一种多路开关柜声电信号采集装置及方法
【专利摘要】一种多路开关柜声电信号采集装置及方法，包括成对传感器模块、成对信号调理模块、主控采集分析电路模块、供电单元、后台、第一基板和第二基板；成对信号调理模块固定在第一基板上，主控采集分析电路模块、供电单元固定在第二基板上；传感器模块开关柜的局部放电信号送至成对信号调理模块，成对信号调理模块将接收到的信号进行滤波、放大、峰值检测处理后进行A/D转换，转换后的信号送到主控采集分析电路模快，由主控采集分析电路模快进行数据运算处理、提取局部放电特征数据，并将监测数据上传至后台，同时，结合主控采集分析电路模快通过扩展的方式实现LCD屏就地显示；解决开关设备放电检测不方便、工作量大、监测数据无法实现远程查看的问题。
【专利说明】一种多路开关柜声电信号采集装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及信号检测设备及方法，特别是涉及开关设备的信号检测装置及方法。
【背景技术】
[0002]根据两组相关统计，一组统计结果显示，在1989?1997年期间和2004年，40.5kV以下电压等级开关设备的故障类型中，绝缘性故障与载流性故障(含障碍)约占30%?53%;而另一组统计结果显示，在1992?2002年期间，开关设备故障类型中，绝缘性故障与载流性故障的比例已高达66%。上述两组相关统计结果中的绝缘性故障与载流性故障，均与放电现象密切相关。
[0003]目前在开关设备的所有故障中，有高达44%的故障都可以通过局部放电检测技术检测出来，其中，85%的破坏性故障都是与局部放电现象有关，因此，对中压开关设备实施放电检测或监测可显著减少配电设备的故障概率。
[0004]目前用以对中压开关设备实施放电检测或监测的手段主要有手持式仪器和便携式仪器巡检测试，但这些方式在实际应用中却逐渐出现了柜体外部噪声大、超声波无法灵敏检测密封性好的开关柜、且受开关柜位置限制(如背面无法检测等)、人员工作量大大增加等问题；
[0005]此外，虽然目前已有将TEV传感器和超声波传感器内嵌在开关柜母线舱室、断路器舱室、电缆舱室内，但其监测的结果和数据也只是在柜体上的显示装置进行显示，仍需到现场进行查看，由于无法进行数据上传，因此不方便运行人员直接在中控室或远程查看数据。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种多路开关柜声电信号采集装置及方法，解决目前对开关设备放电检测不方便、工作量大、监测数据无法实现远程查看的问题。
[0007]为解决上述问题，本发明提供的一种多路开关柜声电信号采集装置，包括成传感器模块、主控采集分析电路模块、供电单元、后台；传感器模块由TEV传感器和超声波传感器组成；传感器模块内嵌在开关柜中；供电单元用于提供电源；后台用于将监测数据进行放电幅值、历史数据曲线展示；此外，还包括成对信号调理模块；成对信号调理模块由TEV信号调理电路模块、超声波信号调理电路模块、两个AD转换模块组成；TEV传感器的信号输出端与TEV信号调理电路模块信号输入端电连接，TEV信号调理电路模块信号输出端与一个AD转换模块信号输入端电连接；超声波传感器的信号输出端与超声波信号调理电路模块的信号输入端电连接，超声波信号调理电路模块信号输出端与另一个AD转换模块信号输入端电连接；两个AD转换模块均与主控采集分析电路模块的信号输入端电连接；主控采集分析电路模块的通讯接口与后台连接。
[0008]TEV信号调理电路模块包括TEV信号多阶滤波电路、TEV信号对数放大电路、TEV信号峰值检波电路；其中，TEV信号多阶滤波电路用于滤除3-lOOMHz以外的信号；TEV信号多阶滤波电路对TEV传感器馈入的模拟信号进行处理，限制其带宽，降低外部环境的电磁干扰和提高局部放电检测的灵敏度；TEV信号对数放大电路用于对暂态地电压信号进行非线性放大，对剧烈的放电现象的信号进行自动限制幅值；TEV信号峰值检波电路用于对持续时间短至ps级的局部放电信号进行处理，提取对局部放电检测最为重要的幅值信号；TEV信号峰值检波电路米样率的设定不低于1MHz。
[0009]超声波信号调理电路模块包括超声波信号前置放大电路、超声波信号带通滤波电路、超声波信号对数放大电、超声波信号峰值检波电路；其中超声波信号前置放大电路负责用于将超声波传感器输出的微弱信号进行放大，提高信号的抗干扰能力；超声波信号带通滤波电路的带宽为20k至100k ;超声波信号带通滤波电路负责对输入超声波信号进一步选频，以抑制杂散的背景音频信号干扰；带通滤波器选频后的输出用于对数放大、检波和模数转换；超声波信号对数放大电路用于对超声波信号进行非线性放大，对剧烈的放电现象的信号进行自动限制幅值；超声波信号峰值检波电路用于对持续时间短至ps级的局部放电信号进行处理，提取对局部放电检测最为重要的幅值信号；超声波信号峰值检波电路采样率的设定不低于1MHz。
[0010]TEV信号调理电路模块由屏蔽罩罩住；TEV信号调理电路模块的信号输入端经BNC接口连接TEV传感器的信号输出端；
[0011]超声波信号调理电路模块由屏蔽罩罩住；超声波信号调理电路模块的信号输入端经另一个BNC接口连接超声波传感器的信号输出端；
[0012]两个AD转换模块的信号输出端均与FPC座电连接，FPC座经排线与主控采集分析电路模块的信号输入端电连接。
[0013]成对信号调理模块经第一插针连接器固定在第一基板上；
[0014]主控采集分析电路模块、供电单元均固定在第二基板上；
[0015]主控采集处理电路模块包括主板、扩展接口、485接口和最小系统板；主板设置在第二基板上；扩展接口和485接口由主板引出；最小系统板设置在主板上，且经插针连接器与主板连接；最小系统板的信号输入端经排线与FPC座连接。
[0016]最小系统板收到来自成对信号调理模块处理后的开关柜放电信号后，对其中的暂态地电压信号和超声波信号提取局部放电特征数据，并最终通过主板引出的RS485接口以Modbus协议将监测数据上传支持该协议的后台。
[0017]IXD显示屏与扩展接口连接，实现IXD屏就地显示。
[0018]供电单元由屏蔽罩保护；供电单元的输出端引出第二插针连接器，第二插针连接器经焊点与主控采集分析电路模块的电源输入端引线连接；供电单元的电源输入端引出另一组第二插针连接器，该组第二插针连接器经另一组焊点与电源接口连接。
