CN113567814A - 一种用于放电检测的多通道同步采集系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于放电检测的多通道同步采集系统，其技术特点是：包括控制面板、数据采集模块、多种局部放电传感器及信号调理电路；多种局部放电传感器实时监测电力设备的多种局部放电信号并将其转换为电流信号，信号调理电路将多种局部放电传感器输出的电流信号调理成电压信号，数据采集模块对信号调理电路输出的电压信号转换为数字信号后输出至控制面板，控制面板对数据采集模块输出的数字信号进行收集与处理。本发明设计合理，实现了电力设备局部放电的多物理量联合监测功能，具有适用性强、可实现多种物理信息同步检测、检测效率高等优点，提高了电力设备现场带电巡检质量，可广泛用于电力设备的局部放电监测和诊断领域。
Description
技术领域
本发明属于局部放电领域，涉及电力设备状态监测和故障诊断技术，尤其是一种用于放电检测的多通道同步采集系统。
背景技术
在电力设备内局部放电发生时，往往会伴随着声、热、光、电磁等多种形式的物理现象以及气体电离等化学反应。针对局部放电形成了多种多样的局部放电检测方法，比如通过检测红外线的热测量法，通过检测放电引起的声波信号的超声检测法，通过检测放电引起的光辐射信号的光测法，以及通过检测放电所激发电磁波的电磁波检测法等。目前对局部放电检测大多停留在单一物理量检测。
多物理量检测检测可提高局部放电检测的准确性和有效性。由于导致设备产生局部放电的原因很多，单一的检测方法并不能够对所有的局部放电类型都具备同样水平的检测灵敏度。比如目前广泛应用于实际现场的UHF检测法，虽然对于大部分局部放电激发的电磁波信号检测灵敏度极高，但是在检测电弧类放电时检测性能明显降低。但是光测法对于各类放电的检测效果只取决于其辐射光能量的大小，对于电弧类放电的检测灵敏度非常高。所以如果联合使用UHF法和光测法，就可以有效互补，能够更加全面准确地进行局部放电检测。然而在多物理量联合检测的过程中，需使用多个采集系统同时采集信号，这就造成局放检测复杂并可能导致检测不同步的现象。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于放电检测的多通道同步采集系统，能够高效率、准确地实现多种物理信息同步检测功能。
本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种用于放电检测的多通道同步采集系统，包括控制面板、数据采集模块、多种局部放电传感器及信号调理电路；所述多种局部放电传感器实时监测电力设备的多种局部放电信号并将其转换为电流信号，所述信号调理电路将多种局部放电传感器输出的电流信号调理成电压信号，所述数据采集模块对信号调理电路输出的电压信号转换为数字信号后输出至控制面板，所述控制面板对数据采集模块输出的数字信号进行收集与处理。
而且，所述局部放电传感器采用PMT传感器、HFCT传感器和UHF传感器，分别监测电力设备的光信号、脉冲电流信号和超高频信号。
而且，所述控制面板内部安装有数字处理器，该数字处理器中安装有信号处理算法，该信号处理算法对采集到的数字化信号进行计算分析，获取所需数据类型，通过将采集到的时间-幅值信号在同一周期内进行叠加，得到相位-幅值信息，然后相应计算出周期内平均放电量、放电脉冲重复率。
而且，所述控制面板设有交互装置，用于设置采集信号阈值以滤除采集过程中的低幅值干扰信号，根据信号幅值设置大小合适的采集精度，根据放电强度设置合适的信号采集时间；用于显示放电脉冲重复率、脉冲幅值、平均放电量信号分析结果，用于将所需数据保存并导出。
而且，所述数据采集模块采用块模式，并利用数据采集模块中的定时器，每隔一定时间对信号进行离散化采样和量化编码。
而且，所述信号调理电路由信号放大电路、低通滤波电路及I-U转换电路依次连接构成，传感器输出的电流信号经过信号放大、低通滤波及I-U转换电路变成电压信号，将传感器输出信号的频率调理至适合数据采集模块采集要求的频率范围，并利用I-U转换电路将信号转换为电压信号。
本发明的优点和积极效果是：
本发明设计合理，其采用多种类型的传感器同步监测电力设备的光信号、脉冲电流信号及超高频信号等，实现了电力设备局部放电的多物理量联合监测功能，具有适用性强、可实现多种物理信息同步检测、检测效率高等优点，提高了电力设备现场带电巡检质量，对缩短设备事故发现消缺的周期有显著的实际意义，可广泛用于电力设备的局部放电监测和诊断领域。
附图说明
图1为本发明的系统连接示意图；
图2为本发明的控制面板示意图；
