CN117192311B - 放电检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种放电检测装置及方法，可以应用于放电检测技术领域。该装置包括：电磁耦合检测模块，配置为对待检测设备进行电压检测得到第一电压信号，根据第一电压信号确定第一输出信号；电磁波检测模块，配置为对待检测设备进行高频电磁波检测得到高频电磁波信号，根据高频电磁波信号确定第二输出信号；振动检测模块，配置为对待检测设备进行振动检测得到振动信号，根据振动信号确定第三输出信号；数据处理模块，配置为生成检测启动信号；超声波检测模块，配置为对待检测设备进行超声波检测，得到超声波检测数据；特高频检测模块，配置为对待检测设备进行特高频电磁波检测，得到特高频电磁波检测数据。

Description

放电检测装置及方法

技术领域

本发明涉及放电检测技术领域，尤其涉及一种放电检测装置及方法。

背景技术

气体绝缘开关（Gas Insulation Switchgear，GIS）设备因安全系数高、占地空间小、维修周期长、灭弧性能好等优点被广泛应用于电力系统中。GIS设备在使用过程中会出现局部放电现象，如果不及时发现，就会发展为击穿放电故障。

在实现本发明构思的过程中，发明人发现相关技术中至少存在如下问题：相关技术中对GIS设备的放电现象进行检测的可靠性较低，容易发生漏检测和误检测。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种放电检测装置及方法。

根据本发明的第一个方面，提供了一种放电检测装置，包括：

电磁耦合检测模块，配置为对待检测设备进行电压检测得到第一电压信号，并根据上述第一电压信号确定第一输出信号；

电磁波检测模块，配置为对上述待检测设备进行高频电磁波检测得到高频电磁波信号，并根据上述高频电磁波信号确定第二输出信号；

振动检测模块，配置为对上述待检测设备进行振动检测得到振动信号，并根据上述振动信号确定第三输出信号；

数据处理模块，配置为根据上述第一输出信号、上述第二输出信号和上述第三输出信号，生成检测启动信号；

超声波检测模块，配置为根据上述检测启动信号对上述待检测设备进行超声波检测，得到超声波检测数据；

特高频检测模块，配置为根据上述检测启动信号对上述待检测设备进行特高频电磁波检测，得到特高频电磁波检测数据。

根据本发明的实施例，上述电磁耦合检测模块包括高压平板电极单元、同轴波导匹配段单元、低压臂电容单元和阻容分压器单元；

其中，上述高压平板电极单元与上述待检测设备连接，配置为与上述待检测设备形成高压臂电容；

上述同轴波导匹配段单元与上述高压平板电极单元连接，配置为与上述高压平板电极单元形成阻抗匹配；

上述低压臂电容单元与上述同轴波导匹配段单元连接，配置为产生低压臂电容，并与上述高压臂电容组成电容分压结构，以便对上述待检测设备进行电压检测，得到中间第一电压信号；

上述阻容分压器单元与上述低压臂电容单元连接，配置为对上述中间第一电压信号进行分压，得到上述第一电压信号，并根据上述第一电压信号和第一预设阈值确定上述第一输出信号。

