基于柔性壓電薄膜材料監測gis局部放電位置的系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于柔性壓電薄膜材料監測GIS局部放電位置的系統，包括緊貼在GIS外壁上的聲發射傳感器、信號檢測電路、信號處理電路、電源管理電路及報警電路，所述聲發射傳感器信號經信號檢測電路傳遞給信號處理電路，所述電源管理電路提供直流電源，所述報警電路與信號處理電路電連接。實現快速準確的找到放電位置的目的。
【專利說明】基于柔性壓電薄膜材料監測GIS局部放電位置的系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力監測領域，具體地，涉及一種基于柔性壓電薄膜材料監測GIS局部放電位置的系統。
【背景技術】
[0002]隨著GIS在電力系統中的大量應用，近幾年公司新建的變電站幾乎全是GIS設備。
[0003]當GIS內部產生局部放電的時候，放電過程中產生的高溫，使氣體分子發生劇烈的熱運動，并通過相鄰氣體媒質一直傳播下去，形成聲波，由于放電的時間非常短，因此產生的聲波頻譜很寬，可以從幾十赫茲至幾兆赫茲。這表明GIS內部放電時會產生沖擊振動及聲音，因此可以通過在腔體外壁上安裝超聲波傳感器來測量局部放電信號。
[0004]如圖1所示當內部發生放電時，聲波與結構雙向耦合，聲壓信號作為激勵源垂直作用在GIS殼體、盆式絕緣子的內表面及導電金屬桿的外表面引起結構的振動，同時振動又會對內聲場產生反作用，其相互作用的效果引起鋁合金金屬圓柱桶在氣體中的振動。因此，通過測量鋁合金金屬圓柱體的振動，可以監測到GIS內部發生的放電。
[0005]耐壓試驗作為GIS交接試驗的重要步驟，為確保設備正常投運具有非常重要的意義。但交接試驗耐壓過程中，經常出現GIS擊穿或閃絡的情況，現在一般采用人耳去聽的辦法來確定是哪一個間隔發生擊穿。由于耐壓時間短，并且GIS擊穿后聲音在金屬筒壁中傳播，很難準確的判斷具體是哪個位置發生放電。
[0006]GIS閃絡擊穿定位技術的研究，國內外做過許多的基礎研究工作。多數是采用多通道超聲傳感器進行監測，或采用超高頻局放儀進行監測。
[0007]而多通道超聲傳感器進行監測，采用監測點受到儀器通道數目的限制，最多為12-16通道。而且信號有衰減，最大距離也就20米。對于間隔多，母線距離較長的GIS，遠遠不能滿足現場的要求。而采用分解物測試，由于擊穿后SF6的分解產物的產生需要一段時間，不能立即測試，并且逐個氣室去測量，也不適合現場要求。
[0008]近幾年，國內外一些電力科研機構正在開發研究更為有效、便捷的適用于GIS缺陷定位的技術和設備。主要的研究方法有以下幾種:超聲波檢測法、特高頻檢測法、分解氣檢測法，各類檢測技術的特點如表I所示。
[0009]表1、GIS局部放電故障定位技術研究方法:
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[0011]本實用新型的目的在于，針對上述問題，提出一種基于柔性壓電薄膜材料監測GIS局部放電位置的系統，以實現快速準確的找到放電位置的優點。
[0012]為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是:
[0013]一種基于柔性壓電薄膜材料監測GIS局部放電位置的系統，包括緊貼在GIS外壁上的聲發射傳感器、信號檢測電路、信號處理電路、電源管理電路及報警電路，所述聲發射傳感器信號經信號檢測電路傳遞給信號處理電路，所述電源管理電路提供直流電源，所述報警電路與信號處理電路電連接；
