本發(fā)明涉及電力設(shè)備檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于現(xiàn)場(chǎng)檢查變電站GIS局放在線監(jiān)測(cè)UHF傳感器的便攜式儀器，同時(shí)還涉及一種測(cè)試方法。

背景技術(shù)：

隨著GIS局放線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的普及，采用超高頻傳感器對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)每天24小時(shí)的不間斷實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，覆蓋面廣，隨時(shí)隨地地對(duì)GIS的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視，確保GIS的安全可靠運(yùn)。但是局放發(fā)生不是所有設(shè)備上都存在，對(duì)沒(méi)有局放發(fā)生的設(shè)備上進(jìn)行監(jiān)測(cè)，傳感器是不能感受到信號(hào)的，從數(shù)據(jù)上來(lái)看數(shù)據(jù)基本不變或?yàn)榱?。長(zhǎng)期運(yùn)行即便傳感器壞了或性能下降都不能從數(shù)據(jù)上來(lái)判斷，一旦局放真正發(fā)生就不能正確監(jiān)測(cè)到，也就失去了局放在線監(jiān)測(cè)的目的，因此GIS局放傳感器的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)顯得尤為重要，通常是在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)高壓信號(hào)發(fā)生器模擬放電獲得信號(hào)源。

但是目前GIS局放UHF高頻傳感器的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)存在以下問(wèn)題：

1)目前市場(chǎng)上尚無(wú)針對(duì)GIS局放UHF高頻傳感器檢測(cè)的儀器，更無(wú)針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用的便攜式儀器；

2)目前只能在實(shí)驗(yàn)室模擬局放信號(hào)的設(shè)備費(fèi)用高，體積大不方便現(xiàn)場(chǎng)使用的缺點(diǎn)，且需要大功率的升壓設(shè)備，使用不便且也不安全；

3)運(yùn)行中的GIS局放UHF高頻傳感器，在沒(méi)有局放發(fā)生時(shí)是沒(méi)有局放信號(hào)的，根據(jù)系統(tǒng)后臺(tái)無(wú)法判斷傳感器的性能是否良好；

4)對(duì)新建變電站安裝在線監(jiān)測(cè)設(shè)備后，投運(yùn)前設(shè)備沒(méi)有帶電運(yùn)行，由于缺乏專(zhuān)用儀器檢測(cè)，無(wú)法對(duì)UHF高頻傳感器的好壞和安裝是否正確進(jìn)行投運(yùn)前的批量驗(yàn)收。

鑒于目前市場(chǎng)上還沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)這種UHF高頻傳感器進(jìn)行檢測(cè)的便攜式專(zhuān)用儀器。因此有必要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的方法及便攜式局放信號(hào)源便攜式GIS局放高頻傳感器測(cè)試裝置進(jìn)行研究，以滿足現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的之一是提供一種便攜式GIS局放高頻傳感器測(cè)試裝置，以滿足在線監(jiān)測(cè)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)和檢測(cè)的需要，利用本儀器解決上述問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)GIS局放在線監(jiān)測(cè)UHF高頻傳感器現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)和效驗(yàn)，并通過(guò)本儀器測(cè)試GIS局放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作狀況。本發(fā)明的目的之二是提供一種測(cè)試GIS局放高頻傳感器的方法。

本發(fā)明的目的之一是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

該種便攜式GIS局放高頻傳感器測(cè)試裝置，包括調(diào)制信號(hào)源模塊、VCO壓控射頻振蕩器模塊、寬頻射頻功率放大器模塊、無(wú)線相位同步信號(hào)模塊、射頻功率指示器和電源模塊；

所述調(diào)制信號(hào)源模塊用于產(chǎn)生多鐘特定波形的調(diào)制信號(hào)，具有多種波形輸出，可實(shí)現(xiàn)模擬放電信號(hào)幅值的調(diào)節(jié)；

所述VCO壓控射頻振蕩器模塊的信號(hào)輸入端與調(diào)制信號(hào)源模塊的輸出端相聯(lián)接，所述VCO壓控射頻振蕩器模塊通過(guò)調(diào)頻電位器改變模塊頻率控制端電壓，使射頻輸出端產(chǎn)生一個(gè)頻率可調(diào)的載波信號(hào)并在載波信號(hào)上加上特定的調(diào)制信號(hào)；

所述寬頻射頻功率放大器模塊接收VCO壓控射頻振蕩器模塊發(fā)出的經(jīng)調(diào)制后的載波信號(hào)，經(jīng)放大后輸出至發(fā)射天線；

