[发明专利]局部放电检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力领域，具体而言，涉及一种局部放电检测装置。

背景技术

局部放电是绝缘介质中的一种电气放电，这种放电仅限制在被测介质中一部分且只使导体间的绝缘局部桥接，这种放电可能发生或可能不发生于导体的邻近。电力设备绝缘中的某些薄弱部位在强电场的作用下发生局部放电是高压绝缘中普遍存在的问题。虽然局部放电一般不会引起绝缘的穿透性击穿，但可以导致电介质(特别是有机电介质)的局部损坏。若局部放电长期存在，在一定条件下会导致绝缘劣化甚至击穿。对电力设备进行局部放电试验，不但能够了解设备的绝缘状况，还能及时发现许多有关制造与安装方面的问题，确定绝缘故障的原因及其严重程度。因此，局部放电检测成为了关键问题。

常见的局部放电检测方法可以包括脉冲电流法、无线电干扰电压法、介质损耗分析法等。但是，现有技术中的局部放电检测方法通常对局部放电信号检测灵敏度低，造成无法准确地标定局部放电量以及精确定位局部放电位置。

针对现有技术对局部放电检测灵敏度低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种局部放电检测装置，以至少解决现有技术对局部放电检测灵敏度低的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种局部放电检测装置，包括：特高频天线传感器，用于获取特高频局部放电信号；射频带宽放大器，与特高频天线传感器相连接，用于对特高频局部放电信号进行带宽放大，并将特高频局部放电信号转化为特高频局部放电差分信号；窄带谐振抗混叠滤波器，与射频带宽放大器相连接，用于计算中心谐振频率和窄带频宽，并根据中心谐振频率和窄带频宽控制特高频局部放电差分信号位于目标阶次采样区；以及数字采集电路，用于在将目标阶次采样区内的特高频局部放电差分信号的频谱混叠到基带采样区，其中，数字采集电路的输入端与窄带谐振抗混叠滤波器的输出端之间设置有阻抗匹配电路。

进一步地，特高频天线传感器包括三阶Hilbert分形天线。

进一步地，三阶Hilbert分形天线的外围尺寸为30毫米，导线宽度为1毫米，馈电点到第一端点的距离为15.2毫米，电介质板的介电常数为4.4，电介质板的厚度为1.6毫米，电介质板的外围尺寸大于天线的外围尺寸。

进一步地，窄带谐振抗混叠滤波器为四阶带通滤波器，包括第一级谐振网络、第二级谐振网络、第三级谐振网络以及第四级谐振网络。

进一步地，第一级谐振网络中第一电容值为10.89pF，第二电容值和第三电容值均为8.481pF，第一电感值和第二电感值均为10.28nH，第二级谐振网络中第四电容值为28.45pF，第五电容值和第六电容值均为2.778pF，第三电感值和第四电感值均为23.72nH，第三级谐振网络中第七电容值为28.41pF，第八电容值和第九电容值均为2.995pF，第五电感值和第六电感值均为23.87nH，第四级谐振网络中第十电容值为10.69pF，第十一电容值和第十二电容值均为1.49pF，第七电感值和第八电感值均为55.7nH，第十三电容值为1.67pF。

进一步地，窄带谐振抗混叠滤波器的中心谐振频率为650MHz，窄带谐振抗混叠滤波器的窄带频宽为50MHz。

进一步地，窄带谐振抗混叠滤波器采用差分形式与射频带宽放大器的输出端保持阻抗匹配。

进一步地，窄带谐振抗混叠滤波器采用差分形式与数字采集电路的输入端保持阻抗匹配。

进一步地，将特高频局部放电差分信号的频谱从目标阶次采样区向基带采样区混叠的次数为偶数。

进一步地，由特高频天线传感器获取的特高频局部放电信号的频带范围为300MHz～3GHz。

本发明实施例中的局部放电检测装置包括：特高频天线传感器，射频带宽放大器，窄带谐振抗混叠滤波器以及数字采集电路，其中，特高频天线传感器设计为三阶Hilbert分形天线，选定工作频段的中心频率为650MHz，带宽50MHz，采用四阶Butterworth拓扑结构的抗混叠带通滤波器抑制带外频谱成分向低阶次Nyquist区的混叠效应。本发明实施例通过对特高频频段的局部放电信号进行匹配设计的欠采样数据采集，可以得到局部放电信号的慢变振荡信号，保留了信号的幅值强度和脉冲激发时间，作为局部放电谱图统计中的有效数据进行谱图模式识别分析，达到了在窄带频段上抑制常见的手机通讯干扰和背景白噪声，提升特高频局部放电测量的检测灵敏度，降低特高频局部放电测量系统的技术成本的技术效果，进而解决了现有技术对局部放电检测灵敏度低的技术问题。

附图说明