[0019]TEV信号多阶滤波电路为:TEV信号多阶滤波电路的输入端到输出端之间依次串联接入电容c5、电阻R8、电感Li和电感L2 ;在TEV信号多阶滤波电路输入端和电容C5之间选一结点，该结点分别与二极管Di的正极、二极管D2的负极连接；二极管Di的负极和+5VU电压之间接入电阻札；二极管Di和电阻札之间选一结点，在该结点和接地端之间接入电阻R3，电阻R2和电容C2串联后与电阻R3并联；电阻札和+5VU电压之间选一结点，该结点与接地端之间接入电容Q ;二极管D2的正极和-5VU电压之间接入电阻R4 ;二极管D2和电阻R4之间选一结点，在该结点和接地端之间接入电阻R6，电阻r5和电容C4串联后与电阻&并联；电阻&和-5VU电压之间选一结点，该结点与接地端之间接入电容Q ;在电容C5和电阻R8之间选一结点，该结点与接地端之间接入电阻R7 ;在电阻R8和电感U之间选一结点，该结点和接地端之间并联接入电阻R9、电容c6、电容C7 ;在电感Li和电感L2之间选一结点，该结点和接地端之间并联接入电容C8、电容C9 ;在电感L2和TEV信号多阶滤波电路的输出端之间选一结点，该结点和接地端之间并联接入电容C1(l、电容Cn、电阻R1(l ；
[0020]TEV信号对数放大电路为:TEV信号对数放大电路输入端和对数放大器AD8310的INHI管脚之间接入电容C12，电容C12与INHI管脚之间选一结点，在该结点和接地端之间接入电阻Rn ;对数放大器AD8310的INL0管脚与接地端之间接入电容C15 ;对数放大器AD8310的INHI管脚和INL0管脚之间接入电阻R13 ;对数放大器AD8310的C0MM管脚接地；对数放大器AD8310的BFIN管脚和接地端之间接入电容C14 ；+5VT电压和接地端之间依次串联接入电阻R12、电容C13 ；电阻R12和电容C13之间选一结点同时连接对数放大器AD8310的ENBL管脚、Vpos管脚；对数放大器AD8310的0FLT管脚与接地端之间接入电容C16 ;对数放大器AD8310的Vout管脚引出导线作为TEV信号对数放大电路的信号输出端；
[0021]TEV信号峰值检波电路为:运算放大器AD8066的管脚3作为信号输入端；运算放大器AD8066的管脚8与+5VT电压之间接入电阻R14 ;在运算放大器AD8066的管脚8和电阻R14之间选一结点，该结点与接地端之间接入电容C17 ;运算放大器AD8066的管脚4与-5VT电压之间接入电阻R16 ;运算放大器AD8066的管脚4与接地端之间接入电容C18 ;运算放大器AD8066的管脚2分别接电阻R15的一端、二极管D3的负极，电阻R15的另一端接-5VT电压，二极管D3的正极接运算放大器AD8066的管脚1 ;运算放大器AD8066的管脚1接二极管D4的正极，二极管D4的负极接运算放大器AD8056的管脚5 ;在二极管D4的负极与运算放大器AD8056的管脚5之间选一结点，该结点与接地端之间接入电容C19，该结点与-5VT之间接入电阻R17 ;运算放大器AD8056的管脚4和管脚8均处于高阻态；运算放大器AD8056的管脚6接管脚7 ;运算放大器AD8056的管脚7引出导线，作为TEV信号峰值检波电路的信号输出端。
[0022]超声波信号前置放大电路为:超声波信号前置放大电路的信号输入端与第一仪表放大器INA128的管脚3之间接入电容C21 ;第一仪表放大器INA128的管脚2与接地点之间依次串联接入电容C2(l、R18 ;第一仪表放大器INA128的管脚2和管脚3之间依次串联接入电阻R19、电阻‘；在电阻R19和电阻之间选一结点接地；第一仪表放大器皿128的管脚1和管脚8之间接入电阻R21 ；+5VU电压和接地端之间依次串联接入电阻R22、电容C22 ;在电阻R22和电容C22之间选一结点与第一仪表放大器皿128的管脚7连接；-5VU电压和接地端之间依次串联接入电阻r23、电容c23 ；电阻r23和电容c23之间选一结点和第一仪表放大器INA128的管脚4连接；第一仪表放大器INA128的管脚6和第二仪表放大器INA128的管脚3之间接入电容C24 ;在第二仪表放大器INA128的管脚3和电容C24之间选一结点，该结点和接地端之间接入电阻R24 ;第二仪表放大器INA128的管脚2依次和第一仪表放大器INA128的管脚7、第一仪表放大器INA128的管脚5、第二仪表放大器INA128的管脚5连接后接地；第二仪表放大器皿128的管脚1和管脚8之间接入电阻R26 ；+5VU电压和接地端之间依次串联接入电阻R25、电容C25 ;在电阻R25和电容C25之间选一结点与第二仪表放大器INA128的管脚7连接；-5VU电压和接地端之间依次串联接入电阻R27、电容C26 ；电阻R27和电容C26之间选一结点和第二仪表放大器INA128的管脚4连接；第二仪表放大器INA128的管脚6和电压反馈双放大器AD8058的管脚2之间依次串联接入电容C27、电阻R28、电容C3(l ;在电阻R28和电容C3(l之间选一结点，该结点与接地端之间接入电阻R29，同时该结点与电压反馈双放大器AD8058的管脚2之间依次串联接入电容C29、电阻R31 ;电容C29和电阻R31之间选一结点，该结点与电压反馈双放大器AD8058的管脚1连接；电压反馈双放大器AD8058的管脚3与接地端之间接入电阻R3(i ；+5VU电压和接地端之间依次串联接入电阻R32、电容C31 ;在电阻R32和电容C31之间选一结点与电压反馈双放大器AD8058的管脚8连接；_5VU电压和接地端之间依次串联接入电阻R33、电容C28 ;在电阻R33和电容C28之间选一结点与电压反馈双放大器AD8058的管脚4连接；电压反馈双放大器AD8058的管脚1引出一导线作为超声波信号前置放大电路的信号输出端；
[0023]超声波信号带通滤波电路为:超声波信号带通滤波电路的信号输入端与输出端依次串联接入电容c32、电感l3 ;在电容c32和电感l3之间选一结点，该结点和接地端之间接入电阻r34 ;在电感l3和输出端之间选一结点，该结点和接地端之间接入电阻r35 ；
[0024]超声波信号对数放大电路为:超声波信号对数放大电路输入端与对数放大器AD8310的INHI管脚之间依次串联接入电阻R36、电容C33 ;在电阻R36和电容C33之间选一结点，在该结点和接地端之间接入电容C34 ;对数放大器AD8310的INHI管脚和INL0管脚之间接入电阻R38 ;对数放大器AD8310的INL0管脚与接地端之间接入电容C38 ;对数放大器AD8310的C0MM管脚接地；对数放大器AD8310的BFIN管脚和接地端之间接入电容C36 ；+5VT电压和接地端之间依次串联接入电阻R37、电容C35 ；电阻R37和电容C35之间选一结点同时连接对数放大器AD8310的ENBL管脚、Vpos管脚；对数放大器AD8310的0FLT管脚与接地端之间接入电容C37 ;对数放大器AD8310的Vout管脚和信号输出端依次串联接入电阻R39、电容C4(l ;在电阻R39和电容C4(l之间选一结点，该结点和接地端之间接入电容C39 ;在电容C4(l和信号输出端之间选一结点，该结点与接地端接入电阻R4(i ;