根据本发明的实施例，上述电磁波检测模块包括电磁波感应天线单元、电光转换单元和光电转换单元；

其中，上述电磁波感应天线单元与上述待检测设备连接，配置为对上述待检测设备进行高频电磁波检测，得到上述高频电磁波信号，并根据上述高频电磁波信号产生第二电压信号；

上述电光转换单元与上述电磁波感应天线单元连接，配置为接收上述第二电压信号，并根据上述第二电压信号和第二预设阈值生成光信号；

上述光电转换单元与上述电光转换单元连接，配置为接收上述光信号，并根据上述光信号确定上述第二输出信号。

根据本发明的实施例，上述振动检测模块包括压电式加速度传感器单元、电荷放大器单元和恒压直流适配器单元；

其中，上述压电式加速度传感器单元与上述待检测设备连接，配置为对上述待检测设备中产生的振动进行振动检测，得到振动信号；

上述电荷放大器单元与上述压电式加速度传感器单元连接，配置为接收上述振动信号，并根据上述振动信号得到电流信号；

上述恒压直流适配器单元与上述电荷放大器单元连接，配置为根据上述电流信号确定第三电压信号，并根据上述第三电压信号和第三预设阈值确定上述第三输出信号。

根据本发明的实施例，上述超声波检测模块包括超声波传感单元、差分放大光电检测单元和光相位解调单元；

其中，上述超声波传感单元，配置为根据上述检测启动信号对上述待检测设备进行超声波检测，得到超声波信号；

上述差分放大光电检测单元与上述超声波传感单元连接，配置为对上述超声波信号进行转换，得到第四电压信号；

上述光相位解调单元与上述差分放大光电检测单元连接，配置为对上述第四电压信号进行信号处理，得到上述超声波检测数据。

根据本发明的实施例，上述特高频检测模块包括特高频天线单元和特高频检波器单元；

其中，上述特高频天线单元，配置为根据上述检测启动信号对上述待检测设备进行特高频电磁波检测，得到特高频电磁波信号；以及

上述特高频检波器单元，配置为对上述特高频电磁波信号进行处理，得到上述特高频电磁波检测数据。

根据本发明的实施例，上述特高频检测模块还包括电压限幅器单元和双屏蔽同轴电缆单元；

上述电压限幅器单元，配置为在上述特高频电磁波信号大于或等于第四预设阈值的情况下，将上述第四预设阈值作为上述特高频电磁波信号输出值上述特高频检波器单元，在上述特高频电磁波信号小于上述第四预设阈值的情况下，将上述特高频电磁波信号输出至上述特高频检波器单元；

上述双屏蔽同轴电缆单元，配置为将上述特高频电磁波信号输出至上述特高频检波器单元。

根据本发明的实施例，上述高压平板电极单元包括高压平板电极，上述高压平板电极为直径5cm、厚度4mm的圆形金属极板，上述高压平板电极的边缘进行倒角。

根据本发明的实施例，上述电光转换单元包括高通滤波器、电压比较器和电光转换芯片；

其中，上述高通滤波器与上述电磁波感应天线单元连接，配置为接收上述第二电压信号，并对上述第二电压信号进行滤波，得到滤波电压信号；

上述电压比较器与上述高通滤波器连接，配置为对上述滤波电压信号与上述第二预设阈值进行比较，得到第二预设阈值比较结果；以及

上述电光转换芯片与上述电压比较器连接，配置为根据上述第二预设阈值比较结果生成上述光信号。

本发明的第二方面提供了一种放电检测方法，上述方法包括：

对待检测设备进行电压检测得到第一电压信号，并根据上述第一电压信号确定第一输出信号；

对上述待检测设备进行高频电磁波检测得到高频电磁波信号，并根据上述高频电磁波信号确定第二输出信号；

对上述待检测设备进行振动检测得到振动信号，并根据上述振动信号确定第三输出信号；

根据上述第一输出信号、上述第二输出信号和上述第三输出信号，生成检测启动信号；

根据上述检测启动信号对上述待检测设备进行超声波检测，得到超声波检测数据；

根据上述检测启动信号对上述待检测设备进行特高频电磁波检测，得到特高频电磁波检测数据。

根据本发明提供的放电检测装置和方法，通过对待检测设备在电压、振动、高频电磁波三方面进行检测，得到第一输出信号、第二输出信号和第三输出信号，并根据第一输出信号、第二输出信号和第三输出信号，生成检测启动信号。由于从三个方面对待检测设备的放电信号进行检测，提高了对待检测设备是否出现放电现象的检测准确性。通过对待检测设备进行超声波检测和特高频电磁波检测，得到超声波检测数据和特高频电磁波检测数据。避免了单一放电检测方法导致待检测设备的放电检测被漏检测或者误检测，提升对待检测设备的放电检测的可靠性。

具体实施方式

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述内容以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出了根据本发明实施例的放电检测装置的框图；

图2示出了根据本发明实施例的电磁耦合检测模块的框图；

图3示出了根据本发明实施例的电磁波检测模块的框图；

图4示出了根据本发明实施例的振动检测模块的框图；

图5示出了根据本发明实施例的超声波检测模块的框图；

图6示出了根据本发明实施例的特高频检测模块的框图；

图7示出了根据本发明实施例的放电检测方法的流程图。

实施方式

以下，将参照附图来描述本发明的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本发明实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本发明。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语（包括技术和科学术语）具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释（例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等）。

