高频局部放电信号检测系统及方法技术方案

本申请公开了高频局部放电信号检测系统及方法，该系统可以根据待检测信号的幅度大小控制启用第一通路或者第二通路，在待检测信号幅度高于预设值时，启用第一通路，从而将待检测信号直接输出至A/D转换器，避免因饱和不能检测大幅度的放电信号，在待检测信号幅度不高于预设值时，启用第二通路，即通过第二通路对待检测信号进行低噪声放大处理，从而保证对微小信号的捕捉。可见，本申请实施例提供的高频局部放电信号检测系统具有较大的动态范围。

【技术实现步骤摘要】
高频局部放电信号检测系统及方法
本申请涉及通信
，尤其涉及一种高频局部放电信号检测系统及方法。
技术介绍
电力设备运行过程中，局部电场畸变和局部场强集中会导致局部放电现象。局部放电所产生的局部发热、带电粒子的撞击、化学活性生成物及射线等，会对电力设备的绝缘性能产生严重的危害。高频局部放电检测是指在3MHz-30MHz频段对局部放电产生的脉冲电流信号进行采集和分析、处理的过程。高频局部放电检测系统，由信号采集单元完成初始放电信号的采集、并将采集到的初始放电信号转换为数字信号，再由信号处理单元对数字信号进行处理、分析、展示等。通常，为使信号采集单元能够捕捉到微小的放电信号，在信号采集单元设置低噪声放大器(LNA)，通过低噪声放大器滤除信号中的大部分噪声，从而捕捉到这些微小的放电信号。而对于大幅度的放电信号，由于其会导致LNA饱和，因此会丢失大幅度的放电信号。可见，上述信号采集单元的动态范围较小，其无法同时检测出微小的放电信号和大幅度的放电信号。
技术实现思路
本申请提供一种高频局部放电信号检测系统、控制方法和检测方法，以解决现有检测系统中信号采集单元的动态范围较小，无法同时检测出微小的放电信号和大幅度的放电信号的问题。第一方面，本申请提供一种高频局部放电信号检测系统，包括：控制器、第一通路、第二通路、通路切换器及A/D转换器；所述控制器，与所述通路切换器连接，用于判断待检测信号幅度大小；在判定所述待检测信号的幅度大于预设值时，控制所述通路切换器接通到所述第一通路，以通过所述第一通路将所述待检测信号直接输送到所述A/D转换器；在判定所述待检测信号的幅度不大于预设值时，控制所述通路切换器接通到所述第二通路，以将所述待检测信号输送到所述第二通路，并将经所述第二通路处理后的信号输送到所述A/D转换器；所述第二通路，用于对所述待检测信号进行低噪声放大处理；所述控制器，还与所述A/D转换器的输出端连接，还用于根据A/D转换器输出的信号，检测局部放电信号。第二方面，本申请还提供一种高频局部放电信号检测方法，所述方法包括：获取待检测信号，并判断待检测信号的幅度大小；若所述待检测信号幅度大于预设值，将所述待检测信号输送至第一通路，通过所述第一通路将所述待检测信号直接输送至A/D转换器；若所述待检测信号幅度不大于预设值，将所述待检测信号输送至第二通路，通过所述第二通路对待检测信号进行低噪声放大处理，并将处理后的信号输送至A/D转换器；根据所述A/D转换器输出的信号，检测局部放电信号。由以上技术方案可知，本申请实施例提供一种高频局部放电信号检测系统及方法，该系统首先通过高频电流传感器完成对初始电流信号的接收，并通过第一可调滤波器对初始电流信号进行第一级滤波处理，从而滤除大部分干扰信号和噪声信号；其次根据A/D转换器的输出信号控制启用第一通路或者第二通路，具体的，在A/D转换器的输出信号的幅度大小高于预设阈值时，启用第一通路，即将第一可调滤波器的输出信号直接输出至A/D转换器，避免由于低噪声放大导致的饱和，从而不能检测大幅度的放电信号，在A/D转换器的输出信号的幅度大小不高于预设阈值时，启用第二通路，即通过第二通路所包含的器件对第一可调滤波器的输出信号进行低噪声放大处理，从而保证对微小信号的捕捉。可见，本申请实施例提供的高频局部放电信号检测系统具有较大的动态范围。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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他的附图。图1为本申请示例性示出的一种高频局部放电信号检测系统；图2为本申请示例性示出的一种高频局部放电信号检测系统示意图；图3为本申请示例性示出的可调滤波器结构示意图；图4为图3所示可调滤波器的一种仿真曲线示意图；图5为本申请根据示例性实施例示出的一种高频局部放电信号检测方法流程图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。图1为本申请示例性示出的一种高频局部放电信号检测系统，如图1所示，该检测系统包括：高频电流传感器、信号采集单元、工频相位单元和信号处理分析单元。该检测系统工作时，高频电流传感器完成对局部放电信号的接收，工频相位单元获取工频参考相位；信号采集单元将局部放电信号和工频相位的模拟信号进行调理并转换成数字信号，信号处理分析单元完成对数字信号的处理、分析、展示及人机交互等。低噪声放大器，是指噪声系数很低的放大器，其用于在放大微弱信号的同时提高输出的信噪比。在检测高频局部放电信号的应用中，为使高频局部放电信号检测系统的信号采集单元能够捕捉到微弱的放电信号，在信号采集单元设置低噪声放大器(LNA)，从而通过低噪声放大器捕捉到这些微小的放电信号。然而，低噪声放大器(LNA)虽然有利于对微小的放电信号的捕捉，但由于大幅度的放电信号会导致LNA饱，因此会不能检测大幅度的放电信号。可见，现有高频局部放电信号检测系统中信号采集单元的动态范围较小，其无法同时检测出微小的放电信号和大幅度的放电信号。为解决上述问题，本申请提供一种高频局部放电信号检测系统，该检测系统既能检测到微小的放电信号，也不会丢失大幅度的放电信号，动态范围较大。图2为本申请根据示例性实施例示出的一种高频局部放电信号检测系统的组成框图，如图2所示，本申请提供的高频局部放电信号检测系统可以包括：高频电流传感器210、第一可调滤波器220、第一通路切换器230、第一通路240、第二通路250、第二通路切换器260、A/D转换器270和控制器280。其中，第一通路切换器230和第二通路切换器260可以统称为通路切换器。控制器280可以为FPGA(FieldProgrammableGateArray,现场可编程逻辑门阵列)。参阅图2，高频电流传感器210的输出端与第一可调滤波器220的输入端连接，第一可调滤波器220的输出端与第一通路切换器230的输入端连接。第一通路切换器230包括两个输出端，其中一个输出端连接第一通路240的一端，另一个输出端连接第二通路250。第二通路切换器260包括两个输入端，其中一个输入端连接第一通路240的另一端，另一个输入端连接第二通路250的另一端。第二通路切换器260的输出端与A/D转换器270的输入端连接，A/D转换器270的输出端与控制器280连接，同时，控制器280还分别与第一可调滤波器220、第一通路切换器230及第二通路切换器260连接。由图2可以看出，本申请提供的高频局部放电信号检测系统中，第一可调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高频局部放电信号检测系统，其特征在于，包括：控制器、第一通路、第二通路、通路切换器及A/D转换器；/n所述控制器，与所述通路切换器连接，用于判断待检测信号幅度大小；在判定所述待检测信号的幅度大于预设值时，控制所述通路切换器接通到所述第一通路，以通过所述第一通路将所述待检测信号直接输送到所述A/D转换器；在判定所述待检测信号的幅度不大于预设值时，控制所述通路切换器接通到所述第二通路，以将所述待检测信号输送到所述第二通路，并将经所述第二通路处理后的信号输送到所述A/D转换器；/n所述第二通路，用于对所述待检测信号进行低噪声放大处理；/n所述控制器，还与所述A/D转换器的输出端连接，还用于根据A/D转换器输出的信号，检测局部放电信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种高频局部放电信号检测系统，其特征在于，包括：控制器、第一通路、第二通路、通路切换器及A/D转换器；
所述控制器，与所述通路切换器连接，用于判断待检测信号幅度大小；在判定所述待检测信号的幅度大于预设值时，控制所述通路切换器接通到所述第一通路，以通过所述第一通路将所述待检测信号直接输送到所述A/D转换器；在判定所述待检测信号的幅度不大于预设值时，控制所述通路切换器接通到所述第二通路，以将所述待检测信号输送到所述第二通路，并将经所述第二通路处理后的信号输送到所述A/D转换器；
所述第二通路，用于对所述待检测信号进行低噪声放大处理；
所述控制器，还与所述A/D转换器的输出端连接，还用于根据A/D转换器输出的信号，检测局部放电信号。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：高频电流传感器和第一可调滤波器；
所述高频电流传感器，与所述第一可调滤波器连接，用于获取初始的局部放电信号，并将初始信号发送给所述第一可调滤波器；
所述第一可调滤波器，与所述通路切换器连接，用于对初始的局部放电信号进行第一滤波处理得到待检测信号，并将待检测信号输送到所述通路切换器。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第二通路包括第二可调滤波器，所述系统还包括D/A转换器，所述D/A转换器与所述第一可调滤波器及所述第二可调滤波器连接；
所述控制器，还与所述D/A转换器连接，还用于当所述A/D转换器输出的信号出现频点干扰时，通过调节所述D/A转换器的电压，调节第一可调滤波器和/或第二可调滤波器的中心频率，滤除频点干扰。