[0025]超声波信号峰值检波电路为:第一电压反馈双放大器AD8058的管脚3作为信号输入端；第一电压反馈双放大器AD8058的管脚8与+5VT电压之间接入电阻R41 ;在第一电压反馈双放大器AD8058的管脚8和电阻R41之间选一结点，该结点与接地端之间接入电容C41 ；第一电压反馈双放大器AD8058的管脚4与-5VT电压之间接入电阻R43 ;第一电压反馈双放大器AD8058的管脚4与接地端之间接入电容C42 ;第一电压反馈双放大器AD8058的管脚2分别接电阻R42的一端、二极管D6的负极，电阻R42的另一端接-5VT电压，二极管D6的正极接第一电压反馈双放大器AD8058的管脚1 ;第一电压反馈双放大器AD8058的管脚1接二极管D5的正极，二极管D5的负极接第二电压反馈双放大器AD8058的管脚5 ;电阻R44并联在二极管D5的两端；在二极管D5的负极与第二电压反馈双放大器AD8058的管脚5之间选一结点，该结点与接地端之间并联接入电容C43和电阻R46，且在该结点和-5VU电压之间接入电阻R45 ;第二电压反馈双放大器AD8058的管脚4和管脚8均处于高阻态；第二电压反馈双放大器AD8058的管脚6接管脚7 ;第二电压反馈双放大器AD8058的管脚7引出导线，作为超声波信号峰值检波电路的信号输出端。
[0026]为解决上述问题，本发明提供一种多路开关柜声电信号采集方法，包括以下步骤:
[0027]步骤S1:传感器模块接收开关柜局部放电信号，即TEV传感器探测开关柜内局部的暂态地电压信号；超声波传感器探测开关柜内局部的超声波信号；
[0028]步骤S2:成对信号调理模块接收来自传感器模块探测到的信号，即:
[0029]TEV信号调理电路模块接收来自TEV传感器探测到的暂态地电压信号，并做如下处理:
[0030]步骤S21:TEV信号多阶滤波电路对接收到的信号进行滤波处理，滤除3-lOOMHz以外的信号，并将处理后的信号传给TEV信号对数放大电路；
[0031]步骤S22:TEV信号对数放大电路对暂态地电压信号进行非线性放大，并将放大后的信号传给TEV信号峰值检波电路；
[0032]步骤S23:TEV信号峰值检波电路对持续时间短至ps级的局部放电信号进行处理，提取对局部放电检测最为重要的幅值信号，处理后的信号经A/D转换后传输至主控采集分析电路模快；
[0033]超声波信号调理电路模块接收来自超声波传感器探测到的超声波信号，并做如下处理:
[0034]步骤S21':超声波信号前置放大电路将超声波传感器输出的微弱信号进行放大，并将处理后的信号传至超声波信号带通滤波电路；
[0035]步骤S22':超声波信号带通滤波电路对输入超声波信号进一步选频，抑制杂散的背景音频信号干扰，并将处理后的信号传至超声波信号对数放大电路；
[0036]步骤S23':超声波信号对数放大电路对超声波信号进行非线性放大，并将放大后的信号传至超声波信号峰值检波电路；
[0037]步骤S2V:超声波信号峰值检波电路对持续时间短至ps级的局部放电信号进行处理，提取对局部放电检测最为重要的幅值信号，处理后的信号经A/D转换后传输至主控采集分析电路模快；
[0038]步骤S3:主控采集处理电路模块对暂态地电压信号和超声波信号提取局部放电特征数据，并最终通过主板引出的RS485接口以Modbus协议将监测数据上传支持该协议的后台;
[0039]步骤S4:后台进行放电幅值、历史数据曲线等展示。
[0040]采用本发明提供的多路开关柜声电信号采集装置及方法，将其应用于检测多路开关柜的局部放电信号，本方案采用的成对信号调理模块和主控采集分析电路模块，对TEV传感器和超声波传感器所探测到的声电信号进行处理，并按照Modbus规约将数据上传到相关支持的监测后台，由后台进行将监测数据进行放电幅值、历史数据曲线展示，供操作人员进行数据查看；此外，本装置可通过主控采集分析电路模快的扩展方式实现LCD屏就地显示，实现现场查看数据；基于以上过程，本发明提供的多路开关柜声电信号采集装置解决了目前对开关设备放电检测不方便、工作量大、监测数据无法实现远程查看的问题；而形成一套完整的综合在线监测装置，具有成本低、操作简单、监测集成、自动化程度高的优点；在本装置中，充分考虑到开关柜结构紧凑等因素，本装置设计整体为个基板及各模块组装，形成尺寸小巧的多路开关柜声电信号采集装置；本装置可选择安装于开关柜的仪表舱室内，通过和安装在不同舱室的TEV传感器、超声波传感器的配合使用，可以实现对大量开关柜局部放电的监测；
[0041 ] 下面结合附图对多路开关柜声电信号采集装置及方法作进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0042]图1为本发明的多路开关柜声电信号采集装置的原理图；
[0043]图2为本发明中成对信号调理模块和主控采集处理电路模块的结构连接俯视图；
[0044]图3为本发明中成对信号调理模块的结构的左视图；
[0045]图4为本发明中TEV信号调理电路模块的电路图；
[0046]图5为本发明中超声波信号调理电路模块的电路图
【具体实施方式】
[0047]如图1所示，本实施例包括成对传感器模块1、成对信号调理模块2、主控采集分析电路模块3、供电单元4、后台5 ;本实施例采用三个传感器模块1、三个成对信号调理模块2, —个传感器模块1与一个成对信号调理模块2对应工作；传感器模块1将开关柜内的局部放电信号送至成对信号调理模块2，成对信号调理模块2将接收到的信号进行滤波、放大、峰值检测处理后进行A/D转换，转换后的信号送到主控采集分析电路模快3，由主控采集分析电路模快3进行数据运算处理、提取局部放电特征数据，并将监测数据上传至后台5，同时主控采集分析电路模快3通过扩展的方式实现LCD屏就地显示；
[0048]如图2所不,结合图3,本实施例还包括第一基板6和第二基板7,成对信号调理模块2均设置在第一基板6上；主控采集分析电路模块3和供电单元4均固定在第二基板7上；传感器模块1内嵌在开关柜中(图中未示出)；成对信号调理模块2的信号输出端经排线与主控采集分析电路模块3的信号输入端连接；成对信号调理模块2、主控采集分析电路模块3由供电单元4供电。
[0049]以下是对各模块的详细描述:
