[发明专利]便携式GIS局部放电声电联合检测装置及其检测方法

权利要求书

1.一种便携式GIS局部放电声电联合检测装置，其包括用于测量GIS内部局部放电的电磁信号的外置式UHF传感器(1)、用于测量GIS内部局部放电产生的超声波信号的外置式超声波传感器(2)、连接所述外置式UHF传感器(1)和外置式超声波传感器(2)的信号调理设备(3)、连接所述信号调理设备(3)的采样设备(4)和用于无线连接的无线通信设备(5)，其特征在于：

所述外置式UHF传感器(1)安装在GIS盆式绝缘子外侧，所述信号调理设备(3)包括三级放大器(6)和带通滤波器(7)，其中，所述三级放大器(6)包括噪声系数小于0.8dB的低噪声的第一级放大器(8)、输出信号范围在-60dbm到-0dbm的第二级放大器(9)和输出信号范围在-40dbm到20dbm的第三级放大器(10)，所述采样设备(4)包括用于采样来自外置式UHF传感器(1)的UHF信号的FPGA芯片(11)和用于采样来自外置式超声波传感器(2)的超声波信号的AD采样单元(12)，其中，FPGA芯片(11)经由开关切换用于采集UHF信号的原始波形的高频模式和用于采集UHF信号的PRPD谱图的低频模式。

2.根据权利要求1所述的便携式GIS局部放电声电联合检测装置，其特征在于，优选的，当FPGA芯片(11)切换到高频模式时，所述FPGA芯片(11)通过缓存的方式保存幅值大于预定阈值的UHF信号，其中，设在所述FPGA芯片(11)中的DDR-SDRAM单元(13)进行UHF信号的数据短暂存储，当存储数据量满时，新采集的数据自动覆盖最早的数据，实现循环保存。

3.根据权利要求1所述的便携式GIS局部放电声电联合检测装置，其特征在于：当FPGA芯片(11)切换到高频模式时，FPGA芯片(11)的采样率为5GSa/S，输入带宽为2GHz，当FPGA芯片(11)切换到低频模式时，FPGA芯片(11)的采样率为5MSa/S，所述AD采样单元(12)采用LM97600模数转换器(14)实现单路5GSa/S采样，输入带宽2GHz。

4.根据权利要求1所述的便携式GIS局部放电声电联合检测装置，其特征在于：所述无线通信设备(5)为带有DSP芯片(15)的WiFi。

5.根据权利要求1所述的便携式GIS局部放电声电联合检测装置，其特征在于：当GIS盆式绝缘子外侧的连接法兰处无金属屏蔽带时，外置式UHF传感器(1)直接安装在GIS绝缘法兰上；当GIS连接法兰处有金属屏蔽带时，需先打开检测窗，将外置式UHF传感器(1)安装在检测窗处。

6.根据权利要求1所述的便携式GIS局部放电声电联合检测装置，其特征在于：外置式UHF传感器(1)的频带为300MHZ到1500MHZ，测量范围为-80dBm到-20dBm，灵敏度达到2pc，输出阻抗为50欧姆，外置式超声波传感器(2)的谐振频率为40kHz，检测频带为30～70kHz，灵敏度大于70dB。

7.根据权利要求1所述的便携式GIS局部放电声电联合检测装置，其特征在于：所述带通滤波器(7)为Chebyshev I型滤波器，其带宽为300Mhz至1500MHz。

8.根据权利要求1所述的便携式GIS局部放电声电联合检测装置，其特征在于：所述FPGA芯片(11)设有GTX高速串行收发器(16)，其最高速度达到6.5Gb/s。

9.根据权利要求1所述的便携式GIS局部放电声电联合检测装置，其特征在于：所述采样设备(4)包括存储器，所述存储器包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器EEPROM。

10.一种利用权利要求1-9中任一项所述的便携式GIS局部放电声电联合检测装置的检测方法，其步骤包括：

第一步骤中：外置式UHF传感器(1)测量的UHF信号经由信号调理设备(3)的放大滤波后在FPGA芯片(11)的高频模式得到UHF信号的原始波形；

第二步骤中：外置式UHF传感器(1)测量的UHF信号经由信号调理设备(3)的放大滤波后在切换后FPGA芯片(11)的低频模式得到UHF信号的PRPD谱图；

第三步骤中：外置式超声波传感器(1)测量的超声波信号经由信号调理设备(3)的放大滤波后通过AD采样单元(12)采样得到超声波信号；

第四步骤中：无线通信设备(5)通过DSP芯片(15)基于WIFI协议发送所述UHF信号的原始波形、PRPD谱图和超声波信号。