本發(fā)明涉及高壓電氣設(shè)備帶電檢測和狀態(tài)檢修領(lǐng)域，具體說的是一種組合型的電氣設(shè)備局部放電帶電檢測裝備。

背景技術(shù)：

在高壓電氣設(shè)備中，若電氣設(shè)備絕緣在運(yùn)行電壓下不斷出現(xiàn)局部放電，將產(chǎn)生累積效應(yīng)會使絕緣的介電性能逐漸劣化并使局部缺陷擴(kuò)大，最終絕緣擊穿導(dǎo)致故障發(fā)生。經(jīng)驗(yàn)表明，帶電測量電氣設(shè)備的局部放電是預(yù)防電氣設(shè)備故障的一種有效方法。

電氣設(shè)備局放檢測的對象一般可分為四大類，開關(guān)柜，電力電纜，變壓器和GIS設(shè)備。不同的對象所表現(xiàn)的局部放電特征是不同的，相應(yīng)的檢測手段也是不同的。開關(guān)柜主要檢測暫態(tài)地電壓和超聲波，電力電纜主要檢測高頻電流和超聲波，變壓器主要檢測高頻電流和超聲波，GIS設(shè)備主要檢測超高頻和超聲波。不同的客戶擁有的電氣設(shè)備的類型和數(shù)量是有差異的，對應(yīng)的檢測需求也是不同的。

當(dāng)前的局放檢測裝備或者針對某一電氣設(shè)備類型，如果客戶對另一類型的檢測有需求的話，就需要另購設(shè)備，費(fèi)用不說，還需要時間和精力去適應(yīng)新的設(shè)備；或者設(shè)備對所有的局放特征進(jìn)行檢測，大而全，設(shè)備笨重，成本高，如果客戶只對某一電氣設(shè)備類型有需求的話，選用這種檢測裝備，會造成很大的浪費(fèi)。

當(dāng)前的局放檢測裝備對傳感信號的處理是這樣的，傳感器與裝備通過同軸電纜連接，信號的調(diào)理在裝備進(jìn)行，這種處理方式信號的衰減難以避免，而傳感信號特別是超高頻和超聲波是典型的弱信號，這一衰減極有可能導(dǎo)致有用信號的漏檢，嚴(yán)重影響檢測的靈敏度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種組合型的電氣設(shè)備局部放電帶電檢測裝備，以智能型傳感器為標(biāo)準(zhǔn)化外設(shè)，通過靈活的組合實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備狀態(tài)巡檢的現(xiàn)場單兵作業(yè)，實(shí)現(xiàn)靈活性和經(jīng)濟(jì)型的統(tǒng)一。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，所采用的技術(shù)方案是：一種組合型的電氣設(shè)備局部放電帶電檢測裝備，設(shè)有具有電源電路的數(shù)據(jù)分析設(shè)備，還包括即插即用檢測終端，即插即用檢測終端通過USB線與數(shù)據(jù)分析設(shè)備的USB接口連接，并由數(shù)據(jù)分析設(shè)備的電源電路向即插即用檢測終端供電，所述的即插即用檢測終端為智能傳感器，智能傳感器內(nèi)均設(shè)有信號處理前置電路，所述的信號處理前置電路由調(diào)理電路和信號處理電路組成，智能傳感器的探頭通過調(diào)理電路、信號處理電路與USB線電連接，智能傳感器為暫態(tài)地電壓傳感、超聲波傳感器、熱紅外傳感器或超高頻傳感器中的一個或多個組合而成。

本發(fā)明所述的暫太地電壓傳感器包括探頭、USB線以及暫太地電壓信號處理前置電路，暫態(tài)地電壓信號處理前置電路由阻抗匹配電路、對數(shù)放大電路和信號處理電路組成，探頭依次通過阻抗匹配電路、對數(shù)放大電路、信號處理電路與USB線電連接。

本發(fā)明所述的超聲波傳感器包括超聲波探頭、USB線以及超聲波信號處理前置電路，超聲波信號處理前置電路由放大電路、模擬混頻電路、本振電路、音頻功效電路、帶通濾波電路、以及信號處理電路組成，探頭依次通過放大電路、模擬混頻電路、帶通濾波電路、信號處理電路與USB線電連接，在模擬混頻電路上還連接有本振電路。

本發(fā)明所述的帶通濾波電路上還連接有音頻功放電路。

本發(fā)明所述的超高頻傳感器包括超高頻探頭、USB線以及超高頻信號處理前置電路，超高頻信號處理前置電路由放大電路、檢波電路、跟隨電路、阻抗匹配電路、信號處理電路組成，超高頻探頭依次通過放大電路、檢波電路、跟隨電路、阻抗匹配電路、信號處理電路與USB線電連接。

本發(fā)明所述的熱紅外傳感器包括光學(xué)系統(tǒng)、光電探測器、USB接口以及熱紅外信號處理前置電路，熱紅外信號處理前置電路由放大電路和信號處理電路組成，光學(xué)系統(tǒng)依次通過光電探測器、放大電路、信號處理電路與USB線電連接。

