得存儲單元滿足讀寫 速率且可將存儲深度拓展到64Mbit。
[0030] 圖4為上位機(jī)數(shù)據(jù)算法結(jié)構(gòu)圖。波形的特征可W部分的反映出缺陷的類型，對放 電脈沖波形，只是單純的分析時域或者頻域的特征是不夠全面的，因此采用PRTO聚類分析 W及脈沖波形時頻分析聯(lián)合診斷的方式。經(jīng)過對幾種常用的時頻方法的對比，選用ST算 法，該算法具有良好的時域和頻域分辨率，并且運(yùn)算速度很快。在PRTO譜圖中統(tǒng)計(jì)正負(fù)半 周的放電起始相位、重屯、、最大放電量、平均放電量、偏斜度、睹峭度、互相關(guān)系數(shù)和放電次 數(shù)等參數(shù)，并生成相應(yīng)的N-Q-口 S維圖譜W及Q-P、N-p、Q-N二維統(tǒng)計(jì)譜圖。在脈 沖時頻分布圖中統(tǒng)計(jì)放電最大頻率值、脈沖上升沿時間、脈沖下降沿時間、脈寬W及頻譜分 布特征等參數(shù)。通過對相關(guān)特征的提取，利用數(shù)據(jù)庫中的典型放電類型樣本數(shù)據(jù)對測試數(shù) 據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)對測試結(jié)果的模式識別。
[0031] 圖5為應(yīng)用本發(fā)明的一個實(shí)施例對一臺220kV S相變壓器現(xiàn)場檢測示意圖。前置 傳感器采用羅哥夫斯基線圈，檢測時將羅哥夫斯基線圈安裝至變壓器套管末屏接地線、外 殼接地線或者鐵巧接地線上，獲得變壓器內(nèi)部由于局部放電所引起的脈沖電流，工頻信號 可采用現(xiàn)場利用分壓器獲得。在檢測過程中，由于現(xiàn)場存在大量的干擾，因此在檢測過程中 根據(jù)測試數(shù)據(jù)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整觸發(fā)闊值，可W獲得更準(zhǔn)確地測試結(jié)果。保存PRPD W及脈沖波形 測試數(shù)據(jù)后，進(jìn)入分析界面，可實(shí)現(xiàn)對測試數(shù)據(jù)的分析和模式識別，識別結(jié)果分為噪聲、針 尖放電、沿面放電、氣隙放電和懸浮放電五種類型，完成測試后可生成測試報(bào)告。
[0032] 圖6為應(yīng)用本發(fā)明的一個實(shí)施例對一臺llOkV單相現(xiàn)場檢測示意圖。前置傳感器 采用微帶貼片天線，檢測時將微帶貼片天線固定在GIS腔體外側(cè)，通過微帶貼片天線將GIS 內(nèi)部缺陷導(dǎo)致的電磁波信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，通過匹配電纜將信號傳輸至局部放電檢測儀 的端口，工頻信號可采用現(xiàn)場利用分壓器獲得。在檢測過程中，由于現(xiàn)場存在大量的干擾， 因此在檢測過程中根據(jù)測試數(shù)據(jù)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整觸發(fā)闊值，可w獲得更準(zhǔn)確地測試結(jié)果。保存 PRPD W及脈沖波形測試數(shù)據(jù)后，進(jìn)入分析界面，可實(shí)現(xiàn)對測試數(shù)據(jù)的分析和模式識別，識別 結(jié)果分為噪聲、針尖放電、沿面放電、氣隙放電和懸浮放電五種類型，完成測試后可生成測 試報(bào)?告。
[0033] 圖7為局部放電檢測裝置的數(shù)據(jù)測試界面，主要界面為PRTO數(shù)據(jù)采集界面W及脈 沖波形采集界面，該界面中可W完成放電幅值W及放電闊值的設(shè)置，同時可W監(jiān)測所測得 的放電次數(shù)。
[0034] 圖8為局部放電檢測裝置的PRPD數(shù)據(jù)分析界面，主要分析圖譜為N-Q - (PS維圖 譜W及Q - <?>、N - 、Q-N二維圖譜，右側(cè)為對Q -巧數(shù)據(jù)的特征分析結(jié)果，所分析數(shù)據(jù)可 選自于歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)W及本次監(jiān)測數(shù)據(jù)。
[0035] 圖9為局部放電檢測裝置的脈沖波形數(shù)據(jù)分析界面，由Q-t、Q-f、f-t S種譜圖展 示其放電脈沖特征，其中左側(cè)所展示的f-t時頻聯(lián)合分布圖譜采用ST算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分 析，可W實(shí)現(xiàn)局部放大，右側(cè)圖譜為脈沖時域分布圖譜W及脈沖頻域分布圖譜，并展示了脈 沖的時域和頻域的部分統(tǒng)計(jì)參數(shù)，所分析數(shù)據(jù)可選自于歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)W及本次監(jiān)測數(shù)據(jù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種便攜式局部放電檢測及診斷裝置，包括局部放電檢測儀、電纜、前置傳感器以及 充電器； 所述前置傳感器包括射頻傳感器模塊和/或超高頻傳感器模塊； 所述射頻傳感器模塊包括射頻傳感器，用于檢測變壓器套管末屏接地線、外殼接地線、 