[0050]传感器模块1由TEV传感器11和超声波传感器12组成；本实施例采用三个传感器模块1 (在其他实际情况中，可根据具体需要采用多个对信号调理模块2);三个传感器模块1，分别内嵌在开关柜母线舱室、断路器舱室、电缆舱室内，用于接收开关柜局部放电信号。
[0051]成对信号调理模块2由TEV信号调理电路模块21、超声波信号调理电路模块22、两个AD转换模块23组成；三个成对信号调理模块2经第一插针连接器26并排固定在第一基板6上；TEV信号调理电路模块21和超声波信号调理电路模块22均用屏蔽罩24罩起来，减小噪声和电磁干扰；TEV信号调理电路模块21和超声波信号调理电路模块22的信号输入端均接有BNC接口 25 ；
[0052]TEV传感器11经BNC接口 25将探测信号传给TEV信号调理电路模块21 ；TEV信号调理电路模块21的输出端接与一个AD转换23的信号输入端连接，该AD转换23的信号输出端与FPC座27电连接；由TEV传感器11馈入的信号经TEV信号调理电路模块21处理后，进行AD转换，转换后的信号经FPC座27传送至主控采集处理电路模块3 ；
[0053]超声波传感器12经BNC接口 25将探测信号传给超声波信号调理电路模块22 ;超声波信号调理电路模块22的输出端接与另一个AD转换23的信号输入端连接，该AD转换23的信号输出端与FPC座27电连接；由超声波传感器12馈入的信号经超声波信号调理电路模块22处理后，进行AD转换，转换后的信号经FPC座27传送至主控采集处理电路模块3。
[0054]主控采集处理电路模块3包括主板31、扩展接口 32、485接口 33和最小系统板34 ；主板31设置在第二基板7上；
[0055]扩展接口 32和485接口 33由主板31引出；最小系统板34设置在主板31上，且经插针连接器与主板31连接；整个主控采集处理电路模块3采用最小系统板34与扩展分立的模块化设计；最小系统板34的信号输入端经排线与三个成对信号调理模块2各自的FPC座27连接；最小系统板34收到来自三个成对信号调理模块2处理后的开关柜放电信号，针对暂态地电压信号和超声波信号特点设计局部放电信息提取方法提取局部放电特征数据，并最终通过主板31引出的RS485接口 33以Modbus协议将监测数据上传支持该协议的后台5进行放电幅值、历史数据曲线等展示，以方便远程查看数据；与此同时，也通过扩展接口 32实现IXD屏就地显示；
[0056]供电单元4设置在第二基板7上；供电单元4的激励输出端引出第二插针连接器43，第二插针连接器43经焊点42与主控采集分析电路模块3的激励输入端引线连接；供电单元4的电源输入端引出另一组第二插针连接器43，该组插针连接器经另一组焊点42与电源接口 41连接；采用全密闭灌封技术对供电单元4增加屏蔽罩，保证供电单元4降低系统受外界环境的干扰。
[0057]以下是对TEV信号调理电路模块21和超声波信号调理电路模块22的电路布图描述:
[0058]如图4所示，TEV信号调理电路模块21包括TEV信号多阶滤波电路211、TEV信号对数放大电路212、TEV信号峰值检波电路213 ;其中，TEV信号多阶滤波电路211的输出端接TEV信号对数放大电路212的输入端；TEV信号对数放大电路212的输出端接TEV信号峰值检波电路的输入端213 ;以下是对本实施例中TEV信号多阶滤波电路211、TEV信号对数放大电路212和TEV信号峰值检波电路213的功能、布图的描述:
[0059]TEV信号多阶滤波电路211用于对TEV传感器馈入的模拟信号进行处理，限制其带宽，以最大限度地降低外部环境的电磁干扰和提高局部放电检测的灵敏度，滤除3-lOOMHz以外的信号；TEV信号多阶滤波电路211为:TEV信号多阶滤波电路211的输入端到输出端之间依次串联接入电容C5、电阻R8、电感Q和电感L2 ;在TEV信号多阶滤波电路211输入端和电容C5之间选一结点，该结点分别与二极管Di的正极、二极管仏的负极连接；二极管Di的负极和+5VU电压之间接入电阻札；二极管Di和电阻札之间选一结点，在该结点和接地端之间接入电阻R3，电阻R2和电容C2串联后与电阻R3并联；电阻札和+5VU电压之间选一结点，该结点与接地端之间接入电容Q ;二极管D2的正极和-5VU电压之间接入电阻R4 ;二极管D2和电阻R4之间选一结点，在该结点和接地端之间接入电阻R6，电阻R5和电容C4串联后与电阻R6并联；电阻&和-5VU电压之间选一结点，该结点与接地端之间接入电容Q ;在电容C5和电阻R8之间选一结点，该结点与接地端之间接入电阻R7 ;在电阻R8和电感U之间选一结点，该结点和接地端之间并联接入电阻R9、电容C6、电容C7 ;在电感Q和电感L2之间选一结点，该结点和接地端之间并联接入电容C8、电容C9 ;在电感L2和TEV信号多阶滤波电路211的输出端之间选一结点，该结点和接地端之间并联接入电容C1(l、电容Cn、电阻R1(l ；
[0060]TEV信号对数放大电路212用于对暂态地电压信号进行非线性放大，同时对于大信号又具有很小的增益，对于剧烈的放电现象能够自动限制信号幅值保证装置回路的电气安全；TEV信号对数放大电路212为:TEV信号对数放大电路212输入端和对数放大器AD8310的INHI管脚之间接入电容C12，电容C12与INHI管脚之间选一结点，在该结点和接地端之间接入电阻Rn ;对数放大器AD8310的INLO管脚与接地端之间接入电容C15 ;对数放大器AD8310的INHI管脚和INLO管脚之间接入电阻R13 ;对数放大器AD8310的COMM管脚接地；对数放大器AD8310的BFIN管脚和接地端之间接入电容C14 ；+5VT电压和接地端之间依次串联接入电阻R12、电容C13 ；电阻R12和电容C13之间选一结点同时连接对数放大器AD8310的ENBL管脚、Vpos管脚；对数放大器AD8310的0FLT管脚与接地端之间接入电容C16 ;对数放大器AD8310的Vout管脚引出导线作为TEV信号对数放大电路212的信号输出端；