[0014]所述信號檢測電路包括電荷變換單元、預放大單元、濾波單元、后置放大單元和有效值轉換單元；所述電荷變換單元、預放大單元、濾波單元、后置放大單元和有效值轉換單元依次串聯。
[0015]進一步的，所述聲發射傳感器采用PVDF壓電薄膜材料。
[0016]進一步的，所述電荷變換單元，包括運放器U8、電阻R8、電容C8、電阻R18、電容C7和電阻R6，所述電阻R8、電容CS和電阻R18串聯在運放器U8的反相輸入端，所述電阻R6一端連接到a節點上，電阻R6的另一端與運放器U8的輸出端連接，所述電容C7 —端連接到b節點上，該電容C7的另一端與運放器U8的輸出端連接。
[0017]進一步的，所述預放大單元包括運放器U7、電阻R26、電阻R7和可調電阻R29，所述電阻R26串聯在運放器U7的反相輸入端，所述電阻R7 —端與運放器U7的反相輸入端連接，該電阻R7的另一端與運放器U7的輸出端連接，所述可調電阻R29為失調電壓補償變阻器，該可調電阻R29的兩個固定端與運放器U7的兩個電位調節端連接，該可調電阻R29的可調端與運放器U7的正相電壓端連接。
[0018]進一步的，所述濾波單元采用高通濾波電路和低通濾波電路疊加的電路，所述高通濾波電路包括運放器U6B、電容C41、電容C42和電阻R21，所述電容C41和電容C42串聯在運放器U6B的同相輸入端，所述電阻R21串聯在運放器U6B的反相輸入端和運放器U6B的輸出端之間；
[0019]所述低通濾波電路包括運放器U6A、電容C39、電容C37、電容C40和電阻R5，所述電容C39和電容C37串聯在運放器U6A的同相輸入端和運放器U6A的輸出端之間，所述電容C40與運放器U6A的輸出端串聯，所述電阻R5串聯在運放器U6A的反相輸入端和運放器U6A的輸出端之間。
[0020]進一步的，所述后置放大單元包括運放器U10、電阻R62和電阻R61、所述電阻R62串聯在運放器UlO的反相輸入端與運放器UlO的輸出端間，所述電阻R61與運放器UlO的反相輸入端串聯。
[0021]進一步的，所述有效值轉換單元采用AD637有效值轉換芯片。
[0022]進一步的，所述信號處理電路采用單片機。
[0023]本實用新型的技術方案具有以下有益效果:
[0024]本實用新型的技術方案采用聲發射傳感器、信號檢測電路、信號處理電路、電源管理電路及報警電路、信號處理電路對GIS局部放電位置進行檢測，實現快速準確的找到放電位置的目的。
[0025]PVDF壓電薄膜材料制成的超聲波探頭具有靈敏度高，抗過載，抗干擾性好、操作簡便、體積小、重量輕等優點。
[0026]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1為現有GIS氣隔單元結構原理示意圖；
[0028]圖2為GIS圓桶結構分析模型中探針放置位置示意圖；
[0029]圖3a至圖3g為圖中中探針A點至G點的聲壓與頻率關系變化圖；
[0030]圖4為本實用新型實施例所述的基于柔性壓電薄膜材料監測GIS局部放電位置的系統原理框圖；
[0031]圖5為GIS局部放電位置檢測示意圖；
[0032]圖6為本實用新型實施例所述的電荷變換單元的電子電路圖；
[0033]圖7為本實用新型實施例所述的預放大單元的電子電路圖；
[0034]圖8為本實用新型實施例所述的高通濾波電路的電子電路圖；
[0035]圖9為本實用新型實施例所述的低通濾波電路的電子電路圖；
[0036]圖10為本實用新型實施例所述的后置放大單元的電子電路圖；
[0037]圖11為本實用新型實施例所述的有效值轉換單元的電子電路圖；
