[发明专利]一种基于空间滤波法的超高频局部放电在线监测系统

摘要

本发明属于电力设备局部放电在线监测领域，特别涉及一种基于空间滤波法的超高频局部放电在线监测系统。本发明电路包括信号采集单元、信号处理单元、以及显控单元，通过在信号采集单元的外部罩设有用于滤除外界干扰信号的空间滤波罩，使信号采集单元免受外界的电磁干扰和噪声的影响，极大地提高了监测的灵敏度；所述空间滤波罩的频率选择表面滤波结构的频率选择范围为300MHz～3GHz，能够有效降低非工作频段的信号干扰；通过调整频率选择表面层的层数以及金属单元的尺寸大小，便于随时调整频率的选择范围，可以广泛应用到电磁波的各个频段中。

主权项

一种基于空间滤波法的超高频局部放电在线监测系统，包括信号采集单元(10)、信号处理单元(20)、以及显控单元(30)，其特征在于：所述信号采集单元(10)的外部罩设有用于滤除外界干扰信号的空间滤波罩(40)，所述信号采集单元(10)用于采集局部放电过程中所产生的放电信号，所述信号采集单元(10)的信号输出端通过传输电缆与所述信号处理单元(20)的信号输入端相连，所述信号处理单元(20)的信号输出端通过数据线与所述显控单元(30)的信号输入端相连；所述信号处理单元(20)包括信号放大滤波电路(21)、包络检波电路(22)、以及数据处理电路(23)，其中，信号放大滤波电路(21)，用于接收来自信号采集单元(10)并经由空间滤波罩(40)滤波后的放电信号，信号放大滤波电路(21)对所述放电信号进行放大滤波处理，所述信号放大滤波电路(21)的信号输出端连接包络检波电路(22)的信号输入端；包络检波电路(22)，用于对来自信号放大滤波电路(21)的放电信号进行频率变换，所述包络检波电路(22)的信号输出端连接数据处理电路(23)的信号输入端；数据处理电路(23)，用于对来自包络检波电路(22)的放电信号进行模数转换，将所述放电信号转换成为数字信号，并对所述数字信号进行数据处理分析，所述数据处理电路(23)的信号输出端连接显控单元(30)的信号输入端；所述显控单元(30)包括监控单元(31)和显示单元(32)，所述监控单元(31)用于对来自数据处理电路(23)的数字信号进行数据分析，并实现信号的在线监测；显示单元(32)用于对来自数据处理电路(23)的数字信号进行显示；所述信号放大滤波电路(21)包括第一运算放大器(AMP1)和第二运算放大器(AMP2)；所述第一运算放大器(AMP1)的正极信号输入端连接第五电阻(R5)、第六电阻(R6)的一端，所述第五电阻(R5)的另一端接地，所述第六电阻(R6)的另一端连接第七电阻(R7)的一端以及偏置电源(Vf)的正极，所述偏置电源(Vf)的负极接地，所述第七电阻(R7)的另一端连接第八电阻(R8)、第七电容(C7)的一端以及第二运算放大器(AMP2)的负极信号输入端，所述第八电阻(R8)、第七电容(C7)的另一端连接第二运算放大器(AMP2)的信号输出端以及包络检波电路(22)的信号输入端，所述第一运算放大器(AMP1)的负极信号输入端连接第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、以及第一电容(C1)的一端，所述第一电阻(R1)的另一端连接信号采集单元(10)的信号输出端，所述第二电阻(R2)、第一电容(C1)的另一端连接第一运算放大器(AMP1)的信号输出端以及第四电容(C4)的一端，所述第四电容(C4)的另一端连接第三电阻(R3)、第四电阻(R4)的一端，所述第三电阻(R3)的另一端接地，第四电阻(R4)的另一端连接第二运算放大器(AMP2)的正极信号输入端；所述第一运算放大器(AMP1)的负极电源端连接第一电源(VCC1)的负极和第二电容(C2)的一端，所述第二运算放大器(AMP2)的正极电源端连接第二电源(VCC2)的正极和第三电容(C3)的一端，所述第一电源(VCC1)的正极、第二电容(C2)的另一端、第二电源(VCC2)的负极、第三电容(C3)的另一端均接地；所述第一运算放大器(AMP1)的正极电源端连接第三电源(VCC3)的正极和第五电容(C5)的一端，所述第二运算放大器(AMP2)的负极电源端连接第四电源(VCC4)的负极和第六电容(C6)的一端，所述第三电源(VCC3)的负极、第五电容(C5)的另一端、第四电源(VCC4)的正极、第六电容(C6)的另一端均接地。