的方式进行放电检测，但是其难以检测到低重复率的放电，容易漏掉可疑信号。

因此，如何提供一种不易漏检，且能准确判断局部放电性质和严重性的采用多通道射频扫描方式的局部放电信号检测装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种采用多通道射频扫描方式的局部放电信号检测装置，采用多通道射频(rfi)传感器扫描收集局部放电及其现场的干扰电信号，并将局部放电信号和干扰信号进行比对和分离，判断设备内部是否存在局部放电，并对局部放电的性质及严重性进行准确判断。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种采用多通道射频扫描方式的局部放电信号检测装置，包括：至少三个射频传感器和一个智能分析终端；

每个所述射频传感器分别通过电缆与所述智能分析终端通信连接，其用于通过频率扫描方式采集待测电气设备的射频信号；

所述智能分析终端用于将所述射频传感器所采集的射频信号中的局部放电信号和干扰信号进行分离，并生成局部放电信号的频谱图进行显示。

优选的，在上述一种采用多通道射频扫描方式的局部放电信号检测装置中，所述智能分析终端包括通信连接的信号采集装置和平板电脑；所述射频传感器通过电缆与所述信号采集装置可插拔电性连接；所述平板电脑嵌入所述信号采集装置的外壳表面；

所述信号采集装置用于将接收到的所述射频信号转换成数字信号，并计算出所述射频信号的频谱图数据；

所述平板电脑对所述频谱图数据进行滤波处理，并根据滤波处理后的频谱图数据生成最终的局部放电信号的频谱图。

优选的，在上述一种采用多通道射频扫描方式的局部放电信号检测装置中，所述平板电脑包括信号提取模块、信号分离模块、干扰信号去除模块、频谱图生成模块、判断模块和显示屏；

所述信号提取模块用于提取所述频谱图数据中的工频成分信号；

所述信号分离模块用于根据数值大小将提取出的工频成分信号进行分离，将数值相对较小的部分作为干扰信号的工频成分信号，将剩余部分作为局部放电信号的工频成分信号；

所述干扰信号去除模块用于将分离出的干扰信号中的工频成分信号去除；

所述频谱图生成模块用于根据去除干扰信号后的频谱图数据绘制频谱图；

所述判断模块用于根据频谱图判断待测电气设备是否存在局部放电以及局部放电的严重程度；

所述显示屏用于显示当前绘制的频谱图和所述判断模块针对当前绘制的频谱图的判断结果。

优选的，在上述一种采用多通道射频扫描方式的局部放电信号检测装置中，所述平板电脑还包括刻度显示开关，所述刻度显示开关用于关闭或显示与所述频谱图对应的横坐标值和纵坐标值，并分别设定横坐标值或纵坐标值的报警等级数值。

优选的，在上述一种采用多通道射频扫描方式的局部放电信号检测装置中，所述平板电脑还包括频谱图显示控制模块；所述频谱图显示控制模块用于同时显示至少两个频谱图至所述显示屏上；所述至少两个频谱图分别对应不同的所述射频传感器所采集的射频信号。

优选的，在上述一种采用多通道射频扫描方式的局部放电信号检测装置中，所述显示屏上还显示有当前扫频带宽、频率范围、射频幅值、扫频方式和最大统计值。

优选的，在上述一种采用多通道射频扫描方式的局部放电信号检测装置中，所述信号采集装置包括依次电性连接的放大器、滤波器、模数转换器和中央处理器；所述放大器用于将所述射频信号进行功率放大，以满足功率发送需求；所述滤波器用于对放大后的射频信号进行滤波处理；所述模数转换器用于将滤波处理后的射频信号转换成数字信号；所述中央处理器用于对所述数字信号进行计算，获得所述射频信号的频谱图数据。

优选的，在上述一种采用多通道射频扫描方式的局部放电信号检测装置中，所述信号采集装置还包括扫频方式选择模块；所述扫频方式选择模块用于采用连续测量的方式，并将连续测量的所述频谱图数据连续不断地发送至所述平板电脑，或采用只测量一次便终止测量的方式将单次测量的所述频谱图数据发送至所述平板电脑。