[0038]圖12為本實用新型實施例所述的5v電源轉換電路的電子電路圖；
[0039]圖13為本實用新型實施例所述的3.3v電源轉換電路的電子電路圖；
[0040]圖14為本實用新型實施例所述的-5v電源轉換電路的電子電路圖；
[0041]圖15為本實用新型實施例所述的報警電路的電子電路圖。
[0042]結合附圖，本實用新型實施例中附圖標記如下:
[0043]1-導電桿；2_盆式絕緣子；3_GIS外殼；4_故障氣室；5_環氧盤式絕緣子；6-鋁合金圓柱桶；7_金屬導電桿；8_六氟化硫氣體；9_聲源。
【具體實施方式】
[0044]以下結合附圖對本實用新型的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0045]為了詳細研究GIS圓桶結構內外的聲場分布特性，在分析模型中放置探針計算該點的聲壓，在頻率范圍內，計算不同測量位置的聲壓分布。探針放置位置如圖2所示。其中A、C、G位于招合金圓桶的外表面,而且A、G位于點聲源的上下方,C位于遠離聲源的左上方。E、F分別位于絕緣子的內外表面，B位于密閉鋁合金圓桶內表面。D位于靠近聲源與導電桿的位置。
[0046]通過上圖3a和圖3g可以看出，GIS內外部聲信號分布規律如下:
[0047]I)GIS殼體內外聲壓分布
[0048]對比A、B兩點的聲壓值，A點的聲壓比B點的小，在低頻范圍內(10-30kHz)相差很大(80-100dB)，而在高頻(40-200kHz)A點的聲壓與B點的聲壓相差減小到20-40dB，這表明招合金外殼內表面的聲強比招合金外殼外表面的大,相對于在內部直接測量放電的聲壓強，在GIS外殼中測量放電需要更高靈敏度的傳感器，或者需要將外殼表面的信號放大，才能獲得與內部測量的聲強在同一數量級。
[0049]2) GIS殼體表面聲壓分布
[0050]對比A、C、G三點的聲壓值，可以看出A點的聲壓比C點大(約2-10dB)，這說明聲波在固體鋁合金外殼中傳播發生衰減。通過超聲波傳感器的信號大小可以沿GIS桶壁定性確認傳感器距離放電聲源的遠近。其次A點的聲壓與G點相比，基本相近，這說明在GIS鋁合金外殼上同一位置的半徑方向上，傳感器獲取的信號基本相等，不能區別放電聲源的位置。
[0051]3)絕緣盆子兩側聲壓分布
[0052]對比E、F兩點的聲壓值，在低頻(l-20kHz)范圍內，可以看出F點的聲壓遠比E點小(衰減接近120dB)，但在超聲(20-200kHz)范圍內，F點的聲壓盡管比E點小，但僅衰減了大約50dB，這表明放電發出的音頻聲波經過環氧絕緣子后，衰減十分嚴重。
[0053]4) GIS內部聲壓分布
[0054]對比同樣位于密閉聲場內的D、E兩點的聲壓值，可以看出D點的聲壓遠比E點大(約3-5dB)，這表明放電發出的聲波在六氟化硫氣體中傳播，有一定衰減。
[0055]如圖4所示，一種基于柔性壓電薄膜材料監測GIS局部放電位置的系統，包括緊貼在GIS外壁上的聲發射傳感器、信號檢測電路、信號處理電路、電源管理電路及報警電路，聲發射傳感器信號經信號檢測電路傳遞給信號處理電路，電源管理電路提供直流電源，報警電路與信號處理電路電連接；
[0056]信號檢測電路包括電荷變換單元、預放大單元、濾波單元、后置放大單元和有效值轉換單元；電荷變換單元、預放大單元、濾波單元、后置放大單元和有效值轉換單元依次串聯。
[0057]聲發射傳感器采用PVDF壓電薄膜材料。分布在GIS的多個氣室內。該PVDF壓電薄膜的是一種3層結構的薄膜，PVDF感芯的上下表面已覆蓋了很薄的鋁電極，厚度為230微米，在實際運用中，PVDF壓電薄膜的形狀根據需要而裁剪，這勢必會引起薄膜邊緣有瑕疵，而且也容易受到外界的電子干擾從而造成測量的不準確，影響其檢測的效果。因此，為了提高壓電薄膜的耐久性與穩定性，PVDF壓電薄膜必須經過封裝。