[0061]TEV信号峰值检波电路213主要用于对持续时间短至ps级的局部放电信号进行处理，提取对局部放电检测最为重要的幅值信号，因此TEV信号峰值检波电路213采样率的设定不低于1MHz ；TEV信号峰值检波电路213为:运算放大器AD8066的管脚3作为信号输入端；运算放大器AD8066的管脚8与+5VT电压之间接入电阻R14 ;在运算放大器AD8066的管脚8和电阻R14之间选一结点，该结点与接地端之间接入电容C17 ;运算放大器AD8066的管脚4与-5VT电压之间接入电阻R16 ;运算放大器AD8066的管脚4与接地端之间接入电容C18 ;运算放大器AD8066的管脚2分别接电阻R15的一端、二极管D3的负极，电阻R15的另一端接-5VT电压，二极管D3的正极接运算放大器AD8066的管脚1 ;运算放大器AD8066的管脚1接二极管D4的正极，二极管D4的负极接运算放大器AD8056的管脚5 ;在二极管D4的负极与运算放大器AD8056的管脚5之间选一结点，该结点与接地端之间接入电容C19，该结点与-5VT之间接入电阻R17 ;运算放大器AD8056的管脚4和管脚8均处于高阻态；运算放大器AD8056的管脚6接管脚7 ;运算放大器AD8056的管脚7引出导线，作为TEV信号峰值检波电路213的信号输出端。
[0062]如图5所示，超声波信号调理电路模块22包括超声波信号前置放大电路221、超声波信号带通滤波电路222、超声波信号对数放大电223、超声波信号峰值检波电路224 ;其中超声波信号前置放大电路221输出端接超声波信号带通滤波电路222输入端；超声波信号带通滤波电路222输出端接超声波信号对数放大电路223输入端；超声波信号对数放大电路223输出端接超声波信号峰值检波电路224输入端；以下是对本实施例中超声波信号前置放大电路221、超声波信号带通滤波电路222、超声波信号对数放大电223、超声波信号峰值检波电路224的功能、布图的描述:
[0063]超声波信号前置放大电路221负责将超声波传感器12输出的微弱信号进行放大，以提高信号的抗干扰能力；超声波信号前置放大电路221为:超声波信号前置放大电路221的信号输入端与第一仪表放大器INA128的管脚3之间接入电容C21 ;第一仪表放大器INA128的管脚2与接地点之间依次串联接入电容C2(1、R18 ;第一仪表放大器INA128的管脚2和管脚3之间依次串联接入电阻R19、电阻R2(i ;在电阻R19和电阻R2(i之间选一结点接地；第一仪表放大器皿128的管脚1和管脚8之间接入电阻R21 ；+5VU电压和接地端之间依次串联接入电阻、电容0^ ;在电阻1^和电容C22之间选一结点与第一仪表放大器INA128的管脚7连接；-5VU电压和接地端之间依次串联接入电阻R23、电容C23 ；电阻R23和电容C23之间选一结点和第一仪表放大器INA128的管脚4连接；第一仪表放大器INA128的管脚6和第二仪表放大器INA128的管脚3之间接入电容C24 ;在第二仪表放大器INA128的管脚3和电容C24之间选一结点，该结点和接地端之间接入电阻R24 ;第二仪表放大器INA128的管脚2依次和第一仪表放大器INA128的管脚7、第一仪表放大器INA128的管脚5、第二仪表放大器皿128的管脚5连接后接地；第二仪表放大器皿128的管脚1和管脚8之间接入电阻R26 ；+5VU电压和接地端之间依次串联接入电阻R25、电容C25 ;在电阻R25和电容C25之间选一结点与第二仪表放大器INA128的管脚7连接；-5VU电压和接地端之间依次串联接入电阻R27、电容C26 ;电阻R27和电容C26之间选一结点和第二仪表放大器皿128的管脚4连接；第二仪表放大器INA128的管脚6和电压反馈双放大器AD8058的管脚2之间依次串联接入电容C27、电阻R28、电容C3(l ;在电阻R28和电容C3(l之间选一结点，该结点与接地端之间接入电阻R29，同时该结点与电压反馈双放大器AD8058的管脚2之间依次串联接入电容C29、电阻R31 ；电容C29和电阻R31之间选一结点，该结点与电压反馈双放大器AD8058的管脚1接；电压反馈双放大器AD8058的管脚3与接地端之间接入电阻R3(i ；+5VU电压和接地端之间依次串联接入电阻R32、电容C31 ;在电阻R32和电容C31之间选一结点与电压反馈双放大器AD8058的管脚8连接；-5VU电压和接地端之间依次串联接入电阻R33、电容C28 ;在电阻R33和电容C28之间选一结点与电压反馈双放大器AD8058的管脚4连接；电压反馈双放大器AD8058的管脚1引出一导线作为超声波信号前置放大电路221的信号输出端；
[0064]超声波信号带通滤波电路222负责对输入超声波信号进一步选频，以抑制杂散的背景音频信号干扰；带通滤波器选频后的输出用于对数放大、检波和模数转换；对于开关柜来说，局部放电所产生超声波信号一般不超过100kHz，因此带通滤波时设计为20k至100k的带宽；超声波信号带通滤波电路222为:超声波信号带通滤波电路222的信号输入端与输出端依次串联接入电容C32、电感l3 ;在电容c32和电感l3之间选一结点，该结点和接地端之间接入电阻r34 ;在电感l3和输出端之间选一结点，该结点和接地端之间接入电阻R35 ;
[0065]超声波信号对数放大电路223用于对超声波信号进行非线性放大，同时对于大信号又具有很小的增益，对于剧烈的放电现象能够自动限制信号幅值保证装置回路的电气安全；超声波信号对数放大电路223输入端与对数放大器AD8310的INHI管脚之间依次串联接入电阻R36、电容C33 ;在电阻R36和电容C33之间选一结点，在该结点和接地端之间接入电容C34 ;对数放大器AD8310的INHI管脚和INL0管脚之间接入电阻R38 ;对数放大器AD8310的INL0管脚与接地端之间接入电容C38 ;对数放大器AD8310的C0MM管脚接地；对数放大器AD8310的BFIN管脚和接地端之间接入电容C36 ；+5VT电压和接地端之间依次串联接入电阻R37、电容C35 ；电阻R37和电容C35之间选一结点同时连接对数放大器AD8310的ENBL管脚、Vpos管脚；对数放大器AD8310的0FLT管脚与接地端之间接入电容C37 ;对数放大器AD8310的Vout管脚和信号输出端依次串联接入电阻R39、电容C4(l ;在电阻R39和电容C4(l之间选一结点，该结点和接地端之间接入电容C39 ;在电容C4(l和信号输出端之间选一结点，该结点与接地端接入电阻R4Q ;