本發(fā)明所述的數(shù)據(jù)分析設(shè)備為工業(yè)平板電腦。

本發(fā)明有益效果是：

本配電設(shè)備局部放電檢測裝備在保證功能性能的前提下，提高了對客戶不同需求的適應(yīng)性，可針對客戶需求對檢測手段進(jìn)行組合，進(jìn)行定制，達(dá)到靈活性和經(jīng)濟(jì)型的統(tǒng)一。

通過對智能傳感器的選擇和組合構(gòu)成不同的顧客定制的產(chǎn)品，可滿足市場的不同需求。各個智能傳感器可獨(dú)立工作，即便單組傳感器出現(xiàn)故障也不影響整個系統(tǒng)工作。如果新增檢測手段，可設(shè)計(jì)獨(dú)立的檢測模塊作為單獨(dú)的子項(xiàng)目利用之前確立的標(biāo)準(zhǔn)接口來進(jìn)行開發(fā)。

采用n個智能傳感器前端+1個數(shù)據(jù)分析設(shè)備的組織架構(gòu)，前端的智能傳感器自帶嵌入式系統(tǒng)保證了信號采集的實(shí)時性，后臺為數(shù)據(jù)的分析診斷提供了強(qiáng)大計(jì)算能力，前端和后臺得以發(fā)揮各自優(yōu)勢。

由于信號處理電路前置，抗干擾能力增強(qiáng)，檢測靈敏度有很大提高。

這種前端-后臺的結(jié)構(gòu)，客戶定制后，既可以節(jié)省成本，也減少了設(shè)備規(guī)格；用戶有擴(kuò)展需求，添加新的智能傳感器即可，還是同樣的規(guī)格和接口，檢測人員學(xué)習(xí)曲線平坦，可以盡快投入到作業(yè)任務(wù)中。

無需電池供電和單獨(dú)的供電回路，通過usb標(biāo)準(zhǔn)接口為智能傳感器提供供電，方便用戶，無需為查看電池狀態(tài)，更換電池而干擾正常的檢測任務(wù)。

多種檢測手段結(jié)合，多角度多因素分析，結(jié)合充足的檢測數(shù)據(jù)積累，能為客戶提供更明晰的決策建議。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的原理框圖；

圖2為本發(fā)明的暫態(tài)地電壓傳感器的原理框圖；

圖3為本發(fā)明的超聲波傳感器的原理框圖；

圖4為本發(fā)明的超高頻傳感器的原理框圖；

圖5為本發(fā)明的熱紅外傳感器的原理框圖。

具體實(shí)施方式

對四大類電氣設(shè)備來說，檢測手段有共通之處，經(jīng)過組合，提出一種組合型的電氣設(shè)備局部放電檢測裝備。對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和分析，并可根據(jù)綜合分析結(jié)果為用戶提供基本的輔助決策建議，為配電設(shè)備的狀態(tài)檢修提供了一套完整、靈活、高效的解決方案。

整個裝備包括數(shù)據(jù)分析設(shè)備和數(shù)個即插即用型的智能化暫態(tài)地電壓傳感器、超聲波傳感器、熱紅外傳感器和超高頻傳感器組成。

數(shù)據(jù)分析設(shè)備和智能傳感器之間為標(biāo)準(zhǔn)接口，通過通用USB線連接，以實(shí)現(xiàn)對智能傳感器的控制和供電以及檢測數(shù)據(jù)的收集；標(biāo)準(zhǔn)接口的使用也為后續(xù)的產(chǎn)品擴(kuò)展提供了便利條件。

數(shù)據(jù)分析設(shè)備主要實(shí)現(xiàn)對不同智能型傳感器單元的檢測控制和實(shí)時監(jiān)測；檢測數(shù)據(jù)的保存和分析，其采用的技術(shù)手段為現(xiàn)有技術(shù)的集合，例如，暫態(tài)地電壓檢測儀、超聲波檢測儀、超高頻測量儀、熱紅外成像儀。

智能傳感器進(jìn)行配電設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集和傳遞，基于一體化設(shè)計(jì)理念的智能型傳感器，其傳感器部件、調(diào)理電路以及數(shù)據(jù)采集和信息處理電路全部封裝在一起，實(shí)現(xiàn)了微弱信號的就地化和數(shù)字化處理，避免了因模擬信號遠(yuǎn)距離傳輸而導(dǎo)致的檢測靈敏度降低問題。

數(shù)據(jù)分析設(shè)備（1）對智能傳感器實(shí)施電源供給、指令控制和參數(shù)調(diào)節(jié)；而智能傳感器則可根據(jù)數(shù)據(jù)分析設(shè)備（1）發(fā)出的控制指令采集信號，調(diào)理信號并處理信號后上傳傳感數(shù)據(jù)給數(shù)據(jù)分析設(shè)備（1）供其存儲分析；數(shù)據(jù)分析設(shè)備（1）和智能傳感器通過usb線纜一對一連接，usb線纜的功能是為二者提供通信通道和為智能傳感器提供電源供給。傳感器可根據(jù)需要自由擴(kuò)展，自由插裝，把電力設(shè)備的典型特征值完整高效地提取出來，通過usb接口上傳，得出綜合的分析結(jié)果。