优选的，在上述一种采用多通道射频扫描方式的局部放电信号检测装置中，所述信号采集装置还包括分析模式选择模块；所述分析模式选择模式用于选择频域分析方法或时域分析方法对所述射频信号进行分析和计算。

优选的，在上述一种采用多通道射频扫描方式的局部放电信号检测装置中，所述智能分析终端还包括手柄；所述手柄安装在所述信号采集装置的外壳上。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种采用多通道射频扫描方式的局部放电信号检测装置，通过采用频率扫描方式进行电气设备的局部放电检测，可以精确测量测试点的完整的频谱，因此也适用于低重复率的放电情况，通过尽可能低的设置扫描步长，避免漏掉可疑信号。本发明还能够将局部放电信号和干扰信号进行比对和分离，判断设备内部是否存在局部放电，并对局部放电的性质及严重性进行准确判断。同时，本发明通过设置多个通道的定向射频传感器对待测设备同时监测，可以了解电气设备多相的各个频段信号变化趋势，可以通过比较多相之间的异同来进行缺陷定位，大大提高了局部放电现场测试的有效性和快捷性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的结构示意图；

图2附图为本发明提供的平板电脑的原理框图；

图3附图为本发明提供的信号采集装置的原理框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例公开了一种采用多通道射频扫描方式的局部放电信号检测装置，包括：至少三个射频传感器1和一个智能分析终端2；

每个射频传感器1分别通过电缆3与智能分析终端2通信连接，其用于通过频率扫描方式采集待测电气设备的射频信号；本实施例中，射频传感器1的带宽为50m-1ghz，其内部由信号接收电极板和金属背腔组成，外部采用塑料外壳进行封装。

智能分析终端2用于将射频传感器1所采集的射频信号中的局部放电信号和干扰信号进行分离，并生成局部放电信号的频谱图进行显示。

其中，智能分析终端2包括通信连接的信号采集装置21和平板电脑22；射频传感器1通过电缆3与信号采集装置21可插拔电性连接；平板电脑22嵌入信号采集装置21的外壳表面；本实施例中信号采集装置21具备50m-1ghz全面全频扫频功能，其灵敏度优于5pc。

信号采集装置21用于将接收到的射频信号转换成数字信号，并计算出射频信号的频谱图数据；

平板电脑22对频谱图数据进行滤波处理，并根据滤波处理后的频谱图数据生成最终的局部放电信号的频谱图。

在一个实施例中，智能分析终端2还包括手柄23；手柄23安装在信号采集装置21的外壳上。

具体的，如图2所示，平板电脑包22括信号提取模块221、信号分离模块222、干扰信号去除模块223、频谱图生成模块224、判断模块225和显示屏226；

信号提取模块221用于提取频谱图数据中的工频成分信号；

信号分离模块222用于根据数值大小将提取出的工频成分信号进行分离，将数值相对较小的部分作为干扰信号的工频成分信号，将剩余部分作为局部放电信号的工频成分信号；

干扰信号去除模块223用于将分离出的干扰信号中的工频成分信号去除；

频谱图生成模块224用于根据去除干扰信号后的频谱图数据绘制频谱图；

判断模块225用于根据频谱图判断待测电气设备是否存在局部放电以及局部放电的严重程度；

显示屏226用于显示当前绘制的频谱图和判断模块225针对当前绘制的频谱图的判断结果。

本实施例通过特定算法提取出局部放电信号和干扰信号中的工频成分信号，由于干扰信号中的工频成分信号一般会小于局部放电信号中的工频成分信号，可以把干扰信号中的工频成分信号作为背景信号，从局部放电信号中的工频成分信号去除背景信号，就实现了从局部放电信号中分离出干扰信号。通过比对分离后的局部放电信号和干扰信号，准确判断设备内部是否存在局部放电，以及局部放电的性质和严重性，当前的频谱图和对应的判断结果通过显示屏进行显示，使操作者直观地获知待测设备是否存在局部放电及其严重程度。

