CN112098748A - 一种特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法，包括特高频智能传感模块接收由电力设备发出的局部放电特高频信号；对局部放电特高频信号进行滤波和放大，提高信噪比；特高频智能传感模块对局部放电特高频信号进行对数检波，提取原始信号的包络信号，降低信号的频率；通过对数检波和峰值保持之后，在MCU中进行处理，将每个工频周期的局部放电数据封装为一个数据帧将数据上传；局部放电脉冲信号提取模块对局部放电脉冲信号特征参数的实时提取；本发明通过对原始信号进行滤波和放大，提高信噪比，并对信号进行对数检波，提取原始信号的包络信号，降低信号的频率，就能使用成本较低，体积较小的MCU对其进行采集、节约系统成本。

Description

一种特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法

技术领域

本发明涉及局部放电检测领域，尤其是一种特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法。

背景技术

设备运行状态对于确保电网安全运行至关重要，目前电网公司主要方式为人工巡视、带电检测，然而存在两方面问题：1、人工巡视工作量大、效率低、成本高，导致巡视人员工作量繁重，巡视压力较大，电网规模快速增长与设备运维人员配置的矛盾日益突出；2、人工巡视存在巡视盲区，运维人员无法实现全天候、全时段、全方位巡视。

目前配电房设备带电检测与诊断方面主要存在运检人员工作量大、检测手段性价比低、老旧和易故障设备检测准确率低等问题。另外由于特高频传感器采集到的原始信号质量不高，含有大量噪声，信噪比较低，无法直接用于分析诊断。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例，在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有技术中所存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明所要解决的技术问题是特高频传感器采集到的原始信号质量不高，含有大量噪声，信噪比较低，无法直接用于分析诊断。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法，包括，特高频智能传感模块接收由电力设备发出的局部放电特高频信号；

特高频智能传感模块对局部放电特高频信号进行滤波和放大，提高信噪比；

特高频智能传感模块对局部放电特高频信号进行对数检波，提取原始信号的包络信号，降低信号的频率；

通过对数检波和峰值保持之后，在MCU中进行处理，将每个工频周期的局部放电数据封装为一个数据帧将数据上传；

局部放电脉冲信号提取模块对局部放电脉冲信号特征参数的实时提取。

作为本发明所述特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法的一种优选方案，其中：所述特高频智能传感模块对局部放电特高频信号进行滤波和放大包括，一级滤波、一级线性放大、二级滤波、二级线性放大；

所述一级滤波使用7阶带通滤波器，并采用Agilent 8722ES网络分析仪对开发的滤波器S21参数和S11参数进行了实际测试，在300MHz～1.5GHz内，滤波器的驻波比小于1.5。

作为本发明所述特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法的一种优选方案，其中：所述一级线性放大使用特高频放大器，包括输入保护电路、带通滤波器、低噪声放大器、包络检波电路；

所述输入保护电路防止外部瞬时高电压击穿输入带通滤波器电子元器件，带通滤波器滤除300MHz～1500MHz以外的带外噪声和GSM 900MHz通讯频率，低噪声放大器将输入的局部放电特高频信号加以放大，包络检波电路用于提取局部放电特高频信号的包络，将频率高达1.5GHz的信号转换为较低的信号频率，便于用常规的嵌入式数据采集单元进行数字量采集。

作为本发明所述特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法的一种优选方案，其中：所述对数检波将特高频信号解调成一个频率较低的包络信号，所述对数检波采用对数检波电路将频率为470MHz～870MHz的信号降低到MHz级。

作为本发明所述特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法的一种优选方案，其中：所述峰值保持的电路包括运算放大器、二极管、电容和电阻构成，经过峰值保持电路后的信号，连接到MCU的ADC采样管脚，在MCU中进行进一步的处理分析。

作为本发明所述特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法的一种优选方案，其中：所述局部放电脉冲信号特征参数的实时提取包括：使用局部放电脉冲信号提取模块进行局部放电脉冲信号提取，对所述局部放电脉冲信号设置识别窗格，输出放电脉冲特征数据流。