數(shù)據(jù)分析設(shè)備（1）由運(yùn)行數(shù)據(jù)分析平臺軟件的強(qiáng)固型工業(yè)平板電腦構(gòu)成。實(shí)現(xiàn)對各個智能型傳感器的檢測控制和實(shí)時監(jiān)測；檢測數(shù)據(jù)的存儲和歷史數(shù)據(jù)的檢索；檢測結(jié)果的閾值分析和橫向分析；配電設(shè)備狀態(tài)的綜合評價；配電設(shè)備臺帳的建檔和數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出；與傳感器檢測和數(shù)據(jù)分析有關(guān)的參數(shù)設(shè)置等。

智能傳感器目前有暫態(tài)地電壓傳感器、敞開式超聲波傳感器、熱紅外測溫傳感器和超高頻傳感器四種類型，后續(xù)智能傳感器類型可根據(jù)需求進(jìn)行擴(kuò)展，增加新的檢測手段。智能傳感器由探頭，調(diào)理電路，信號處理電路構(gòu)成，不同的傳感器有不同的調(diào)理電路，信號處理電路由嵌入式計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，完成信號的AD變換，數(shù)據(jù)處理并通過usb向數(shù)據(jù)分析設(shè)備（1）傳輸數(shù)據(jù)。

暫態(tài)地電壓傳感器單元主要用來檢測配電設(shè)備部件的內(nèi)絕緣缺陷、電暈放電、懸浮電位等缺陷，主要特征就是放電信號具有較高的變化率。信號經(jīng)阻抗匹配電路后放大，送對數(shù)放大電路處理后，由內(nèi)嵌芯片的信號處理電路進(jìn)行信號處理。數(shù)據(jù)分析設(shè)備（1）接收暫態(tài)地電原傳感器傳來的信息，記錄存儲，實(shí)時顯示暫態(tài)地電壓信號的PRPD圖譜、分布概率圖、實(shí)時檢測數(shù)據(jù)和連續(xù)監(jiān)測曲線，根據(jù)需要產(chǎn)生相關(guān)報表。

敞開式超聲波傳感器主要用來檢測配電設(shè)備內(nèi)部諸如絕緣子和套管因污穢引起的沿面放電或者爬電，主要特征就是放電信號具有較低的變化率。采用程控線性放大和混頻外差技術(shù)，輸出信號同時輸出給數(shù)據(jù)采集電路和音頻功放輸出電路，保持了數(shù)字輸出信號和音頻輸出信號用戶的一致性。用戶既可以通過耳機(jī)監(jiān)聽局部放電產(chǎn)生的超聲波信號，也可以通過觀測超聲波信號的實(shí)時波形直觀判斷超聲波信號的工頻相關(guān)性。數(shù)據(jù)分析設(shè)備（1）接收傳感器傳來的信息，記錄存儲，實(shí)時顯示超聲波信號的實(shí)時采樣波形（2個工頻周期內(nèi)的混頻后波形）、實(shí)時測量數(shù)據(jù)、PRPD圖譜和連續(xù)監(jiān)測曲線，根據(jù)需要產(chǎn)生相關(guān)報表。

熱紅外測溫傳感器非接觸同步測量被測對象的表面紅外溫度以及環(huán)境溫度，來發(fā)現(xiàn)配電設(shè)備內(nèi)部因接觸不良、過載等原因而可能產(chǎn)生的過熱點(diǎn)。光學(xué)系統(tǒng)匯聚其視場內(nèi)的目標(biāo)紅外輻射能量，紅外能量聚集在光電探測器上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號，經(jīng)放大和處理得到被測目標(biāo)的溫度值。數(shù)據(jù)分析設(shè)備（1）接收傳感器傳來的信息，記錄存儲，實(shí)時顯示配電設(shè)備的表面溫度和環(huán)境溫度數(shù)值，并生成連續(xù)監(jiān)測棒圖，根據(jù)需要產(chǎn)生相關(guān)報表。

超高頻傳感器檢測局部放電輻射的超高頻電磁波(300～3000MHz)，局部放電產(chǎn)生的電磁波脈沖具有突發(fā)性。信號經(jīng)放大電路放大，檢波電路檢出有效信號，再經(jīng)跟隨電路隔離，然后過阻抗匹配電路，由嵌入式計(jì)算機(jī)進(jìn)行信號處理。數(shù)據(jù)分析設(shè)備（1）接收傳感器傳來的信息，記錄存儲，實(shí)時顯示超高頻信號的PRPD圖譜、分布概率圖、實(shí)時檢測數(shù)據(jù)和連續(xù)監(jiān)測曲線，根據(jù)需要產(chǎn)生相關(guān)報表。