[0058]利用PVDF壓電薄膜制作傳感器的主要工藝流程主要分為:確定所需形狀、切割、邊緣處理、非金屬化邊緣、弓I出電極和加保護層。
[0059](I)邊緣處理
[0060]把PVDF壓電薄膜裁剪成3cm*lcm的長方形形狀，而在裁剪過程中，鋁電極的邊緣上很容易留下許多的金屬毛刺，這樣會導致PVDF壓電薄膜在厚度方向上發生短路，繼而影響了傳感器的工作效果。所以，在對PVDF壓電薄膜進行裁剪的時候，邊緣的平整度是很重要的。為了防止毛刺對檢測效果產生影響，采用丙酮和酒精作為腐蝕劑，腐蝕掉薄膜邊緣可能連通的電極毛刺，這樣就完成了對PVDF壓電薄膜的邊緣做非金屬化處理，最后用萬用表檢測薄膜在厚度上是否發生短路，以保證腐蝕的效果。
[0061](2)引出導線
[0062]因為PVDF壓電薄膜的厚度非常小，而且柔性很大，表面的電極很薄，所以常規的焊接等方式并不適用于PVDF壓電薄膜。本技術方案中，為了防止由于引線接點的影響使得傳感器出現問題，是把傳感器的上下兩個極面同向同面引出，這樣，可以方便引出導線和屏蔽線的連接，繼而能保障電荷信號在最大限度上不受干擾地進入調理電路。采用的方式是實驗室中容易做到的穿透式，即用壓接端子壓接和空心的小鉚釘鉚接的兩種方式。
[0063](3)加保護層
[0064]為了避免電極被破壞，而且防止傳感器受到外界噪聲的干擾，為傳感器加上保護層是十分必要的。由于PVDF壓電薄膜是彈性極好的薄膜材料，而且壓電材料在受到較大應變時會產生較強的信號，這樣便于接收，所以封裝的材料必須具有足夠的彈性，才不會影響傳感器的性能，保證傳感器能夠最大限度地傳遞傳感的信息；再者，PVDF壓電薄膜是屬于高內阻弱信號的傳感器，因其靈敏度非常高，所以對外界的干擾反應的非常明顯，例如人說話的聲音信號、工頻信號等等。所以這也要求了封裝材料的絕緣性能要良好；最后，由于PVDF壓電薄膜的厚度非常小，那么對薄膜封裝的材料也不能厚，要保證傳感器的優越性能。通過上述分析，本技術方案對傳感器的封裝材料選取的是UV樹脂，在薄膜材料上下粘貼一層厚度為8微米的聚乙烯薄膜，然后用紫外燈光進行照射，固化之后效果很好。另一方面，為了防止表面引出的導線發生損壞而導致傳感器接觸不良和為了保證PVDF壓電薄膜傳感器在彎曲的時候也能夠輸出穩定的信號，在電極和引線的連接處用硅膠覆蓋。對于薄膜的有效面積與引出電極部分，選擇分開封裝，因為兩者的厚度不同，為了最大限度的減少外部的干擾，保證輸出信號的穩定性，分開封裝的效果更好。
[0065](4)電磁屏蔽問題
[0066]由于壓電薄膜的本性是容性的，所以抗電磁干擾的能力不強，在輸出信號很高或者在數據精度要求不高的情況下可以不予考慮。但是，本技術方案中，通過實驗得知，測得的超聲波信號的數量級為毫伏級，所以對于電磁干擾需要采取措施來屏蔽。采取的措施是加屏蔽器件和使用同軸電纜。需要主要的是，引線和同軸電纜的連接必須要加固，防止因為振動而給傳感器帶來聲音干擾。
[0067]所制作的傳感器的基本性能指標見表二，
[0068]表二、傳感器主要性能指標表:
[0069]
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[0070]如圖6所示，電荷變換單元，包括運放器U8、電阻R8、電容C8、電阻R18、電容C7和電阻R6，電阻R8、電容C8和電阻R18串聯在運放器U8的反相輸入端，電阻R6 —端連接到a節點上，電阻R6的另一端與運放器U8的輸出端連接，電容C7 —端連接到b節點上，該電容C7的另一端與運放器U8的輸出端連接。