作为本发明所述特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法的一种优选方案，其中：所述局部放电脉冲信号提取模块包括高速ADC、FPGA和主控ARM芯片；

局部放电放电脉冲的包络检波波形经过调理输入到高速ADC，输出的连续数字信号流经过FPGA进行实时的特征提取，获得放电脉冲的波形特征参数，所述放电脉冲的三个基本波形特征参数为脉冲幅值、放电时间间隔Δt和放电间歇ΔT，利用这些基本的特征参数通过统计处理后可表现为统计参数二维或三维谱图的形式。

作为本发明所述特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法的一种优选方案，其中：所述局部放电脉冲信号识别窗格根据系统传输能力定义窗格宽度，在一个窗格宽度内仅输出一个有效放电脉冲的参数，这个脉冲是此窗格时间区间内最大的脉冲，也就是最显著的放电，对应每个窗格输出一个脉冲特征单元结构。

作为本发明所述特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法的一种优选方案，其中：所述脉冲特征单元结构包括脉冲编号、脉冲时间、脉冲峰值、上升宽度、下降宽度、脉冲时频特征参数、触发电平基本特征参数；

所述脉冲特征单元结构在时间域上按照周期为单位组织起来形成时间域上的数据流，所述脉冲单元结构是定长的，周期单元结构是不定长的，若周期单元结构内无脉冲特征单元，此时只输出窗格编号为0，其他字段全为0的脉冲单元，表示这个周期单元是空周期，空周期在的作用是使数据流在时间上连续。

作为本发明所述特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法的一种优选方案，其中：所述特高频智能传感模块的天线基板选用相对介电常数介质板材料为FR4，其相对介电常数为4.4，厚度3mm。

本发明的有益效果：通过对原始信号进行滤波和放大，提高信噪比，并对信号进行对数检波，提取原始信号的包络信号，降低信号的频率，就能使用成本较低，体积较小的MCU对其进行采集，在尽可能保留局部放电信号的关键信息的同时，降低信号的频率，节约系统成本，同时本发明设计的峰值保持电路降低了MCU的负担。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明提供的一种实施例所述的特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法中信号调理电路流程图；

图2为本发明提供的一种实施例所述的特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法中特高频信号放大器输入带通滤波器原理示意图；

图3为本发明提供的一种实施例所述的特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法中特高频信号放大器输入带通滤波器幅频特性仿真结果示意图；

图4为本发明提供的一种实施例所述的特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法中放大器级联示意图；

图5为本发明提供的一种实施例所述的特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法中对数检波电路图；

图6为本发明提供的一种实施例所述的特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法中放大器(SA)保护原理图；

图7为本发明提供的一种实施例所述的特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法中峰值保持电路图；

图8为本发明提供的一种实施例所述的特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法中局部放电基本特征参数提取示意图；

图9为本发明提供的一种实施例所述的特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法中局部放电脉冲特征数据流数据结构示意图；

图10为本发明提供的一种实施例所述的特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法中脉冲单元结构的特征参数示意图；

图11为本发明提供的一种实施例所述的特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法中对数周期传感器面板示意图；

图12为本发明提供的一种实施例所述的特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法中对数周期传感器反射系数仿真曲线图；

图13为本发明提供的一种实施例所述的特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法中对数周期传感器增益仿真曲线图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

再其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例

参照图1～13，本实施例提供了一种特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法，包括：

S1：特高频智能传感模块接收由电力设备发出的局部放电特高频信号；

S2：特高频智能传感模块对局部放电特高频信号进行滤波和放大，提高信噪比；

S3：特高频智能传感模块对局部放电特高频信号进行对数检波，提取原始信号的包络信号，降低信号的频率；

S4：通过对数检波和峰值保持之后，在MCU中进行处理，将每个工频周期的局部放电数据封装为一个数据帧将数据上传(MCU为微控制单元，采用现有技术，本发明不作赘述)；