所述無(wú)線同步相位信號(hào)模塊與調(diào)制信號(hào)源模塊電聯(lián)接，用于通過(guò)無(wú)線傳輸方式取得系統(tǒng)電壓同步相位信號(hào)，實(shí)現(xiàn)調(diào)制信號(hào)與系統(tǒng)相位保持一致性；

所述射頻功率指示器用于將檢測(cè)到的高頻信號(hào)變換為直流微安電流，從而實(shí)現(xiàn)直觀顯示；

所述電源模塊用于上述各部件的供電。

進(jìn)一步，所述裝置還包括VCO輸出端子和放大器輸入端子，所述VCO輸出端子連接VCO壓控射頻振蕩器模塊的信號(hào)輸出端，所述放大器輸入端子連接寬頻射頻功率放大器模塊的信號(hào)輸入端，所述VCO輸出端子與放大器輸入端子之間通過(guò)外接射頻線相連接。

進(jìn)一步，所述射頻功率指示器包括微安表、高頻二極管、高頻二極管和限流電阻。

進(jìn)一步，所述電源模塊由DC/DC穩(wěn)壓模塊、電池充電電路和一組12V鋰離子電池構(gòu)成。

本發(fā)明的目的之二是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種測(cè)試GIS局放高頻傳感器的方法，包括以下步驟：

步驟一：通過(guò)調(diào)制信號(hào)源模塊用于產(chǎn)生多鐘特定波形的調(diào)制信號(hào)；

步驟二：將VCO壓控射頻振蕩器模塊的信號(hào)輸入端與調(diào)制信號(hào)源模塊的輸出端相聯(lián)接，VCO壓控射頻振蕩器模塊通過(guò)調(diào)頻電位器改變模塊頻率控制端電壓，使射頻輸出端產(chǎn)生一個(gè)頻率可調(diào)的載波信號(hào)并在載波信號(hào)上加上特定的調(diào)制信號(hào)；

步驟三：通過(guò)寬頻射頻功率放大器模塊接收VCO壓控射頻振蕩器模塊發(fā)出的經(jīng)調(diào)制后的載波信號(hào)，經(jīng)放大后輸出至發(fā)射天線；

步驟四：將發(fā)射天線靠近UHF傳感器，打開(kāi)電源模塊開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)VCO壓控射頻振蕩器模塊的頻率調(diào)節(jié)旋鈕，使射頻指示電流表顯示值最大,通過(guò)GIS局放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)后臺(tái)即可看到感受到的信號(hào)波形、信號(hào)相位及幅值，接收到信號(hào)波形及幅值正常表示傳感器工作正常，否則說(shuō)明傳感器工作異?；蛐阅芟陆?。

進(jìn)一步，在步驟四中，還包括局放信號(hào)告警模擬檢測(cè)步驟，是將天線靠近UHF傳感器，打開(kāi)電源模塊開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)VCO壓控射頻振蕩器模塊的頻率調(diào)節(jié)旋鈕，使射頻指示電流表顯示值最大,通過(guò)加入特定的調(diào)制信號(hào)波形，在GIS局放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)后臺(tái)即可看到感受到的信號(hào)波形、信號(hào)相位及幅值，維持信號(hào)幾分鐘，即可在系統(tǒng)后臺(tái)上看到局放發(fā)生信號(hào)及放電類(lèi)型，通過(guò)在加入不同的調(diào)制波形信號(hào)，即可使系統(tǒng)發(fā)出各種放電類(lèi)型的告警信號(hào)，以驗(yàn)證系統(tǒng)告警功能是否正常。

進(jìn)一步，所述步驟四中，還包括高頻通道檢測(cè)步驟，該步驟是將VCO壓控射頻振蕩器模塊的信號(hào)輸出端用射頻線連接至通道切換器的輸入端，并將通道手動(dòng)切換至該通道上，通過(guò)GIS局放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)后臺(tái)即可看到感受到的信號(hào)波形、信號(hào)相位及幅值，接收到信號(hào)波形及幅值正常表示高頻通道工作正常，否則說(shuō)明高頻通道工作異?；蛐阅芟陆?。