在一个实施例中，平板电脑22还包括刻度显示开关227，刻度显示开关227用于关闭或显示与频谱图对应的横坐标值和纵坐标值，并分别设定横坐标值或纵坐标值的报警等级数值。本实施例通过刻度显示开关227可以调节频谱图的坐标值，并设置相应的报警等级，使工作人员能够直观的获知该频谱图的数值波动范围，并直观地判断出其是否超出设定的报警等级。

在另一个实施例中，平板电脑22还包括频谱图显示控制模块228；频谱图显示控制模块228用于同时显示至少两个频谱图至显示屏上；至少两个频谱图分别对应不同的射频传感器1所采集的射频信号。本实施例通过频谱图显示控制模块228可控制显示屏226同时显示2个频谱图供比较，2个频谱图分属于a、b分区，可以将a区的谱图存储到b区，可以分别显示a、b区，并能显示a-b的频谱图。方便对比不同采集方向的信号大小，可对两个区的信号可以进行加减运算，从而判断信号的变化趋势。

在一个具体实施例中，如图3所示，信号采集装置21包括依次电性连接的放大器211、滤波器212、模数转换器213和中央处理器214；放大器211用于将射频信号进行功率放大，以满足功率发送需求；滤波器212用于对放大后的射频信号进行滤波处理；模数转换器213用于将滤波处理后的射频信号转换成数字信号；中央处理器214用于对数字信号进行计算，获得射频信号的频谱图数据。

在一个实施例中，信号采集装置21还包括扫频方式选择模块215；扫频方式选择模块215用于采用连续测量的方式，并将连续测量的频谱图数据连续不断地发送至平板电脑22，或采用只测量一次便终止测量的方式将单次测量的频谱图数据发送至平板电脑22。本实施例通过扫频方式选择模块215可选择连续扫频或单次扫频两种测量方式，连续测量指测量不间断，连续不断地将频率和幅值数据传输给平板电脑，单次指只测量一次就终止测量，只将当次的测量数据传输给平板电脑。

在另一个实施例中，信号采集装置21还包括分析模式选择模块216；分析模式选择模式216用于选择频域分析方法或时域分析方法对射频信号进行分析和计算。本实施例通过分析模式选择模块216可以选择频谱分析模式或时域分析模式；频谱分析模式指：测量计算相对于频率的rfi幅度(分贝)，频谱分析模式通过扫描频率，检测出射频信号的功率，并将频率和功率数据传输给平板电脑。时域分析模式指：测量用户选择的中心频率处测量的调制rfi幅值信号，并将中心频率数值和幅值数据传输给平板电脑。

在其他实施例中，还可以选择信号表计分析模式，信号表计模式以db为单位，测量计算固定频率相对于时间的rfi幅值，并将固定频率数值和rfi幅值数据传输给平板电脑。

平板电脑22的屏幕上还显示当前扫频带宽、频率范围、射频幅值、扫频方式、最大统计值、峰值，准峰值，rsm和平均值等。其中，峰值：针对每个中心频率，在一个选通时间段内记录分辨率带宽的最大值。准峰值：应用cispr16中定义的准峰值检测器，分辨率带宽为9khz时，将选择频带b时间常数。分辨率带宽为120khz时，将选择频带c时间常数。平均值：针对每个中心频率，在一个选通时间段内记录分辨率带宽的平均值。rsm：指峰值和准峰值同时检测。

本发明实施例通过采用三到多个通道的定向射频传感器同时监测，将扫描步长设置低至0.1mhz，不会漏掉可疑信号，同时，可以监测电气设备多相的各个频段信号变化趋势，能够分析50mhz～1000mhz的局部放电范围，可以通过比较多相之间的异同来进行缺陷定位，大大提高了局部放电现场测试的有效性和快捷性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。