S5：局部放电脉冲信号提取模块对局部放电脉冲信号特征参数的实时提取。

具体的，由于特高频传感器采集到的原始信号质量不高，含有大量噪声，信噪比较低，无法直接用于分析诊断。同时，原始信号频率很高，如果直接对其进行采样，需要价格昂贵，体积庞大的高速采集设备，为了解决这些问题，需要对原始信号进行滤波和放大，提高信噪比，并对信号进行对数检波，提取原始信号的包络信号，降低信号的频率。

其中，特高频智能传感模块对局部放电特高频信号的信号调理流程为：进行滤波和放大包括，一级滤波、一级线性放大、二级滤波、二级线性放大。

本发明一级滤波使用7阶带通滤波器，滤波器原理图及其幅频仿真特性如图2～3所示，并采用Agilent 8722ES网络分析仪对开发的滤波器S21参数和S11参数进行了实际测试，测试结果与仿真结果基本一致，在300MHz～1.5GHz内，滤波器的驻波比小于1.5(对应S11参数为-13.98dB)，达到设计要求。

进一步的，一级线性放大使用特高频放大器，特高频放大器是特高频局部放电信号检测的关键部件之一，其输入保护性能直接影响到系统的可靠性；带通滤波器的性能也会影响检测信号的真实性；放大器特性的好坏影响信噪比和检测灵敏度；包络检波器的性能也会影响包络信号的稳定性。

应说明的是，本发明中提到的UHF均为特高频信号。

一级线性放大的电路包括输入保护电路、带通滤波器、低噪声放大器、包络检波电路；输入保护电路防止外部瞬时高电压击穿输入带通滤波器电子元器件，带通滤波器滤除300MHz～1500MHz以外的带外噪声和GSM 900MHz通讯频率，低噪声放大器将输入的局部放电特高频信号加以放大，包络检波电路用于提取局部放电特高频信号的包络，以有效利用基于二极管的包络检波器的动态范围，包络检波电路用于提取局部放电特高频信号的包络，将频率高达1.5GHz的信号转换为较低的信号频率，便于用常规的嵌入式数据采集单元进行数字量采集。

其中，特高频耦合器接收到的局部放电信号功率约为-85dBm～-15dBm(分贝毫瓦)，采用二极管的包络检波电路的灵敏度不高于-40dBm，因此在包络检波之前必须先使用低噪声放大器(LNA)将特高频信号放大。带通滤波器等电路有一定的功率损耗，特高频放大器的最大放大倍数设计为50dB，单级放大器显然不能满足要求；如见图4，因此放大电路采用多级级联，并被设计成可控放大，低噪声放大器连接至第一个射频放大器(RF AMP1)，第一个射频放大器(RF AMP1)再连接至第二个射频放大器(RF AMP2)，然后发送至包络检波电路输出包络信号。如图6，UHF传感器为特高频信号传感器，就保护电路的设计而言，由断路器开关的开关暂态过程产生的问题比高压测试中闪络暂态过程产生的更多。放大器带有附加的无源保护，使自关断电路的高频特性得到了优化，集成了这些保护电路，放大器可以和监测系统中的传感器直接相连。

进一步的，由于特高频局部放电信号频率很高，经过了带通滤波器后，信号频率在470MHz～870MHz的范围内。如果直接对该信号其进行采样，根据奈奎斯特采样定律，需要保证1.7GHz以上的采样率，然而，能够满足需求的高速采集设备价格昂贵，体积庞大，经济性较差，且使用不便，影响现场检测的工作效率。为了解决这一问题，就需要设计检波电路，当GIS设备内部发生局部放电时，信号在GIS腔内产生谐振，激发出的电磁波为经过多次折、反射形成的振荡信号，与调幅信号类似，因此可以参考调幅信号的处理方法，

