断技术领域。
[0022]本发明提供一种GIS局部放电在线检测系统，整个系统由工业控制计算机测量、控制、分析、诊断和管理。如图4所示，所述系统主要包括:工业控制计算机、阿基米德平面螺旋天线、信号接收电路、调理与前置放大电路、带通滤波电路、包络检波电路；其中阿基米德平面螺旋天线接收GIS内部局部放电产生的超高频电磁波后被信号接收电路接收，该电路的输出连接到调理与前置放大电路上；调理与前置放大电路对GIS内部局部放电信号进行调理与放大后连接到带通滤波电路上；带通滤波电路输出连接到包络检波电路上；包络检波电路输出连接到工业控制计算机。
[0023]一种如上所述的GIS局部放电在线检测系统的检测方法，经过上述检测系统处理后的GIS局部放电信号进入工控机，利用小波阙值滤波算法滤波去噪、BP神经网络的状态评估与故障诊断得出其绝缘状况；具体步骤如下:
步骤(I)采用小波阈值滤波算法对测量并处理后的GIS内部局部放电信号进行滤波，去除白噪声干扰；
步骤(2)对去除白噪声干扰的GIS内部局部放电信号，进行时域特征参数提取；
步骤(3)采用将特征参数作为输入参数，训练BP神经网络，建立识别局部放电类型、故障诊断和状态评估的模型，完成GIS内部绝缘故障在线诊断。
[0024]为了实现对GIS局部放电信号的提取，本发明所采用的技术方案是设计了阿基米德平面螺旋天线，接收GIS内部局部放电产生的超高频电磁波，具体包括:阿基米德螺旋天线几何尺寸设计、反射腔设计、巴伦结构设计及传感器接收电路设计。其阿基米德螺旋天线结构如图1所示。图1中，螺旋天线内径为20mm，外径为240mm，螺旋增长率为00159，缝隙宽度为2.5mm。阿基米德螺旋天线反射腔如图2所示。采用平底腔结构，反射腔的腔深/?150mm，腔体直径O与螺旋天线外径等长，即Z?440mm。阿基米德平面螺旋天线巴伦结构如图3所示，采用阻抗渐变方式。图3中，始端阻抗石=50 Ω，终端阻抗Z1=HO Ω，渐变线总长度I=0.3m。本设计主要包括阿基米德平面螺旋天线、信号接收电路、调理与前置放大电路、带通滤波电路、包络检波电路，其结构如图4所示。图4中的调理与前置放大电路如图5所示。前置放大电路对接收到的局部放电信号进行调理与放大处理，选用安捷伦(Agilent)公司生产E-PHEMT ATF54143增强型高电子迀移率晶体管做为放大器。本设计采用带通滤波电路，其原理如图6所示。图6中带宽设计为0.5GHz~l.5GHz，在0.5GHz处的衰减为3.15dB，在1.5GHz处的衰减为2.35dB，通带起伏最大值为0.982dB。本设计的包络检波电路如图7所示，以AD公司生产的AD8313ARM芯片为核心实现检波设计。
[0025]本设计针对经过带通滤波电路处理阿基米德螺旋天线接收的局部放电信号后还混有白噪声干扰问题，采用小波阈值滤波算法进行信号滤波、去除白噪声干扰。
[0026]本设计针对GIS内部局部放电信号的时域特征参数提取与诊断问题、局部放电类型识别和预测问题，也就是GIS内部绝缘故障在线诊断问题，采用将特征参数作为输入参数训练BP神经网络，建立识别局部放电类型、故障诊断和状态评估的模型，完成GIS内部绝缘故障在线诊断。BP神经网络的训练学习及诊断过程如图8所示。
[0027]本发明的工作过程如下:
本发明的测量过程是:阿基米德平面螺旋天线发出GIS局部放电信号被信号接收电路接收后，送至调理与前置放大电路调理放大后送带通滤波电路滤除交流成分干扰后，送包络检波电路进一步滤波处理后进入工控机进行小波处理去除白噪声。然后工控机进行分析、处理、诊断、评估，识别局部放电的类型、程度、绝缘状态，提出预报与处理意见。
【主权项】
1.一种GIS局部放电在线检测系统，其特征在于:所述系统主要包括:工业控制计算机、阿基米德平面螺旋天线、信号接收电路、调理与前置放大电路、带通滤波电路、包络检波电路；其中阿基米德平面螺旋天线接收GIS内部局部放电产生的超高频电磁波后被信号接收电路接收，该电路的输出连接到调理与前置放大电路上；调理与前置放大电路对GIS内部局部放电信号进行调理与放大后连接到带通滤波电路上；带通滤波电路输出连接到包络检波电路上；包络检波电路输出连接到工业控制计算机。2.一种如权利要求1所述GIS局部放电在线检测系统的检测方法，其特征在于:经过上述检测系统处理后的GIS局部放电信号进入工控机，利用小波阙值滤波算法滤波去噪、BP神经网络的状态评估与故障诊断得出其绝缘状况；具体步骤如下: 步骤(I)采用小波阈值滤波算法对测量并处理后的GIS内部局部放电信号进行滤波，去除白噪声干扰； 步骤(2)对去除白噪声干扰的GIS内部局部放电信号，进行时域特征参数提取； 步骤(3)采用将特征参数作为输入参数，训练BP神经网络，建立识别局部放电类型、故障诊断和状态评估的模型，完成GIS内部绝缘故障在线诊断。
【专利摘要】本发明公开了一种GIS局部放电在线检测系统及方法，针对局部放电信号的接收，设计了阿基米德平面螺旋天线。针对来至测量现场的干扰，采用了硬件滤波与小波变换相结合的方法滤波与消噪处理，硬件滤波采用带通滤波与包络检波电路，消除周期频率成分干扰；小波变化，消除混杂在局部放电信号中的背景白噪声干扰。针对GIS内部局部放电及诊断，采用局部放电脉冲信号的时域特征参数提取，利用提取的样本数据训练BP神经网络，实现放电类型识别，预测可能发生的故障，用于合理安排检修，保证GIS安全运行。
【IPC分类】G01R31/12
【公开号】CN105137310
【申请号】CN201510652142
【发明人】厉伟, 王俭, 蔡志远, 成广生, 马利东
【申请人】沈阳工业大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年10月10日