在GIS设备制造、运输、安装及断路器分合闸操作过程中，不可避免地会在断路器气室内引入金属颗粒。隔离开关动作时，由于触头运动速度慢且不具备灭弧能力，会形成高频操作过电压。在高频过电压的激励下，断路器气室的金属颗粒可能发生运动，当金属颗粒运动到绝缘子表面，将引发电荷积聚，导致局部场强集中，形成绝缘薄弱环节，最终发生绝缘闪络。发生闪络后，电极间的电压迅速下降到零或接近于零。闪络通道中的火花或电弧使绝缘表面局部过热造成炭化，损坏表面绝缘。因此，金属颗粒通常会被认为是引发闪络故障的重要原因。GIS设备常采用特高频检测法对气室中的金属颗粒等绝缘缺陷引发的局部放电进行检测，以提前发现设备潜在的绝缘风险，避免发展为击穿放电故障。为实现高频过电压激励下对GIS局部放电信号的有效采集，需要稳定可靠的触发和传感手段。在触发手段方面，放电检测的触发主要采用手动触发、过电压信号边沿触发或外部电磁波触发等单一手段，存在漏触发和误触发的问题。在局部放电信号传感方面，传统的特高频法无法检测金属颗粒运动产生的声信号，当金属颗粒放电量极低时无法有效检测；而声测法在金属颗粒运动检测上具有显著优势，但是仅依靠声信号无法反映放电次数和严重程度。

金属颗粒在GIS设备的运行电压下通常状态稳定，常静止在GIS设备的壳体底部或吸附在绝缘子表面，不会引发局部放电或放电量极低，导致在线监测的特高频传感器难以发现其存在，无法有效对放电故障进行预警。此外，隔离开关操作会引起高频过电压，同时产生高频电磁波，其频带与特高频传感器检测频带重叠，极易造成特高频传感器误报。

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种放电检测装置，该装置包括：电磁耦合检测模块，配置为对待检测设备进行电压检测得到第一电压信号，并根据第一电压信号确定第一输出信号。电磁波检测模块，配置为对待检测设备进行高频电磁波检测得到高频电磁波信号，并根据高频电磁波信号确定第二输出信号。振动检测模块，配置为对待检测设备进行振动检测得到振动信号，并根据振动信号确定第三输出信号。数据处理模块，配置为根据第一输出信号、第二输出信号和第三输出信号，生成检测启动信号。超声波检测模块，配置为根据检测启动信号对待检测设备进行超声波检测，得到超声波检测数据。特高频检测模块，配置为根据检测启动信号对待检测设备进行特高频电磁波检测，得到特高频电磁波检测数据。

图1示出了根据本发明实施例的放电检测装置的框图。

如图1所示，该实施例的放电检测装置100包括电磁耦合检测模块110、电磁波检测模块120、振动检测模块130、数据处理模块140、超声波检测模块150和特高频检测模块160。

电磁耦合检测模块110，配置为对待检测设备进行电压检测得到第一电压信号，并根据第一电压信号确定第一输出信号。

电磁波检测模块120，配置为对待检测设备进行高频电磁波检测得到高频电磁波信号，并根据高频电磁波信号确定第二输出信号。

振动检测模块130，配置为对待检测设备进行振动检测得到振动信号，并根据振动信号确定第三输出信号。

数据处理模块140，配置为根据第一输出信号、第二输出信号和第三输出信号，生成检测启动信号。

超声波检测模块150，配置为根据检测启动信号对待检测设备进行超声波检测，得到超声波检测数据。

特高频检测模块160，配置为根据检测启动信号对待检测设备进行特高频电磁波检测，得到特高频电磁波检测数据。

根据本发明的实施例，被检测设备可以是GIS设备。

根据本发明的实施例，电磁耦合检测模块可以对待检测设备内部的电压进行检测，得到第一电压信号。待检测设备在放电或者不放电的情况下，第一电压信号的大小可以是不同的，因此，第一电压信号可以反映待检测设备出现放电现象或者不出现放电现象的情况。

根据本发明的实施例，待检测设备出现放电现象可以是GIS设备的局部放电现象。

根据本发明的实施例，电磁波检测模块可以是对待检测设备辐射出的高频电磁波进行检测得到高频电磁波信号的模块。待检测设备在出现放电现象或者不出现放电现象的情况下，高频电磁波的大小可以是不同的，因此，检测得到的高频电磁波信号可以反映待检测设备出现放电现象或者不出现放电现象的情况。