鐵心接地線以及繞組中由于局部放電引起的脈沖電流； 所述超高頻傳感器模塊包括分頻器和超高頻傳感器，所述超高頻傳感器用于檢測局部 放電所產(chǎn)生的電磁脈沖信號，所述分頻器用于將超高頻信號降頻為50MHZ以下； 所述局部放電檢測儀用于接收所述前置傳感器檢測到的脈沖信號以及分壓器取得的 工頻信號，對所述電壓信號進(jìn)行采集形成采樣數(shù)據(jù)，并對所述采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)局部 放電的模式識別； 所述電纜用于連接所述局部放電檢測儀和前置傳感器； 所述充電器用于對所述局部放電檢測儀充電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于： 優(yōu)選的，所述局部放電檢測儀尺寸為242mmX 180mmX 114mm，重量為2. lkg，并采用鋰 電池供電。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于： 所述射頻傳感器為羅哥夫斯基線圈，頻帶范圍為I. 5MHz-200MHz，最小上升沿時間為 2ns ； 所述超高頻傳感器為超高頻微帶貼片天線，天線長為5cm，寬為3. 5cm，厚度為0. 2cm， 帶寬為 0. 4GHz ~2. 7GHz。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于： 所述局部放電檢測儀包括上位機(jī)和下位機(jī)； 所述上位機(jī)包括基于Linux系統(tǒng)的工控機(jī)，所述工控機(jī)通過網(wǎng)口通訊協(xié)議，對下位機(jī) 進(jìn)行控制并對下位機(jī)的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、顯示以及存儲； 所述下位機(jī)包括模擬單元模塊、FPGA模塊、ARM模塊、時鐘及復(fù)位模塊以及電源管理模 塊； 所述模擬單元模塊采用閉環(huán)反饋方式對采用數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，對電壓信號進(jìn)行增益處 理和/或保證電壓信號不超出量程范圍；同時該模塊采用雙通道14位IOOMHz模數(shù)轉(zhuǎn)換器 對前置傳感器所耦合的電壓信號進(jìn)行采樣； 所述FPGA模塊與ARM模塊采用總線橋接的方式設(shè)計(jì)；所述FPGA模塊用于接收預(yù)處理 過的電壓信號并傳送給ARM模塊；所述ARM模塊用于將FPGA模塊傳送來的電壓信號進(jìn)行 處理獲得脈沖模型峰值和相位，并通過開窗比較的方式，獲得脈沖波形的數(shù)據(jù)，形成采樣數(shù) 據(jù)； 所述時鐘及復(fù)位模塊用于時序計(jì)時及復(fù)位； 所述電源管理模塊包括可充電電池和充放電管理電路，所述可充電電池為鋰電池。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于： 所述模擬單元模塊局部放電電壓幅值可調(diào)為以下數(shù)值：10mV，25mV，50mV，100mV， 250mV，500mV，1V，2. 5V，5V ;觸發(fā)閾值可調(diào)為不超過當(dāng)前電壓幅值的任意數(shù)值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于： 所述便攜式變壓器局部放電檢測及診斷裝置采用PRro聚類分析聯(lián)合脈沖波形時頻分 析方法實(shí)現(xiàn)局部放電的模式識別； 所述PRro聚類分析方法采用N-Q-(放電次數(shù)-放電量-放電相位）三維圖譜以 及(放電量-放電相位）、N-p (放電次數(shù)-放電相位）、Q-N(放電量-放電次數(shù)） 二維圖譜展示放電特征，并提取對應(yīng)的特征參量； 所述時頻分析方法采用了 ST(Stockwell Transform)展示并提取放電脈沖時頻聯(lián)合分 布特征，并采用Q_t (幅值-時間）、Q_f (幅值-頻率）、f_t (頻率-時間）三種譜圖展示。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種便攜式局部放電檢測與診斷裝置，包括局部放電檢測儀、電纜、前置傳感器、充電器裝置，其中局部放電檢測儀包括下位機(jī)和上位機(jī)，下位機(jī)包括模擬單元模塊、FPGA模塊、ARM模塊、時鐘及復(fù)位模塊和電源管理模塊，上位機(jī)為Linux工控機(jī)。本發(fā)明具有14位100MHz雙通道采集系統(tǒng)，最大可存儲深度為64Mbit，采用PRPD聚類分析聯(lián)合脈沖波形時頻分析的方式，準(zhǔn)確完成對缺陷的特征譜圖的展示和故障的模式識別；同時配有射頻傳感器和超高頻傳感器，可以通過更換前端傳感器完成對一次設(shè)備的脈沖電流檢測和超高頻檢測；本設(shè)備體積小重量輕并可電池供電，便于對變壓器現(xiàn)場帶電測試與巡檢。
【IPC分類】G01R31-12
【公開號】CN104749498
【申請?zhí)枴緾N201510043701
【發(fā)明人】董明, 任明, 肖智剛, 張崇興, 溫福新, 劉嘉林
【申請人】西安交通大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年1月28日