[0071]PVDF壓電薄膜傳感器屬于電容性傳感器,其輸出信號為與輸入超聲波振動信號成比例的電荷量，實際電路中，電荷量由于阻抗過高而無法直接檢測。只有將電荷量轉換為相應的電壓量才能進一步檢測，為此設計了此電荷變換電路。此電荷變換電路由運算放大器LF356N、精密電阻、聚苯乙烯電容等組成，其中，LF356N運算放大器具有高輸入阻抗、低失調和偏置電壓、高共模抑制比、高增益帶寬積和大的直流電壓增益等優點。非常適合用于電荷變換電路。
[0072]為了保證電荷變換電路轉換精度，選用相應的反饋電容和電阻時必須選取高精度的電容電阻。這里選用金屬薄膜電阻和精密聚苯乙烯電容，精度為0.5%。
[0073]其中，電阻R18的取值決定電路對高頻信號的響應；電阻R6的取值決定電路對低頻信號的響應特點。電容C7為反饋電容。
[0074]如圖7所示，預放大單元包括運放器U7、電阻R26、電阻R7和可調電阻R29，電阻R26串聯在運放器U7的反相輸入端，電阻R7 —端與運放器U7的反相輸入端連接，該電阻R7的另一端與運放器U7的輸出端連接，可調電阻R29為失調電壓補償變阻器，該可調電阻R29的兩個固定端與運放器U7的兩個電位調節端連接，該可調電阻R29的可調端與運放器U7的正相電壓端連接。
[0075]經過電荷變換之后，完成了信號的阻抗變換和信號變換，將電荷信號轉換為對應的電壓信號。但由于變換之后的信號較弱，為了獲得較高的信噪比，需對該信號進行一定的預放大處理。將有用信號放大，為后續濾波處理奠定基礎。
[0076]預放大電路設計主要應考慮運放特性。本技術方案設計選取的運放芯片為LF356N，其具有增益帶寬積5MHZ，高輸入阻抗，低偏置和失調電壓等優點。特別是增益帶寬積滿足預放大電路的實際要求。故而選取此運放為預放大電路芯片。在電路設計上，采用標準的反向比例放大電路，放大倍數為2倍。中，電阻R7為反饋電阻，可調電阻R29為失調電壓補償變阻器，調節零位輸出。電容C36，電容C38為電源濾波電容。
[0077]信號采集電路時，不僅要考慮如何采集到有用的信號，也要考慮如何濾除來自現場和電路本身的雜波干擾等問題。GIS設備使用現場工作環境復雜，各種噪聲如機械振動、沖擊、人員活動聲響以及來自電路的工頻干擾等無不對設備正常、準確工作造成影響。為了消除來自現場的高頻和低頻干擾，特別設計信號濾波電路。
[0078]濾波電路在設計時主要考慮一下內容:
[0079]首先，濾波電路對低頻干擾的有效濾除。由于GIS設備既有在室內的也有在室外安裝的，GIS工作時周圍環境噪聲無法屏蔽，如果不在檢測電路中將這些環境干擾信號有效濾除，就會影響到GIS閃絡故障定位檢測器的工作，進而引起GIS閃絡故障定位器誤動作。
[0080]其次，濾波電路對電磁波信號的有效濾除。GIS閃絡故障發生時不僅產生大量低頻信號分量，也產生了大量高頻電磁波分量。在實際試驗探究過程中發現，檢測傳感器引出的線纜猶如一根天線，將電磁波信號引入到了檢測電路中，對此干擾信號也要有效的濾除才可避免/[目號米集的失真。
[0081]綜上所述，在濾波電路設計中選用了高通濾波電路和低通濾波電路疊加而形成帶通濾波電路。每一級濾波電路階數設計為二階電路，以使濾波電路衰減倍數在40dB,有效濾除信號干擾，濾波電路設計如下:
[0082]濾波單元采用高通濾波電路和低通濾波電路疊加的電路，如圖8所示，高通濾波電路包括運放器U6B、電容C41、電容C42和電阻R21，電容C41和電容C42串聯在運放器U6B的同相輸入端，電阻R21串聯在運放器。