根据本发明的实施例，高频电磁波可以是频率在100kHz～300MHz之间的电磁波。

根据本发明的实施例，待检测设备可以包括隔离开关。在隔离开关进行闭合或者打开的情况下，待检测设备会产生振动，因此，振动检测模块可以是对待检测设备的振动进行检测得到振动信号的模块。由于待检测设备的振动可能会引起金属颗粒的运动，而金属颗粒运动到绝缘子表面，将引发电荷积聚，导致局部场强集中。因此，在待检测设备发生振动的情况下，也存在出现放电现象的可能性，可以对待检测设备进行振动检测。

根据本发明的实施例，第一输出信号可以是在第一电压信号表示待检测设备存在出现放电现象的情况下确定的，第二输出信号可以是在高频电磁波信号表示待检测设备存在出现放电现象的情况下确定的，第三输出信号可以是在振动信号表示待检测设备存在出现放电现象的情况下确定的。

根据本发明的实施例，可以在第一输出信号、第二输出信号和第三输出信号均表示待检测设备存在出现放电现象可能性的情况下生成检测启动信号。还可以在第一输出信号、第二输出信号和第三输出信号中至少两个表示待检测设备存在出现放电现象可能性的情况下生成检测启动信号。

根据本发明的实施例，检测启动信号可以是用于使超声波检测模块和特高频频检测模块进行检测的信号。

根据本发明的实施例，在待检测设备出现放电现象的情况下，会产生超声波，因此，可以利用超声波检测模块对待检测设备进行超声波检测，得到超声波检测数据。

根据本发明的实施例，待检测设备在放电的情况下，会产生具有很高的频率的特高频电磁波信号，因此，可以利用特高频检测模块对待检测设备进行特高频电磁波检测，得到特高频电磁波检测数据。

根据本发明的实施例，特高频电磁波可以是频率在300MHz~3000MHz之间的电磁波。

根据本发明的实施例，通过对待检测设备在电压、振动、高频电磁波三方面进行检测，得到第一输出信号、第二输出信号和第三输出信号，并根据第一输出信号、第二输出信号和第三输出信号，生成检测启动信号。由于从三个方面对待检测设备的放电信号进行检测，提高了对待检测设备是否出现放电现象的检测准确性。通过对待检测设备进行超声波检测和特高频电磁波检测，得到超声波检测数据和特高频电磁波检测数据。避免了单一放电检测方法导致待检测设备的放电现象检测被漏检测或者误检测，提升对待检测设备的放电检测的可靠性。

图2示出了根据本发明实施例的电磁耦合检测模块的框图。

如图2所示，电磁耦合检测模块110可以包括高压平板电极单元211、同轴波导匹配段单元212、低压臂电容单元213和阻容分压器单元214。

高压平板电极单元211与待检测设备连接，配置为与待检测设备形成高压臂电容。

同轴波导匹配段单元212与高压平板电极单元211连接，可以配置为与高压平板电极单元形成阻抗匹配。

低压臂电容单元213与同轴波导匹配段单元212连接，可以配置为产生低压臂电容，并与高压臂电容组成电容分压结构，以便对待检测设备进行电压检测，得到中间第一电压信号。

阻容分压器单元214与低压臂电容单元213连接，可以配置为对中间第一电压信号进行分压，得到第一电压信号，并根据第一电压信号和第一预设阈值确定第一输出信号。

根据本发明的实施例，高压平板电极单元可以通过同轴波导匹配段单元与低压臂电容单元相连。低压臂电容单元可以通过BNC接头连接至阻容分压器单元，阻容分压器单元通过同轴电缆连接至数据处理模块。

根据本发明的实施例，高压平板电极单元可以包括高压平板电极，高压平板电极可以是直径5cm、厚度4mm的圆形金属极板，高压平板电极的边缘可以进行倒角以降低曲率，防止电场集中出现局部放电现象。

根据本发明的实施例，高压平板电极可以通过待检测设备气室的手窗安装在罐体上，高压平板电极的法向与待检测设备中的高压导杆垂直安装，高压平板电极的极板表面正对待检测设备中的高压导杆，二者形成电容分压结构的高压臂电容。