对数检波将特高频信号解调成一个频率较低的包络信号，所述对数检波采用对数检波电路将频率为470MHz～870MHz的信号降低到MHz级。在局部放电的诊断中，最关键的信息是信号的幅值和相位，检波只改变信号的频率和波形，因此经过处理后的信号仍然可以充分反映局部放电的特征。因此，用检波电路对信号进行处理，就能使用成本较低，体积较小的MCU对其进行采集，在尽可能保留局部放电信号的关键信息的同时，降低信号的频率，节约系统成本。与二极管检波电路相比，对数检波电路有更大的动态范围，在动态范围内的线性特性和温度稳定性也能够保持稳定。最关键的是，对数检波电路的输出电压与输入电压成正比，具有对数响应特性。因此本发明采用对数检波电路来对信号进行处理，项目设计的对数检波电路如图5所示，频率为470MHz～870MHz的信号在经过对数检波电路后，频率能够降低到MHz级。

进一步的，峰值保持电路是一种输出电压跟随输入电压变化、能够反映信号的峰值并将峰值维持一段时间的电路。当特高频局部放电信号经过对数检波电路后，虽然其频率大大降低，数量级为MHz，然而，得到的信号是一个非常窄的脉冲，对于MCU来说，仍然需要数MHz的采样率。为了解决这一问题，降低MCU的负担，就需要使设计一个峰值保持电路。

具体的，如图7，峰值保持的电路包括运算放大器、二极管、电容和电阻构成，经过峰值保持电路后的信号，连接到MCU的ADC采样管脚，在MCU中进行进一步的处理分析；其工作原理为：当输入脉冲信号处于峰值或接近峰值时，如图7所示，图中左侧运算放大器P1的2号脚电压等于输入电压值，三个二极管D3、D4、D5均处于正向导通状态，C14处于充电状态。由于反馈电路的存在，二极管的压降被抵消，所以右侧运算放大器P2此时的输出电压值就约等于输入电压值。当输入信号电压下降到某一临界点后，二极管突然反向截止，电容C14经过电阻R15放电，两端电压也开始下降，但是下降速度相对比较缓慢，因此右侧运算放大器的输出电压的下降速度也比输入电压下降速度慢得多，这样就延长了脉冲信号的持续时间。电路中运算放大器的作用是使电容与外部电路间处于虚断关系，避免电容放电对前后的电路造成影响，反馈的作用是抵消三个二极管的压降。经过峰值保持电路后的信号，脉宽大约为10s，适合连接到MCU的ADC采样管脚，在MCU中进行进一步的处理分析。

进一步的，所述局部放电脉冲信号特征参数的实时提取包括：使用局部放电脉冲信号提取模块进行局部放电脉冲信号提取，对所述局部放电脉冲信号设置识别窗格，输出放电脉冲特征数据流。

具体的，所述局部放电脉冲信号提取模块包括高速ADC、FPGA和主控ARM芯片；局部放电放电脉冲的包络检波波形经过调理输入到高速ADC，输出的连续数字信号流经过FPGA进行实时的特征提取，获得放电脉冲的波形特征参数，对于特高频、超声检测来说，

局部放电放电脉冲的三个基本波形特征参数为脉冲幅值、放电时间间隔Δt和放电间歇ΔT，利用这些基本的特征参数通过统计处理后可表现为统计参数二维或三维谱图的形式，三个基本特征参数的定义如图8所示。

应说明的是，ADC输出的连续数据流送入FPGA的脉冲识别单元进行处理，脉冲波形向上穿越当前触发电平时处于捕获状态，脉冲波形向下穿越当前触发电平时退出捕获状态。捕获状态下的最大值为该脉冲的峰值，捕获态时间长度为脉冲宽度，捕获态开始点到峰值点距离为上升时间，峰值点到捕获态退出时刻距离为下降时间。这里的时间都是用采样间隔计数的，比如20M采样率就是50ns。脉冲宽度可以用于粗略甄别通讯信号和有效放电脉冲，其特征是有效放电脉冲的最大宽度仅在一定数值范围内，而通讯干扰信号的宽度往往比较大。除开上述三个统计特征参数外，上升时间、下降时间、峰值和触发电平等数据可以用于粗略计算出放电包络脉冲波形的半高宽度和三角形状参数，这个特性或许对多放电源、不同放电机理具备一定甄别能力，可以结合研究结论用于未来系统诊断中多放电源甄别和统计，也可能用于识别不同放电机理的放电特征。