[0066]超声波信号峰值检波电路224主要用于对持续时间短至ps级的局部放电信号进行处理，提取对局部放电检测最为重要的幅值信号，因此峰值检波电路采样率的设定不低于1MHz ;超声波信号峰值检波电路224为:第一电压反馈双放大器AD8058的管脚3作为信号输入端；第一电压反馈双放大器AD8058的管脚8与+5VT电压之间接入电阻R41 ;在第一电压反馈双放大器AD8058的管脚8和电阻R41之间选一结点，该结点与接地端之间接入电容C41 ;第一电压反馈双放大器AD8058的管脚4与-5VT电压之间接入电阻R43 ;第一电压反馈双放大器AD8058的管脚4与接地端之间接入电容C42 ;第一电压反馈双放大器AD8058的管脚2分别接电阻R42的一端、二极管D6的负极，电阻R42的另一端接-5VT电压，二极管D36的正极接第一电压反馈双放大器AD8058的管脚1 ;第一电压反馈双放大器AD8058的管脚1接二极管D5的正极，二极管D5的负极接第二电压反馈双放大器AD8058的管脚5 ；电阻R44并联在二极管D5的两端；在二极管D5的负极与第二电压反馈双放大器AD8058的管脚5之间选一结点，该结点与接地端之间并联接入电容C43和电阻R46，且在该结点和-5VU电压之间接入电阻R45 ;第二电压反馈双放大器AD8058的管脚4和管脚8均处于高阻态；第二电压反馈双放大器AD8058的管脚6接管脚7 ;第二电压反馈双放大器AD8058的管脚7引出导线，作为超声波信号峰值检波电路224的信号输出端。
[0067]本实施例的工作过程包括以下步骤:
[0068]步骤S1:传感器模块1接收开关柜局部放电信号，即TEV传感器11探测开关柜内局部的暂态地电压信号；超声波传感器12探测开关柜内局部的超声波信号；
[0069]步骤S2:成对信号调理模块2接收来自传感器模块1探测到的信号，即:
[0070]TEV信号调理电路模块21接收来自TEV传感器11探测到的暂态地电压信号，并做如下处理:
[0071]步骤S21:TEV信号多阶滤波电路211对接收到的信号进行滤波处理，滤除3-lOOMHz以外的信号，并将处理后的信号传给TEV信号对数放大电路212 ；
[0072]步骤S22:TEV信号对数放大电路212对暂态地电压信号进行非线性放大，并将放大后的信号传给TEV信号峰值检波电路213 ;
[0073]步骤S23:TEV信号峰值检波电路213对持续时间短至ps级的局部放电信号进行处理，提取对局部放电检测最为重要的幅值信号，处理后的信号经A/D转换后传输至主控采集分析电路模快3 ；
[0074]超声波信号调理电路模块22接收来自超声波传感器12探测到的超声波信号，并做如下处理:
[0075]步骤S21':超声波信号前置放大电路221将超声波传感器12输出的微弱信号进行放大，并将处理后的信号传至超声波信号带通滤波电路222 ；
[0076]步骤S22':超声波信号带通滤波电路222对输入超声波信号进一步选频，抑制杂散的背景音频信号干扰，并将处理后的信号传至超声波信号对数放大电路223 ；
[0077]步骤S23':超声波信号对数放大电路223对超声波信号进行非线性放大，并将放大后的信号传至超声波信号峰值检波电路224 ；
[0078]步骤S2V:超声波信号峰值检波电路224对持续时间短至ps级的局部放电信号进行处理，提取对局部放电检测最为重要的幅值信号，处理后的信号经A/D转换后传输至主控采集分析电路模快3 ；
[0079]步骤S3:主控采集处理电路模块3对暂态地电压信号和超声波信号提取局部放电特征数据，并最终通过主板31引出的RS485接口 33以Modbus协议将监测数据上传支持该协议的后台5 ；
[0080]步骤S4:后台5进行放电幅值、历史数据曲线等展示。
[0081]以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种多路开关柜声电信号采集装置，包括成传感器模块(I)、主控采集分析电路模块(3)、供电单元(4)、后台(5);传感器模块⑴由TEV传感器(11)和超声波传感器(12)组成；传感器模块(I)内嵌在开关柜中；供电单元(4)用于提供电源；后台(5)用于将监测数据进行放电幅值、历史数据曲线展示；其特征在于， 还包括成对信号调理模块(2);成对信号调理模块(2)由TEV信号调理电路模块(21)、超声波信号调理电路模块(22)、两个AD转换模块(23)组成；TEV传感器(11)的信号输出端与TEV信号调理电路模块(21)信号输入端电连接，TEV信号调理电路模块(21)信号输出端与一个AD转换模块(23)信号输入端电连接；超声波传感器(12)的信号输出端与超声波信号调理电路模块(22)的信号输入端电连接，超声波信号调理电路模块(22)信号输出端与另一个AD转换模块(23)信号输入端电连接；两个AD转换模块(23)均与主控采集分析电路模块(3)的信号输入端电连接；主控采集分析电路模块(3)的通讯接口与后台(5)连接。
2.根据权利要求1所述的多路开关柜声电信号采集装置，其特征在于，所述TEV信号调理电路模块(21)包括TEV信号多阶滤波电路(211)、TEV信号对数放大电路(212)、TEV信号峰值检波电路(213);其中，TEV信号多阶滤波电路(211)用于滤除3-lOOMHz以外的信号；TEV信号多阶滤波电路(211)对TEV传感器馈入的模拟信号进行处理，限制其带宽，降低外部环境的电磁干扰和提高局部放电检测的灵敏度；TEV信号对数放大电路(213)用于对暂态地电压信号进行非线性放大，对剧烈的放电现象的信号进行自动限制幅值；TEV信号峰值检波电路(213)用于对持续时间短至ps级的局部放电信号进行处理，提取对局部放电检测最为重要的幅值信号；TEV信号峰值检波电路(213)采样率的设定不低于1MHz。
3.根据权利要求1所述的多路开关柜声电信号采集装置，其特征在于，超声波信号调理电路模块(22)包括超声波信号前置放大电路(221)、超声波信号带通滤波电路(222)、超声波信号对数放大电(223)、超声波信号峰值检波电路(224);其中超声波信号前置放大电路(221)负责用于将超声波传感器(12)输出的微弱信号进行放大，提高信号的抗干扰能力；超声波信号带通滤波电路(222)的带宽为20k至10k ;超声波信号带通滤波电路(222)负责对输入超声波信号进一步选频，以抑制杂散的背景音频信号干扰；带通滤波器选频后的输出用于对数放大、检波和模数转换；超声波信号对数放大电路(223)用于对超声波信号进行非线性放大，对剧烈的放电现象的信号进行自动限制幅值；超声波信号峰值检波电路(224)用于对持续时间短至ps级的局部放电信号进行处理，提取对局部放电检测最为重要的幅值信号；超声波信号峰值检波电路(224)采样率的设定不低于IMHz。
4.根据权利要求2或3所述的多路开关柜声电信号采集装置，其特征在于， TEV信号调理电路模块(21)由屏蔽罩(24)罩住；TEV信号调理电路模块(21)的信号输入端经BNC接口(25)连接TEV传感器(11)的信号输出端； 超声波信号调理电路模块(22)由屏蔽罩(24)罩住；超声波信号调理电路模块(22)的信号输入端经另一个BNC接口(25)连接超声波传感器(12)的信号输出端； 两个AD转换模块(23)的信号输出端均与FPC座(27)电连接，FPC座(27)经排线与主控采集分析电路模块(3)的信号输入端电连接。