4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一可调滤波器与所述第二可调滤波器均包括：设在信号输入侧的多个电感器、第一可变电容器、第二可变电容器、设在信号输出侧的多个电感器和电感切换开关；
所述控制器与所述电感切换开关连接，还用于通过控制所述电感切换开关，切换信号输入侧的电感器和/或信号输出侧的电感器，以调节所述第一可调滤波器与所述第二可调滤波器的中心频率；
所述控制器通过所述D/A转换器与所述第一可变电容器及第二可变电容器连接，还用于通过调节所述D/A转换器的电压，调节所述第一可变电容器及第二可变电容器的电容，以调节所述第一可调滤波器和/或第二可调滤波器的中心频率。


5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第二通路还包括：第一放大器、第二放大器、第一低通滤波器、第三放大器和第二低通滤波器；
所述第一放大器，与所述通路切换器连接，用于对所述待检测信号进行第一级放大处理，并将第一级放大处理后的信号输送到所述第二可调滤波器；
所述第二放大器，与所述第二可调滤波器连接，用于对所述第二可调滤波器的输出信号进行第二级放大处理，并将第二级放大处理后的信号输送到所述第一低通滤波器；
所述第一低通滤波器，与所述第一放大器连接，用于对所述第二级放大处理后的信号进行第一级低通滤波处理，并将所述第一级低通滤波处理输送到所述第三放大器；
所述第三放大器，与所述第一低通滤波器连接，用于对所述第一级低通滤波处理后的信号进行第三级放大处理，并将所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘彤浩，李智，潘鑫，
申请(专利权)人：北京神州泰岳软件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11