进一步的，局部放电脉冲是一种幅度动态范围极大，出现频度也相当不确定的自然随机过程，有时局部放电脉冲稀少，有时却可能脉冲频繁。为了不致由于脉冲过分频繁导致硬件数据传输阻塞系统总线和软件，本发明设计了“窗格”概念，局部放电脉冲信号识别窗格根据系统传输能力定义窗格宽度，在一个窗格宽度内仅输出一个有效放电脉冲的参数，这个脉冲是此窗格时间区间内最大的脉冲，也就是最显著的放电，对应每个窗格输出一个脉冲特征单元结构。

FPGA脉冲识别单元本身对输入信号的每一个都进行了识别，所以在脉冲特征单元结构内增加了一个有效脉冲个数的数据项，用于描述本窗格内满足触发条件的脉冲个数。这个特征可以用于与脉冲N有关的统计算法，也可通过此判断窗格设置的合理性，分析系统成熟速率瓶颈等。

减小窗格宽度，就增加了工频周期内的窗格数量，也就增加了输出数据流可表达的有效脉冲特征单元数量，减少了丢失脉冲特征细节的脉冲个数，提高了统计有效性。但这一切都取决于系统软硬件处理能力和高压设备发电频度，需要根据具体需求和场合，由系统设计者或用户进行调整。

进一步的，放电脉冲特征数据流的最小单位是脉冲特征单元结构，脉冲特征单元结构包括脉冲编号、脉冲时间、脉冲峰值、上升宽度、下降宽度、脉冲时频特征参数、触发电平基本特征参数；脉冲特征单元结构在时间域上按照周期为单位组织起来形成时间域上的数据流，如图9所示，所述脉冲单元结构是定长的，周期单元结构是不定长的，若周期单元结构内无脉冲特征单元，此时只输出窗格编号为0，其他字段全为0的脉冲单元，表示这个周期单元是空周期，空周期在的作用是使数据流在时间上连续。

脉冲单元结构的特征参数描述如图10所示。其中，本征特征量是半波宽度，需要根据脉冲单元结构体中wPeak，wRisingWidth，wFallingWidth，wTrigLevel几个参量，根据相似三角形方法求取。

优选的，所述特高频智能传感模块的天线基板选用相对介电常数介质板材料为FR4，其相对介电常数为4.4，厚度3mm。由于局部放电信号频率成分高达数GHz，且信号在传播过程中存在衰减，因此要求检测传感器有足够的带宽范围和很高的灵敏度。由于局部放电特高频信号的带宽为300MHz--3GHz，且集中出现在1.1GHz附近，因此，选取传感器的带宽范围为1000MHz-2.0GHz，这样不仅有利于局部放电信号的特高频检测，同时剔除了局部放电环境中的低频干扰，利用对数周期天线的非频变原理中天线下限频率fmin＝C/λmax，La＝0.5*λmax得到长度La＝13cm，由于安装处的盆式绝缘子其尺寸的大多在5cm左右，得到宽度Lb＝4.5cm；计算得到各个齿形宽度，于是天线基板选用相对介电常数介质板材料为FR4，其相对介电常数为4.4，厚度3mm，传感器基板设计如图11所示，其中：

天线各组成部分材料见表1所示，

表1天线各组成部分材料参数

序号	名称	材料	备注
				1	介质层	FR4	介电常数4.4
2	面板金属贴片	理想导体	厚度0.5OZ
				3	馈线	双层屏蔽线	长度15cm
4	N型接头	不锈钢	母

仿真试验研究了天线的重要参数：反射系数及增益曲线，其曲线见下列数据图12～13所示。由图12，仿真计算传感器在1100-1800MHz有多个谐振频点。由图13，传感器在500-3000MHz内增益大于2.5dB，达到检测传感器有足够的带宽范围和很高的灵敏度的效果。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法，其特征在于：包括，