根据本发明的实施例，同轴波导匹配段单元可以与高压平板电极的背面相连，可以对高压平板电极进行波阻抗匹配，防止高频过电压出现折反射从而发生畸变。

根据本发明的实施例，低压臂电容单元的电容值可以为2nF，从而可以有效覆盖准直流-100MHz，并与高压臂电容组成电容分压结构，将待检测设备中的高压导杆上的高电压转换为可被测量的低电压。为了降低杂散电感，低压臂电容可以采用4个500pF贴片电容并联的方式进行焊接，电容采用全金属屏蔽结构防止电磁干扰。

根据本发明的实施例，阻容分压器单元可以采用电容和电阻匹配分压的方式，其阻抗为10MΩ，分压比为10:1，用于进一步降低低压臂电容输出的传感信号，防止第一电压的电压过高超出数据处理模块的量程。并且提高了电磁耦合检测模块对于过电压高频分量的响应。

根据本发明的实施例，可以对第一电压信号和第一预设阈值进行比较，在第一电压信号大于第一预设阈值的情况下，可以确定第一输出信号表示待检测设备存在放电风险，在第一电压信号小于第一预设阈值的情况下，可以确定第一输出信号表征待检测设备不存在放电风险。

图3示出了根据本发明实施例的电磁波检测模块的框图。

如图3所示，电磁波检测模块120可以包括电磁波感应天线单元321、电光转换单元322和光电转换单元323。

电磁波感应天线单元321与待检测设备连接，可以配置为对待检测设备进行高频电磁波检测，得到高频电磁波信号，并根据高频电磁波信号产生第二电压信号。

电光转换单元322与电磁波感应天线单元321连接，可以配置为接收第二电压信号，并根据第二电压信号和第二预设阈值生成光信号。

光电转换单元323与电光转换单元322连接，可以配置为接收光信号，并根据光信号确定第二输出信号。

根据本发明的实施例，电磁波感应天线单元可以通过BNC接头连接至电光转换单元的输入端，电光转换单元可以通过多模光纤连接至光电转换单元。

根据本发明的实施例，电磁波感应天线单元可以布置在待检测设备的气室的盆式绝缘子附近，电磁波感应天线单元的天线方向垂直于绝缘子边缘无金属屏蔽的窗口放置，距离窗口垂直距离可以是5~20cm，例如，可以是15cm。电磁波感应天线单元可以用于接收待检测设备的隔离开关在操作过程中从绝缘子边缘向空间中辐射出的高频电磁波信号，并将高频电磁波信号转换为第二电压信号。

根据本发明的实施例，电光转换单元可以通过BNC接口与电磁波感应天线单元相连，接收电磁波感应天线单元的第二电压信号。

根据本发明的实施例，电光转换单元的外壳可以采用全金属封闭结构，防止空间电晕干扰芯片工作。第一预设阈值可以是采用0~10kΩ滑动变阻器进行调节的直流触发阈值电平，也可以避开空间电晕干扰，防止隔离开关未动作时被空间电晕辐射的电磁波误触发。

根据本发明的实施例，电光转换单元可以包括高通滤波器、电压比较器和电光转换芯片。

高通滤波器与电磁波感应天线单元连接，配置为接收第二电压信号，并对第二电压信号进行滤波，得到滤波电压信号。

电压比较器与高通滤波器连接，配置为对滤波电压信号与第二预设阈值进行比较，得到第二预设阈值比较结果。

电光转换芯片与电压比较器连接，配置为根据第二预设阈值比较结果生成光信号。

根据本发明的实施例，高通滤波器可以对高频电磁波信号进行滤波。例如，高通滤波器的低频截止频率可以为1MHz，从而排除低频段的电磁波的干扰。

根据本发明的实施例，电压比较器可以对高通滤波器滤波后得到滤波电压信号与第二预设阈值进行比较，得到第二预设阈值比较结果，在滤波电压信号大于第二预设阈值的情况下，可以通过电光转换芯片输出脉冲宽度为50ns、上升沿为5ns的光信号，光信号可以通过多模光纤传输至光电转换单元。

根据本发明的实施例，光电转换单元可以通过多模光纤接收电光转换单元发出的光信号，每接收到一个光脉冲，其内部的光电转换芯片发出一个0V至+5V的电压上升沿信号，即第二输出信号，该第二输出信号通过同轴电缆传输至数据处理模块。