图3为发明的数据采集模块流程图；
图4为本发明的调理电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。
一种用于放电检测的多通道同步采集系统，如图1所示，包括控制面板、数据采集模块、多种局部放电传感器及信号调理电路。所述多种局部放电传感器获取需要测量的局部放电信号并将其转换为电流信号，所述多种局部放电传感器输出的电流信号输出到信号调理电路，所述信号调理电路将电流信号调理成电压信号，所述信号调理电路输出的电压信号输出至数据采集模块，所述数据采集模块电压信号进行离散采样，将其转换为能够被电脑识别和处理的数字信号输出至控制面板，所述控制面板用于设置采集功能、处理信号并将所需数据保存及导出。
如图2所示，所述控制面板用于采集功能的设置，设置采集信号阈值以滤除采集过程中的低幅值干扰信号，根据信号幅值设置大小合适的采集精度从而更精确的获得局部放电信号，根据放电强度设置合适的信号采集时间等；用于显示放电脉冲重复率、脉冲幅值、平均放电量等信号分析结果；用于将所需数据保存并导出，如输出局部放电PRPD谱图、将放电脉冲幅值-相位信息保存至文档并输出等。
在控制面板内部安装有数字处理器，该数字处理器中安装有信号处理算法，该信号处理算法对采集到的离散化信号进行计算分析，获取所需数据类型，通过将采集到的时间-幅值信号在同一周期内进行叠加，得到相位-幅值信息，然后相应计算出周期内平均放电量、放电脉冲重复率等。
如图3所示，所述数据采集模块用于将电压信号进行离散化采样并转换为能够被电脑识别和处理的数字量信号，采用块模式，利用采集模块中的定时器，每隔一定时间对信号进行离散化采样和量化编码。
所述局部放电传感器可选取多种局部放电传感器，如PMT、HFCT、UHF传感器等，上述多通道采集系统可利用多种传感器对不同的局部放电物理量进行同步采集，传感器需满足输出的局部放电信号大小大于噪声干扰信号从而保证在滤除干扰信号的过程中可以保留局部放电信号。
如图4所示，所述信号调理电路连接在局部放电传感器的输出端，用于将传感器输出的电流信号经过信号放大、低通滤波及I-U转换电路变成电压信号，将传感器输出信号的频率调理至适合采集模块采集要求的频率范围，并利用I-U转换电路将信号转换为电压信号，用于后续采集模块进行采集。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
Claims (6)
1.一种用于放电检测的多通道同步采集系统，其特征在于：包括控制面板、数据采集模块、多种局部放电传感器及信号调理电路；所述多种局部放电传感器实时监测电力设备的多种局部放电信号并将其转换为电流信号，所述信号调理电路将多种局部放电传感器输出的电流信号调理成电压信号，所述数据采集模块对信号调理电路输出的电压信号转换为数字信号后输出至控制面板，所述控制面板对数据采集模块输出的数字信号进行收集与处理。
2.根据权利要求1所述的一种用于放电检测的多通道同步采集系统，其特征在于：所述局部放电传感器采用PMT传感器、HFCT传感器和UHF传感器，分别监测电力设备的光信号、脉冲电流信号和超高频信号。
3.根据权利要求1所述的一种用于放电检测的多通道同步采集系统，其特征在于：所述控制面板内部安装有数字处理器，该数字处理器中安装有信号处理算法，该信号处理算法对采集到的数字化信号进行计算分析，获取所需数据类型，通过将采集到的时间-幅值信号在同一周期内进行叠加，得到相位-幅值信息，然后相应计算出周期内平均放电量、放电脉冲重复率。
4.根据权利要求3所述的一种用于放电检测的多通道同步采集系统，其特征在于：所述控制面板设有交互装置，用于设置采集信号阈值以滤除采集过程中的低幅值干扰信号，根据信号幅值设置大小合适的采集精度，根据放电强度设置合适的信号采集时间；用于显示放电脉冲重复率、脉冲幅值、平均放电量信号分析结果，用于将所需数据保存并导出。
5.根据权利要求1所述的一种用于放电检测的多通道同步采集系统，其特征在于：所述数据采集模块采用块模式，并利用数据采集模块中的定时器，每隔一定时间对信号进行离散化采样和量化编码。
6.根据权利要求1所述的一种用于放电检测的多通道同步采集系统，其特征在于：所述信号调理电路由信号放大电路、低通滤波电路及I-U转换电路依次连接构成，传感器输出的电流信号经过信号放大、低通滤波及I-U转换电路变成电压信号，将传感器输出信号的频率调理至适合数据采集模块采集要求的频率范围，并利用I-U转换电路将信号转换为电压信号。
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