特高频智能传感模块接收由电力设备发出的局部放电特高频信号；

特高频智能传感模块对局部放电特高频信号进行滤波和放大，提高信噪比；

特高频智能传感模块对局部放电特高频信号进行对数检波，提取原始信号的包络信号，降低信号的频率；

通过对数检波和峰值保持之后，在MCU中进行处理，将每个工频周期的局部放电数据封装为一个数据帧将数据上传；

局部放电脉冲信号提取模块对局部放电脉冲信号特征参数的实时提取。

2.根据权利要求1所述的特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法，其特征在于：所述特高频智能传感模块对局部放电特高频信号进行滤波和放大包括，一级滤波、一级线性放大、二级滤波、二级线性放大；

所述一级滤波使用7阶带通滤波器，并采用Agilent 8722ES网络分析仪对开发的滤波器S21参数和S11参数进行了实际测试，在300MHz～1.5GHz内，滤波器的驻波比小于1.5。

3.根据权利要求2所述的特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法，其特征在于：所述一级线性放大使用特高频放大器，包括输入保护电路、带通滤波器、低噪声放大器、包络检波电路；

所述输入保护电路防止外部瞬时高电压击穿输入带通滤波器电子元器件，带通滤波器滤除300MHz～1500MHz以外的带外噪声和GSM 900MHz通讯频率，低噪声放大器将输入的局部放电特高频信号加以放大，包络检波电路用于提取局部放电特高频信号的包络，将频率高达1.5GHz的信号转换为较低的信号频率，便于用常规的嵌入式数据采集单元进行数字量采集。

4.根据权利要求1～3任一所述的特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法，其特征在于：所述对数检波将特高频信号解调成一个频率较低的包络信号，所述对数检波采用对数检波电路将频率为470MHz～870MHz的信号降低到MHz级。

5.根据权利要求4所述的特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法，其特征在于：所述峰值保持的电路包括运算放大器、二极管、电容和电阻构成，经过峰值保持电路后的信号，连接到MCU的ADC采样管脚，在MCU中进行进一步的处理分析。

6.根据权利要求5所述的特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法，其特征在于：所述局部放电脉冲信号特征参数的实时提取包括：使用局部放电脉冲信号提取模块进行局部放电脉冲信号提取，对所述局部放电脉冲信号设置识别窗格，输出放电脉冲特征数据流。

7.根据权利要求6所述的特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法，其特征在于：所述局部放电脉冲信号提取模块包括高速ADC、FPGA和主控ARM芯片；

局部放电放电脉冲的包络检波波形经过调理输入到高速ADC，输出的连续数字信号流经过FPGA进行实时的特征提取，获得放电脉冲的波形特征参数；所述放电脉冲的三个基本波形特征参数为脉冲幅值、放电时间间隔Δt和放电间歇ΔT，利用这些基本的特征参数通过统计处理后可表现为统计参数二维或三维谱图的形式。

8.根据权利要求7所述的特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法，其特征在于：所述局部放电脉冲信号识别窗格根据系统传输能力定义窗格宽度，在一个窗格宽度内仅输出一个有效放电脉冲的参数，这个脉冲是此窗格时间区间内最大的脉冲，也就是最显著的放电，对应每个窗格输出一个脉冲特征单元结构。

9.根据权利要求8所述的特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法，其特征在于：所述脉冲特征单元结构包括脉冲编号、脉冲时间、脉冲峰值、上升宽度、下降宽度、脉冲时频特征参数、触发电平基本特征参数；

所述脉冲特征单元结构在时间域上按照周期为单位组织起来形成时间域上的数据流，所述脉冲单元结构是定长的，周期单元结构是不定长的，若周期单元结构内无脉冲特征单元，此时只输出窗格编号为0，其他字段全为0的脉冲单元，表示这个周期单元是空周期，空周期在的作用是使数据流在时间上连续。

10.根据权利要求9所述的特高频传感器对配电网开关柜局部放电的检测方法，其特征在于：所述特高频智能传感模块的天线基板选用相对介电常数介质板材料为FR4，其相对介电常数为4.4，厚度3mm。

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