图4示出了根据本发明实施例的振动检测模块的框图。

如图4所示，振动检测模块130可以包括压电式加速度传感器单元431、电荷放大器单元432和恒压直流适配器单元433。

压电式加速度传感器单元431与待检测设备连接，可以配置为对待检测设备中产生的振动进行振动检测，得到振动信号。

电荷放大器单元432与压电式加速度传感器单元431连接，可以配置为接收振动信号，并根据振动信号得到电流信号。

恒压直流适配器单元433与电荷放大器单元432连接，可以配置为根据电流信号确定第三电压信号，并根据第三电压信号和第三预设阈值确定第三输出信号。

根据本发明的实施例，压电式加速度传感器单元可以是包含敏感频带为0~1.5kHz的压电式加速度传感器。压电式加速度传感器单元可以布置在待检测设备的隔离开关气室的罐体上，通过磁铁吸附在罐体的紧固螺栓或支架表面。压电式加速度传感器单元可以用于测量隔离开关操作产生的振动信号。

根据本发明的实施例，由于振动信号是比较微弱的，因此，可以通过电荷放大器单元对振动信号进行放大，得到电流信号。

根据本发明的实施例，恒压直流适配器单元可以通过电流信号确定第三电压信号，并对第三电压信号和第三预设阈值进行比较，得到从而确定第三输出信号。

根据本发明的实施例，在第三电压信号大于第三预设阈值的情况下，可以确定第三输出信号表征待检测设备存在放电风险，在第三电压信号小于第三预设阈值的情况下，可以确定第三输出信号表征待检测设备不存在放电风险。

根据本发明的实施例，在待检测设备存在放电风险的情况下，第一输出信号、第二输出信号和第三输出信号可以输出“1”，在待检测设备不存在放电风险的情况下，第一输出信号、第二输出信号和第三输出信号可以输出“0”，数据处理模块可以根据“1”的数量，生成检测启动信号。例如，可以在“1”的数量为大于或等于2的情况下，生成检测启动信号。

图5示出了根据本发明实施例的超声波检测模块的框图。

如图5所示，超声波检测模块150可以包括超声波传感单元551、差分放大光电检测单元552和光相位解调单元553。

超声波传感单元551，可以配置为根据检测启动信号对待检测设备进行超声波检测，得到超声波信号。

差分放大光电检测单元552与超声波传感单元551连接，可以配置为对超声波信号进行转换，得到第四电压信号。

光相位解调单元553与差分放大光电检测单元552连接，可以配置为对第四电压信号进行信号处理，得到超声波检测数据。

根据本发明的实施例，超声波传感单元可以通过芯轴式光纤声传感探头检测待检测设备放电产生的超声波信号。芯轴式光纤声传感探头可以检测到微弱的金属颗粒的运动信号，实现在极低放电量的情况下对金属颗粒的有效检测。

根据本发明的实施例，超声波信号引起芯轴式光纤声传感探头中光信号幅值变化，经过光纤传输至差分放大光电检测单元转为第四电压信号。

根据本发明的实施例，差分放大光电检测单元与光相位解调单元连接，将第四电压信号传输至光相位解调单元。光相位解调单元可以包括20k~120kHz带通滤波器超声调理器，从而对第四电压信号进行信号处理，得到超声波检测数据。

图6示出了根据本发明实施例的特高频检测模块的框图。

如图6所示，特高频检测模块160可以包括特高频天线单元661和特高频检波器单元662。

特高频天线单元661，可以配置为根据检测启动信号对待检测设备进行特高频电磁波检测，得到特高频电磁波信号。

特高频检波器单元662，可以配置为对特高频电磁波信号进行处理，得到特高频电磁波检测数据。

根据本发明的实施例，特高频天线单元可以通过待检测设备的罐体上预留的窗口安装在断路器内部，对局部放电产生的特高频电磁波进行检测。

根据本发明的实施例，可以通过特高频检测波单元对特高频信号进行解调处理，得到特高频电磁波检测数据，以便后续分析。

根据本发明的实施例，特高频检测模块还可以包括电压限幅器单元和双屏蔽同轴电缆单元。

电压限幅器单元可以配置为在特高频电磁波信号大于或等于第四预设阈值的情况下，将第四预设阈值作为特高频电磁波信号输出值特高频检波器单元，在特高频电磁波信号小于第四预设阈值的情况下，将特高频电磁波信号输出至特高频检波器单元。