進(jìn)一步，所述步驟四中，還包括UHF高頻傳感器的檢測(cè)頻率帶寬檢測(cè)步驟，該步驟是通過(guò)調(diào)節(jié)VCO壓控射頻振蕩器模塊的頻率旋鈕，使輸出載波頻率在最低和最高頻率，在系統(tǒng)后臺(tái)上觀察接收的局放信號(hào)，確定傳感器的接收頻率帶寬范圍。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的裝置適用于變電站所有GIS局放在線監(jiān)測(cè)UHF高頻傳感器和GIS局放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能測(cè)試，徹底解決了目前GIS局放在線監(jiān)測(cè)傳感器無(wú)法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)等問(wèn)題，還具備局放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)高頻通道檢測(cè)和UHF傳感器接收頻率帶寬范圍功能；同時(shí)本裝置體積小巧、重量輕、操作簡(jiǎn)單，非常適于變電站在線監(jiān)測(cè)設(shè)備傳感器現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和校驗(yàn)；通過(guò)采用高功率電池供電，電池續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)，無(wú)需外接電源模塊，現(xiàn)場(chǎng)使用更方便；本裝置解決新建GIS局放在線監(jiān)測(cè)設(shè)備系統(tǒng)投運(yùn)前無(wú)法進(jìn)行檢測(cè)和效驗(yàn)問(wèn)題，同時(shí)還解決了運(yùn)行中的GIS局放在線監(jiān)測(cè)設(shè)備傳感器無(wú)法進(jìn)行日常維護(hù)校驗(yàn)問(wèn)題。

本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說(shuō)明書(shū)中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)下面的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

附圖說(shuō)明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中：

圖1為本發(fā)明的部件連接示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將參照附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說(shuō)明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，本發(fā)明的便攜式GIS局放高頻傳感器測(cè)試裝置，包括調(diào)制信號(hào)源模塊、VCO壓控射頻振蕩器模塊、無(wú)線同步相位信號(hào)模塊、寬頻射頻功率放大器模塊、射頻功率指示器和電源模塊；各部件的功能分述如下：

(1)調(diào)制信號(hào)源模塊：用于產(chǎn)生多鐘特定波形的調(diào)制信號(hào)，具有多種波形輸出，可實(shí)現(xiàn)模擬放電信號(hào)幅值的調(diào)節(jié)；

(2)VCO壓控射頻振蕩器模塊：的信號(hào)輸入端與調(diào)制信號(hào)源模塊的輸出端相聯(lián)接，VCO壓控射頻振蕩器模塊通過(guò)調(diào)頻電位器改變模塊頻率控制端電壓，使射頻輸出端產(chǎn)生一個(gè)頻率可調(diào)的載波信號(hào)并在載波信號(hào)上加上特定的調(diào)制信號(hào)；

(3)寬頻射頻功率放大器模塊：用于接收VCO壓控射頻振蕩器模塊發(fā)出的經(jīng)調(diào)制后的載波信號(hào)，經(jīng)放大后輸出至發(fā)射天線；

(4)射頻功率指示器：用于將檢測(cè)到的高頻信號(hào)變換為直流微安電流，從而實(shí)現(xiàn)直觀顯示；本實(shí)施例中，射頻功率指示器包括微安表A1、高頻二極管D1、高頻二極管D2和限流電阻R。

(5)電源模塊：用于上述各部件的供電。本實(shí)施例中，電源模塊由DC/DC穩(wěn)壓模塊、電池充電電路和一組12V鋰離子電池構(gòu)成。

(6)無(wú)線同步相位信號(hào)模塊：與調(diào)制信號(hào)源模塊電聯(lián)接，用于通過(guò)無(wú)線傳輸方式取得系統(tǒng)電壓同步相位信號(hào)，有利于更加逼真模擬局放信號(hào)和現(xiàn)場(chǎng)使用，本實(shí)施例中，該模塊由系統(tǒng)相位同步電路和無(wú)線信號(hào)收發(fā)電路構(gòu)成。

本實(shí)施例中，裝置還包括VCO輸出端子SMA1和放大器輸入端子SMA2，VCO輸出端子SMA1連接VCO壓控射頻振蕩器模塊的信號(hào)輸出端，放大器輸入端子SMA2連接寬頻射頻功率放大器模塊的信號(hào)輸入端，VCO輸出端子SMA1與放大器輸入端子SMA2之間通過(guò)外接射頻線相連接。

為實(shí)現(xiàn)傳感器和高頻通道均能檢測(cè)，將VCO輸出及放大器輸入端連分別接到SMA1、SMA1端子上，用于通道檢測(cè)時(shí)，小信號(hào)直接從端子SMA1上取，未被放大射頻信號(hào)通過(guò)射頻線直接加在通道上，可檢測(cè)高頻通道及通道切換器工作情況。用于傳感器檢測(cè)時(shí)，在儀器外部通過(guò)射頻線將SMA1與SMA2端連接，射頻信號(hào)經(jīng)放大后由SMA3端子輸出至天線。將天線靠近傳感器，信號(hào)經(jīng)天線發(fā)射到高頻傳感器上，使傳感器感受到高頻電磁波即可到達(dá)檢測(cè)目的。