[0083]運放選取TL062C，該運放為高速運放，擺率3.5V/us，適合作為濾波電路運放。
[0084]如圖9所示，低通濾波電路包括運放器U6A、電容C39、電容C37、電容C40和電阻R5，電容C39和電容C37串聯在運放器U6A的同相輸入端和運放器U6A的輸出端之間，電容C40與運放器U6A的輸出端串聯，電阻R5串聯在運放器U6A的反相輸入端和運放器U6A的輸出端之間。
[0085]其中，C2，C3為低通濾波電路中不同阻值的網絡標號。代表數值為30K, 20K, 10K, 6.2K, 3K。對應信號截止頻率為:995.2Hz，4.9KHz, 9.6ΚΗζ, 19.6ΚΗζ，30ΚΗζ。
[0086]反向輸入端信號放大倍數:I + = I十# ?1.574
[0087]C35，C37為電源濾波電路。濾除電源雜波干擾。
[0088]經過濾波之后的信號幅度較小，為了提高檢測信號的量程，需對信號進一步放大。放大倍數確定需要考慮運放增益帶寬積。LF356N運放增益帶寬積在5MHZ，對于信號10倍放大完全沒有問題，故而此處確定后置放大電路放大倍數為10倍。
[0089]如圖10所示，后置放大單元包括運放器U10、電阻R62和電阻R61、電阻R62串聯在運放器UlO的反相輸入端與運放器UlO的輸出端間，電阻R61與運放器UlO的反相輸入端串聯。
[0090]電阻R62為反饋電阻，電阻R63為零位輸出調節電位器，電容C44，電容C43為電源濾波電容。
[0091]如圖11所示，經過后置放大電路之后的信號仍為雙極性信號，為了便于單片機采集和處理，同時對信號進行有效值轉換處理，選用AD637有效值轉換芯片構成有效值轉換電路。
[0092]電容C17為外部電容，用以設定信號平均時間的長短。本技術方案選用InF的小電容，便于捕捉到瞬時變化的信號。電容C14為隔直電容，隔除后置放大之后產生的直流偏置信號。
[0093]電阻R16，電容C16為無源低通濾波單元。對AD637輸出信號進行低通濾波處理。
使輸出信號更平滑。
[0094]信號處理電路主要由單片機構成。主要完成的功能有:信號A/D轉換、采集數據的處理等。并連接顯示單元。
[0095]電源管理電路
[0096]信號處理電路米用充電電池供電，供電電壓在7.2V。由于內部集成芯片工作電壓為+5V、+3.3V等，所以需要對輸入電源進行電壓轉換，如圖12所示，LM2940具有電源轉換的功能，可以實現將輸入6.25V?26V范圍的電壓轉換為+5V的電壓輸出。同時輸出電流超過1A，足可以滿足本電路要求。而且其工作溫度和儲存溫度都在_40oC?85oC，滿足工業要求。需要注意的是，此處通過電阻R14，電阻R15將模擬地和數字地分開，避免了相互之間的干擾。電容在這里起濾波的作用。
[0097]如圖13所示，ASMl117芯片和LM2940芯片的功能相似，起到了電源轉換的作用。由于C8051工作電壓范圍在2.7V?3.6V，需要將+5V的電壓轉換為+3.3V,電容在這里起濾波作用。通過電阻R16將模擬地和數字地相區分。LEDO為電路工作狀態指示燈，LED亮表示電路正常工作，不亮則表明電路存在問題，需要檢查。
[0098]如圖14所示，由于前端模擬運放采用雙電源供電，需要-5V電壓。故采用LMC7660IM電壓轉換芯片，實現將+5V電壓轉換為-5V電壓。電容的作用也是濾波。
[0099]報警電路，如圖15所示，在被檢信號達到一定幅度后，需要采點亮用LED，輸出光報警的方式，提示工作人員對被檢段進行檢查，圖中的P2.3為單片機的I/O接口。