双屏蔽同轴电缆单元可以配置为将特高频电磁波信号输出至特高频检波器单元。

根据本发明的实施例，电压限幅器单元可以将特高频天线输出的特高频电磁波信号限制在一定范围内，防止因隔离开关操作产生的过电压在特高频天线单元上感应出过高的电压信号，从而超出特高频检波器单元的输入电压限值造成特高频检波器损坏。例如，电压限幅器单元的第四预设阈值可以为5V，在特高频天线单元输出的特高频电磁波信号的电压幅值小于或等于5V的情况下，电压限幅器单元不动作，电压信号不受影响。在特高频天线单元输出的特高频电磁波信号的电压幅值大于5V的情况下，电压限幅器单元将特高频电磁波信号的电压幅值限制在5V。

根据本发明的实施例，特高频电磁波可以通过双屏蔽同轴电缆单元传输至特高频检波器单元。

图7示出了根据本发明实施例的放电检测方法的流程图。

如图7所示，该实施例的放电检测方法包括操作S710~操作S760。

在操作S710，对待检测设备进行电压检测得到第一电压信号，并根据第一电压信号确定第一输出信号。

在操作S720，对待检测设备进行高频电磁波检测得到高频电磁波信号，并根据高频电磁波信号确定第二输出信号。

在操作S730，对待检测设备进行振动检测得到振动信号，并根据振动信号确定第三输出信号。

在操作S740，根据第一输出信号、第二输出信号和第三输出信号，生成检测启动信号。

在操作S750，根据检测启动信号对待检测设备进行超声波检测，得到超声波检测数据。

在操作S760，根据检测启动信号对待检测设备进行特高频电磁波检测，得到特高频电磁波检测数据。

根据本发明的实施例，操作S710~操作S760的描述可以参考本发明其他实施例的描述，在此不再赘述。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

本领域技术人员可以理解，本发明的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本发明中。特别地，在不脱离本发明精神和教导的情况下，本发明的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本发明的范围。

以上对本发明的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本发明的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本发明的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本发明的范围之内。

Claims (9)

1.一种放电检测装置，其特征在于，所述装置包括：

电磁耦合检测模块，配置为对待检测设备进行电压检测得到第一电压信号，并根据所述第一电压信号确定第一输出信号；

电磁波检测模块，配置为对所述待检测设备进行高频电磁波检测得到高频电磁波信号，并根据所述高频电磁波信号确定第二输出信号；

振动检测模块，配置为对所述待检测设备进行振动检测得到振动信号，并根据所述振动信号确定第三输出信号；

数据处理模块，配置为根据所述第一输出信号、所述第二输出信号和所述第三输出信号，生成检测启动信号；

超声波检测模块，配置为根据所述检测启动信号对所述待检测设备进行超声波检测，得到超声波检测数据；

特高频检测模块，配置为根据所述检测启动信号对所述待检测设备进行特高频电磁波检测，得到特高频电磁波检测数据；

其中，在所述第一输出信号、所述第二输出信号和所述第三输出信号中至少两个表示所述待检测设备存在出现放电现象可能性的情况下，生成所述检测启动信号；

其中，所述超声波检测模块包括超声波传感单元、差分放大光电检测单元和光相位解调单元；

其中，所述超声波传感单元，配置为根据所述检测启动信号对所述待检测设备进行超声波检测，得到超声波信号；

所述差分放大光电检测单元与所述超声波传感单元连接，配置为对所述超声波信号进行转换，得到第四电压信号；

所述光相位解调单元与所述差分放大光电检测单元连接，配置为对所述第四电压信号进行信号处理，得到所述超声波检测数据；

其中，所述超声波传感单元通过芯轴式光纤声传感探头对所述待检测设备进行超声波检测，得到所述超声波信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电磁耦合检测模块包括高压平板电极单元、同轴波导匹配段单元、低压臂电容单元和阻容分压器单元；

其中，所述高压平板电极单元与所述待检测设备连接，配置为与所述待检测设备形成高压臂电容；

所述同轴波导匹配段单元与所述高压平板电极单元连接，配置为与所述高压平板电极单元形成阻抗匹配；

所述低压臂电容单元与所述同轴波导匹配段单元连接，配置为产生低压臂电容，并与所述高压臂电容组成电容分压结构，以便对所述待检测设备进行电压检测，得到中间第一电压信号；