根據(jù)上述的檢測(cè)裝置，本發(fā)明還提出了一種測(cè)試GIS局放高頻傳感器的方法，包括以下步驟：

步驟一：通過(guò)調(diào)制信號(hào)源模塊用于產(chǎn)生多鐘特定波形的調(diào)制信號(hào)；

步驟二：將VCO壓控射頻振蕩器模塊的信號(hào)輸入端與調(diào)制信號(hào)源模塊的輸出端相聯(lián)接，VCO壓控射頻振蕩器模塊通過(guò)調(diào)頻電位器改變模塊頻率控制端電壓，使射頻輸出端產(chǎn)生一個(gè)頻率可調(diào)的載波信號(hào)并在載波信號(hào)上加上特定的調(diào)制信號(hào)；

步驟三：通過(guò)寬頻射頻功率放大器模塊接收VCO壓控射頻振蕩器模塊發(fā)出的經(jīng)調(diào)制后的載波信號(hào)，經(jīng)放大后輸出至發(fā)射天線；

步驟四：將發(fā)射天線靠近UHF傳感器，打開(kāi)電源模塊開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)VCO壓控射頻振蕩器模塊的頻率調(diào)節(jié)旋鈕，使射頻指示電流表顯示值最大,通過(guò)GIS局放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)后臺(tái)即可看到感受到的信號(hào)波形、信號(hào)相位及幅值，接收到信號(hào)波形及幅值正常表示傳感器工作正常，否則說(shuō)明傳感器工作異常或性能下降。

其中，作為進(jìn)一步的改進(jìn)，在步驟四中，還包括局放信號(hào)告警模擬檢測(cè)步驟，是將天線靠近UHF傳感器，打開(kāi)電源模塊開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)VCO壓控射頻振蕩器模塊的頻率調(diào)節(jié)旋鈕，使射頻指示電流表顯示值最大,通過(guò)加入特定的調(diào)制信號(hào)波形，在GIS局放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)后臺(tái)即可看到感受到的信號(hào)波形、信號(hào)相位及幅值，維持信號(hào)幾分鐘，即可在系統(tǒng)后臺(tái)上看到局放發(fā)生信號(hào)及放電類(lèi)型，通過(guò)在加入不同的調(diào)制波形信號(hào)，即可使系統(tǒng)發(fā)出各種放電類(lèi)型的告警信號(hào)，以驗(yàn)證系統(tǒng)告警功能是否正常。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟四中，還包括高頻通道檢測(cè)步驟，該步驟是將VCO壓控射頻振蕩器模塊的信號(hào)輸出端用射頻線連接至通道切換器的輸入端，并將通道手動(dòng)切換至該通道上，通過(guò)GIS局放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)后臺(tái)即可看到感受到的信號(hào)波形、信號(hào)相位及幅值，接收到信號(hào)波形及幅值正常表示高頻通道工作正常，否則說(shuō)明高頻通道工作異?；蛐阅芟陆?。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟四中，還包括UHF高頻傳感器的檢測(cè)頻率帶寬檢測(cè)步驟，該步驟是通過(guò)調(diào)節(jié)VCO壓控射頻振蕩器模塊的頻率旋鈕，使輸出載波頻率在最低和最高頻率，在系統(tǒng)后臺(tái)上觀察接收的局放信號(hào)，確定傳感器的接收頻率帶寬范圍。

本發(fā)明的裝置能模擬GIS局放發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的放電高頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)UHF高頻傳感器性能檢測(cè)、GIS局放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)告警功能測(cè)試、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通道切換器檢測(cè)功能、UHF傳感器接收頻率帶寬范圍功能，同時(shí)具備內(nèi)部調(diào)制信號(hào)及外部調(diào)制信號(hào)輸入功能，可輸入多種波形模擬多種放電類(lèi)型的局放高頻信號(hào)；發(fā)射天線可直接安裝在儀器上或采用射頻線延伸至傳感器，從而可以適應(yīng)不同測(cè)試環(huán)境，本裝置可根據(jù)射頻天線的頻率和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境來(lái)調(diào)節(jié)儀器射頻工作到最佳狀態(tài)，使用非常方便；電源模塊采用電池供電，現(xiàn)場(chǎng)使用無(wú)需外接電源模塊，便攜性較高。

最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。