5.根据权利要求4所述的多路开关柜声电信号采集装置，其特征在于， 成对信号调理模块(2)经第一插针连接器(26)固定在第一基板(6)上； 主控采集分析电路模块(3)、供电单元(4)均固定在第二基板(7)上； 主控采集处理电路模块⑶包括主板(31)、扩展接口(32)、485接口(33)和最小系统板(34);主板(31)设置在第二基板(7)上；扩展接口(32)和485接口(33)由主板(31)引出；最小系统板(34)设置在主板(31)上，且经插针连接器与主板(31)连接；最小系统板(34)的信号输入端经排线与FPC座(27)连接。
6.根据权利要求5所述的多路开关柜声电信号采集装置，其特征在于，最小系统板(34)收到来自成对信号调理模块(2)处理后的开关柜放电信号后，对其中的暂态地电压信号和超声波信号提取局部放电特征数据，并最终通过主板(31)引出的RS485接口(33)以Modbus协议将监测数据上传支持该协议的后台(5)，或者通过扩展接口(32)将数据传至IXD显示屏，进行IXD屏就地显示。
7.根据权利要求1所述的多路开关柜声电信号采集装置，其特征在于，供电单元(4)由屏蔽罩保护；供电单元(4)的输出端引出第二插针连接器(43)，第二插针连接器(43)经焊点(42)与主控采集分析电路模块(3)的电源输入端引线连接；供电单元(4)的电源输入端引出另一组第二插针连接器(43)，该组第二插针连接器经另一组焊点(42)与电源接口(41)连接。
8.根据权利要求2所述的多路开关柜声电信号采集装置，其特征在于， TEV信号多阶滤波电路(211)为:TEV信号多阶滤波电路(211)的输入端到输出端之间依次串联接入电容C5、电阻R8、电感L1和电感L2 ;在TEV信号多阶滤波电路(211)输入端和电容C5之间选一结点，该结点分别与二极管D1的正极、二极管D2的负极连接；二极管D1的负极和+5VU电压之间接入电阻R1 ;二极管D1和电阻R1之间选一结点，在该结点和接地端之间接入电阻R3,电阻R2和电容C2串联后与电阻R3并联；电阻R1和+5VU电压之间选一结点，该结点与接地端之间接入电容C1 ;二极管D2的正极和-5VU电压之间接入电阻R4 ;二极管D2和电阻R4之间选一结点，在该结点和接地端之间接入电阻R6,电阻R5和电容C4串联后与电阻R6并联；电阻R4和-5VU电压之间选一结点，该结点与接地端之间接入电容C1 ;在电容C5和电阻R8之间选一结点，该结点与接地端之间接入电阻R7 ;在电阻R8和电感L1之间选一结点，该结点和接地端之间并联接入电阻R9、电容C6、电容C7 ;在电感L1和电感L2之间选一结点，该结点和接地端之间并联接入电容C8、电容C9 ;在电感L2和TEV信号多阶滤波电路(211)的输出端之间选一结点，该结点和接地端之间并联接入电容C1(l、电容Cn、电阻Rltl ； TEV信号对数放大电路(212)为:TEV信号对数放大电路(212)输入端和对数放大器AD8310的INHI管脚之间接入电容C12,电容C12与INHI管脚之间选一结点，在该结点和接地端之间接入电阻R11 ;对数放大器AD8310的INLO管脚与接地端之间接入电容C15 ;对数放大器AD8310的INHI管脚和INLO管脚之间接入电阻R13 ;对数放大器AD8310的COMM管脚接地；对数放大器AD8310的BFIN管脚和接地端之间接入电容C14 ；+5VT电压和接地端之间依次串联接入电阻R12、电容C13 ；电阻R12和电容C13之间选一结点同时连接对数放大器AD8310的ENBL管脚、Vpos管脚；对数放大器AD8310的OFLT管脚与接地端之间接入电容C16 ;对数放大器AD8310的Vout管脚引出导线作为TEV信号对数放大电路(212)的信号输出端； TEV信号峰值检波电路(213)为:运算放大器AD8066的管脚3作为信号输入端；运算放大器AD8066的管脚8与+5VT电压之间接入电阻R14 ;在运算放大器AD8066的管脚8和电阻R14之间选一结点，该结点与接地端之间接入电容C17 ;运算放大器AD8066的管脚4与-5VT电压之间接入电阻R16 ;运算放大器AD8066的管脚4与接地端之间接入电容C18 ;运算放大器AD8066的管脚2分别接电阻R15的一端、二极管D3的负极，电阻R15的另一端接-5VT电压，二极管D3的正极接运算放大器AD8066的管脚I ;运算放大器AD8066的管脚I接二极管D4的正极，二极管D4的负极接运算放大器AD8056的管脚5 ;在二极管D4的负极与运算放大器AD8056的管脚5之间选一结点，该结点与接地端之间接入电容C19,该结点与-5VT之间接入电阻R17 ;运算放大器AD8056的管脚4和管脚8均处于高阻态；运算放大器AD8056的管脚6接管脚7 ;运算放大器AD8056的管脚7引出导线，作为TEV信号峰值检波电路(213)的信号输出端。
9.根据权利要求3所述的多路开关柜声电信号采集装置，其特征在于， 超声波信号前置放大电路(221)为:超声波信号前置放大电路(221)的信号输入端与第一仪表放大器INA128的管脚3之间接入电容C21 ;第一仪表放大器INA128的管脚2与接地点之间依次串联接入电容C2(1、R18 ;第一仪表放大器INA128的管脚2和管脚3之间依次串联接入电阻R19、电阻R2tl ;在电阻R19和电阻R2tl之间选一结点接地；第一仪表放大器INA128的管脚I和管脚8之间接入电阻R21 ；+5VU电压和接地端之间依次串联接入电阻R22、电容C22 ;在电阻R22和电容C22之间选一结点与第一仪表放大器INA128的管脚7连接「5VU电压和接地端之间依次串联接入电阻R23、电容C23 ；电阻R23和电容C23之间选一结点和第一仪表放大器INA128的管脚4连接；第一仪表放大器INA128的管脚6和第二仪表放大器INA128的管脚3之间接入电容C24 ;在第二仪表放大器INA128的管脚3和电容C24之间选一结点，该结点和接地端之间接入电阻R24 ;第二仪表放大器INA128的管脚2依次和第一仪表放大器INA128的管脚7、第一仪表放大器INA128的管脚5、第二仪表放大器INA128的管脚5连接后接地；第二仪表放大器皿128的管脚I和管脚8之间接入电阻R26 ；+5VU电压和接地端之间依次串联接入电阻R25、电容C25 ;在电阻R25和电容C25之间选一结点与第二仪表放大器皿128的管脚7连接；-5VU电压和接地端之间依次串联接入电阻R27、电容C26 ；电阻R27和电容C26之间选一结点和第二仪表放大器INA128的管脚4连接；第二仪表放大器INA128的管脚6和电压反馈双放大器AD8058的管脚2之间依次串联接入电容C27、电阻R28、电容C3tl ；在电阻R28和电容C3tl之间选一结点，该结点与接地端之间接入电阻R29，同时该结点与电压反馈双放大器AD8058的管脚2之间依次串联接入电容C29、电阻R31 ；电容C29和电阻R31之间选一结点，该结点与电压反馈双放大器AD8058的管脚I连接；电压反馈双放大器AD8058的管脚3与接地端之间接入电阻R3tl ；+5VU电压和接地端之间依次串联接入电阻R32、电容C31 ；在电阻R32和电容C31之间选一结点与电压反馈双放大器AD8058的管脚8连接；_5VU电压和接地端之间依次串联接入电阻R33、电容C28 ;在电阻R33和电容C28之间选一结点与电压反馈双放大器AD8058的管脚4连接；电压反馈双放大器AD8058的管脚I引出一导线作为超声波信号前置放大电路(221)的信号输出端； 超声波信号带通滤波电路(222)为:超声波信号带通滤波电路(222)的信号输入端与输出端依次串联接入电容C32、电感L3 ;在电容C32和电感L3之间选一结点，该结点和接地端之间接入电阻R34 ;在电感L3和输出端之间选一结点，该结点和接地端之间接入电阻R35 ； 超声波信号对数放大电路(223)为:超声波信号对数放大电路(223)输入端与对数放大器AD8310的INHI管脚之间依次串联接入电阻R36、电容C33 ;在电阻R36和电容C33之间选一结点，在该结点和接地端之间接入电容C34 ;对数放大器AD8310的INHI管脚和INLO管脚之间接入电阻R38 ;对数放大器AD8310的INLO管脚与接地端之间接入电容C38 ;对数放大器AD8310的COMM管脚接地；对数放大器AD8310的BFIN管脚和接地端之间接入电容C36 ；+5VT电压和接地端之间依次串联接入电阻R37、电容C35 ；电阻R37和电容C35之间选一结点同时连接对数放大器AD8310的ENBL管脚、Vpos管脚；对数放大器AD8310的OFLT管脚与接地端之间接入电容C37 ;对数放大器AD8310的Vout管脚和信号输出端依次串联接入电阻R39、电容C4tl ;在电阻R39和电容C4tl之间选一结点，该结点和接地端之间接入电容C39 ;在电容C4tl和信号输出端之间选一结点，该结点与接地端接入电阻R4tl ; 超声波信号峰值检波电路(224)为:第一电压反馈双放大器AD8058的管脚3作为信号输入端；第一电压反馈双放大器AD8058的管脚8与+5VT电压之间接入电阻R41 ;在第一电压反馈双放大器AD8058的管脚8和电阻R41之间选一结点，该结点与接地端之间接入电容C41 ;第一电压反馈双放大器AD8058的管脚4与-5VT电压之间接入电阻R43 ;第一电压反馈双放大器AD8058的管脚4与接地端之间接入电容C42 ;第一电压反馈双放大器AD8058的管脚2分别接电阻R42的一端、二极管D6的负极，电阻R42的另一端接-5VT电压，二极管D6的正极接第一电压反馈双放大器AD8058的管脚I ;第一电压反馈双放大器AD8058的管脚I接二极管D5的正极，二极管D5的负极接第二电压反馈双放大器AD8058的管脚5 ；电阻R44并联在二极管D5的两端；在二极管D5的负极与第二电压反馈双放大器AD8058的管脚5之间选一结点，该结点与接地端之间并联接入电容C43和电阻R46,且在该结点和-5VU电压之间接入电阻R45 ;第二电压反馈双放大器AD8058的管脚4和管脚8均处于高阻态；第二电压反馈双放大器AD8058的管脚6接管脚7 ;第二电压反馈双放大器AD8058的管脚7引出导线，作为超声波信号峰值检波电路(224)的信号输出端。
10.一种多路开关柜声电信号采集方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤S1:传感器模块⑴接收开关柜局部放电信号，即TEV传感器(11)探测开关柜内局部的暂态地电压信号；超声波传感器(12)探测开关柜内局部的超声波信号； 步骤S2:成对信号调理模块(2)接收来自传感器模块(I)探测到的信号，即: TEV信号调理电路模块(21)接收来自TEV传感器(11)探测到的暂态地电压信号，并做如下处理: 步骤S21:TEV信号多阶滤波电路(211)对接收到的信号进行滤波处理，滤除3-lOOMHz以外的信号，并将处理后的信号传给TEV信号对数放大电路(212)； 步骤S22:TEV信号对数放大电路(212)对暂态地电压信号进行非线性放大，并将放大后的信号传给TEV信号峰值检波电路(213)； 步骤S23 =TEV信号峰值检波电路(213)对持续时间短至ps级的局部放电信号进行处理，提取对局部放电检测最为重要的幅值信号，处理后的信号经A/D转换后传输至主控采集分析电路模快⑶； 超声波信号调理电路模块(22)接收来自超声波传感器(12)探测到的超声波信号，并做如下处理: 步骤S21':超声波信号前置放大电路(221)将超声波传感器(12)输出的微弱信号进行放大，并将处理后的信号传至超声波信号带通滤波电路(222)； 步骤S22':超声波信号带通滤波电路(222)对输入超声波信号进一步选频，抑制杂散的背景音频信号干扰，并将处理后的信号传至超声波信号对数放大电路(223)； 步骤S23,:超声波信号对数放大电路(223)对超声波信号进行非线性放大，并将放大后的信号传至超声波信号峰值检波电路(224)； 步骤S24':超声波信号峰值检波电路(224)对持续时间短至ps级的局部放电信号进行处理，提取对局部放电检测最为重要的幅值信号，处理后的信号经A/D转换后传输至主控采集分析电路模快(3)； 步骤S3:主控采集处理电路模块(3)对暂态地电压信号和超声波信号提取局部放电特征数据，并最终通过主板(31)引出的RS485接口(33)以Modbus协议将监测数据上传支持该协议的后台(5)； 步骤S4:后台(5)进行放电幅值、历史数据曲线等展示。
【文档编号】G01R31/12GK104360252SQ201410727334
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年12月3日 优先权日:2014年12月3日
【发明者】朱胜龙, 刘财明, 郁书好, 王庆军, 叶剑涛, 郑浩, 杨为, 李宾宾, 葛乃成, 贲树俊, 段玉卿, 李文斐 申请人:国家电网公司, 国网安徽省电力公司电力科学研究院, 厦门红相电力设备股份有限公司