所述阻容分压器单元与所述低压臂电容单元连接，配置为对所述中间第一电压信号进行分压，得到所述第一电压信号，并根据所述第一电压信号和第一预设阈值确定所述第一输出信号。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电磁波检测模块包括电磁波感应天线单元、电光转换单元和光电转换单元；

其中，所述电磁波感应天线单元与所述待检测设备连接，配置为对所述待检测设备进行高频电磁波检测，得到所述高频电磁波信号，并根据所述高频电磁波信号产生第二电压信号；

所述电光转换单元与所述电磁波感应天线单元连接，配置为接收所述第二电压信号，并根据所述第二电压信号和第二预设阈值生成光信号；

所述光电转换单元与所述电光转换单元连接，配置为接收所述光信号，并根据所述光信号确定所述第二输出信号。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述振动检测模块包括压电式加速度传感器单元、电荷放大器单元和恒压直流适配器单元；

其中，所述压电式加速度传感器单元与所述待检测设备连接，配置为对所述待检测设备中产生的振动进行振动检测，得到振动信号；

所述电荷放大器单元与所述压电式加速度传感器单元连接，配置为接收所述振动信号，并根据所述振动信号得到电流信号；

所述恒压直流适配器单元与所述电荷放大器单元连接，配置为根据所述电流信号确定第三电压信号，并根据所述第三电压信号和第三预设阈值确定所述第三输出信号。

5.根据权利要求1~4中任一项所述的装置，其特征在于，所述特高频检测模块包括特高频天线单元和特高频检波器单元；

其中，所述特高频天线单元，配置为根据所述检测启动信号对所述待检测设备进行特高频电磁波检测，得到特高频电磁波信号；

所述特高频检波器单元，配置为对所述特高频电磁波信号进行处理，得到所述特高频电磁波检测数据。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述特高频检测模块还包括电压限幅器单元和双屏蔽同轴电缆单元；

所述电压限幅器单元，配置为在所述特高频电磁波信号大于或等于第四预设阈值的情况下，将所述第四预设阈值作为所述特高频电磁波信号输出值所述特高频检波器单元，在所述特高频电磁波信号小于所述第四预设阈值的情况下，将所述特高频电磁波信号输出至所述特高频检波器单元；

所述双屏蔽同轴电缆单元，配置为将所述特高频电磁波信号输出至所述特高频检波器单元。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述高压平板电极单元包括高压平板电极，所述高压平板电极为直径5cm、厚度4mm的圆形金属极板，所述高压平板电极的边缘进行倒角。

8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电光转换单元包括高通滤波器、电压比较器和电光转换芯片；

其中，所述高通滤波器与所述电磁波感应天线单元连接，配置为接收所述第二电压信号，并对所述第二电压信号进行滤波，得到滤波电压信号；

所述电压比较器与所述高通滤波器连接，配置为对所述滤波电压信号与所述第二预设阈值进行比较，得到第二预设阈值比较结果；

所述电光转换芯片与所述电压比较器连接，配置为根据所述第二预设阈值比较结果生成所述光信号。

9.一种放电检测方法，其特征在于，所述方法包括：

对待检测设备进行电压检测得到第一电压信号，并根据所述第一电压信号确定第一输出信号；

对所述待检测设备进行高频电磁波检测得到高频电磁波信号，并根据所述高频电磁波信号确定第二输出信号；

对所述待检测设备进行振动检测得到振动信号，并根据所述振动信号确定第三输出信号；

根据所述第一输出信号、所述第二输出信号和所述第三输出信号，生成检测启动信号；

根据所述检测启动信号对所述待检测设备进行超声波检测，得到超声波检测数据；

根据所述检测启动信号对所述待检测设备进行特高频电磁波检测，得到特高频电磁波检测数据；

其中，在所述第一输出信号、所述第二输出信号和所述第三输出信号中至少两个表示所述待检测设备存在出现放电现象可能性的情况下，生成所述检测启动信号；

其中，超声波传感单元，配置为根据所述检测启动信号对所述待检测设备进行超声波检测，得到超声波信号；

差分放大光电检测单元与所述超声波传感单元连接，配置为对所述超声波信号进行转换，得到第四电压信号；

光相位解调单元与所述差分放大光电检测单元连接，配置为对所述第四电压信号进行信号处理，得到所述超声波检测数据；

其中，所述超声波传感单元通过芯轴式光纤声传感探头对所述待检测设备进行超声波检测，得到所述超声波信号。