[0100]最后應說明的是:以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種基于柔性壓電薄膜材料監測Gis局部放電位置的系統，其特征在于，包括緊貼在GIS外壁上的聲發射傳感器、信號檢測電路、信號處理電路、電源管理電路及報警電路，所述聲發射傳感器信號經信號檢測電路傳遞給信號處理電路，所述電源管理電路提供直流電源，所述報警電路與信號處理電路電連接； 所述信號檢測電路包括電荷變換單元、預放大單元、濾波單元、后置放大單元和有效值轉換單元；所述電荷變換單元、預放大單元、濾波單元、后置放大單元和有效值轉換單元依次串聯。
2.根據權利要求1所述的基于柔性壓電薄膜材料監測GIS局部放電位置的系統，其特征在于，所述聲發射傳感器采用PVDF壓電薄膜材料。
3.根據權利要求1或2所述的基于柔性壓電薄膜材料監測GIS局部放電位置的系統，其特征在于，所述電荷變換單元，包括運放器U8、電阻R8、電容C8、電阻R18、電容C7和電阻R6，所述電阻R8、電容CS和電阻R18串聯在運放器U8的反相輸入端，所述電阻R6 —端連接到a節點上，電阻R6的另一端與運放器U8的輸出端連接，所述電容C7 —端連接到b節點上，該電容C7的另一端與運放器U8的輸出端連接。
4.根據權利要求1或2所述的基于柔性壓電薄膜材料監測GIS局部放電位置的系統，其特征在于，所述預放大單元包括運放器U7、電阻R26、電阻R7和可調電阻R29，所述電阻R26串聯在運放器U7的反相輸入端，所述電阻R7 —端與運放器U7的反相輸入端連接，該電阻R7的另一端與運放器U7的輸出端連接，所述可調電阻R29為失調電壓補償變阻器，該可調電阻R29的兩個固定端與運放器U7的兩個電位調節端連接，該可調電阻R29的可調端與運放器U7的正相電壓端連接。
5.根據權利要求1或2所述的基于柔性壓電薄膜材料監測GIS局部放電位置的系統，其特征在于，所述濾波單元采用高通濾波電路和低通濾波電路疊加的電路，所述高通濾波電路包括運放器U6B、電容C41、電容C42和電阻R21，所述電容C41和電容C42串聯在運放器U6B的同相輸入端，所述電阻R21串聯在運放器U6B的反相輸入端和運放器U6B的輸出端之間； 所述低通濾波電路包括運放器U6A、電容C39、電容C37、電容C40和電阻R5，所述電容C39和電容C37串聯在運放器U6A的同相輸入端和運放器U6A的輸出端之間，所述電容C40與運放器U6A的輸出端串聯，所述電阻R5串聯在運放器U6A的反相輸入端和運放器U6A的輸出端之間。
6.根據權利要求1或2所述的基于柔性壓電薄膜材料監測GIS局部放電位置的系統，其特征在于，所述后置放大單元包括運放器U10、電阻R62和電阻R61、所述電阻R62串聯在運放器UlO的反相輸入端與運放器UlO的輸出端間，所述電阻R61與運放器UlO的反相輸入端串聯。
7.根據權利要求1或2所述的基于柔性壓電薄膜材料監測GIS局部放電位置的系統，其特征在于，所述有效值轉換單元采用AD637有效值轉換芯片。
8.根據權利要求1或2所述的基于柔性壓電薄膜材料監測GIS局部放電位置的系統，其特征在于，所述信號處理電路采用單片機。
【文檔編號】G01R31/12GK203965572SQ201420341199
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年6月24日 優先權日:2014年6月24日
【發明者】張忠元, 楊照光, 張濤允, 馬建海, 溫定筠, 孫亞明, 高立超 申請人:國家電網公司, 國網甘肅省電力公司, 國網甘肅省電力公司電力科學研究院, 國網甘肅省電力公司檢修公司