手持式局部放电特高频巡检仪及定位放电位置方法
【专利摘要】本发明属于高电压设备局部放电在线检测【技术领域】，是一种在变电站现场复杂电磁干扰环境下，快速准确进行高压设备局部放电多信号源的检测和粗略定位的手持式检测仪器。本发明的手持式局部放电特高频巡检仪，包括天线、定向传感器、信号调理器、LCD显示屏，定向传感器通过天线接收特高频信号，定向传感器、LCD显示屏分别与信号调理器电连接。本发明的手持式局部放电特高频巡检仪与定位放电位置方法配合，检测过程中传感器方位角和距离的前后移动，通过直观的强度指示和声光电反馈方式，即可实现在复杂环境下多放电源的检测和定位指示。整个操作过程完全按照人的逻辑思维方式实施，操作人员不需要具备任何专业知识即可完成。
【专利说明】手持式局部放电特高频巡检仪及定位放电位置方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高电压设备局部放电在线检测【技术领域】，是一种在变电站现场复杂电磁干扰环境下，快速准确进行高压设备局部放电多信号源的检测和粗略定位的手持式检测仪器。
【背景技术】
[0002]局部放电在线检测技术是发现高压设备潜在绝缘缺陷最灵敏、最有效的一项技术。UHF在线检测技术是局放检测方法中应用最成功的一种，广泛应用于电力变压器、GIS、电力电缆等高压电气设备的局放检测。
[0003]以GIS为例进行说明，特高频法(英文简称UHF)，检测频带在300MHz?1500MHz之间，其具有抗干扰能力强、灵敏度高等特点，而且这种非接触式的测量方式对于二次设备和检测人员而言都更安全，系统结构简单，特别适合于在线监测，因而较之于其它检测方法具有明显的优势，近年来全国各地通过特高频在线监测和带电测试发现了大量GIS内部缺陷案例，成为目前GIS在线检测领域最重要的检测手段。
[0004]目前所使用的局部放电检测装置，构造复杂、笨重，价格昂贵，尤其现场局部放电测试的专业性、复杂性较强，目前仅有部分具有专家经验的高水平测试人员能够利用该技术来进行有效的检测和故障诊断，所以对于运行部门自行进行现场检测存在一定的困难。
【发明内容】
[0005]本发明的技术效果能够克服上述缺陷，提供一种手持式局部放电特高频巡检仪，其满足了对运行中电力设备局部放电巡回检测和监视的需要。
[0006]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:其包括天线、定向传感器、信号调理器、LCD显示屏，定向传感器通过天线接收特高频信号，定向传感器、LCD显示屏分别与信号调理器电连接。
[0007]手持式局部放电特高频巡检仪像雷达一样，当指示到放电信号所在的方向时，报警提示，通过不断地指向与靠近，寻找到放电位置。以GIS为例，靠近各绝缘子，如若报警发出，则放电存在，若存在多个泄露出放电信号的绝缘子，则根据放电信号的幅值大小来确定放电信号所在的腔体。同样方法，手持式局放仪可完成多个放电源位置的确定。
[0008]信号调理单元包括放大器、滤波器、A/D转换模块、阈值/增益模块、微处理器，放大器、滤波器、A/D转换模块、阈值/增益模块分别与微处理器电连接。
[0009]所述的微处理器采用STM32VET6型号。
[0010]通过传感器来接收局部放电特高频信号，利用放大器进行信号的调理放大，最后通过单片机进行处理分析，获得局部放电的信息参数。
[0011]手持式局部放电检测仪要求具有良好的定位功能，需要传感器有良好的定向性，该天线为圆极化，3dB波束宽度为30° -50°，可以很灵敏地接收到天线对准方向存在的特
高频信号。[0012]所述的定向传感器采用SRF-ROl型号。
[0013]由于组件的灵敏度高，工作频带宽，在该范围内有大量的干扰信号，因此在信号调理单元中添加了滤波器对不需要的信号进行抑制。高通滤波器用于滤除工业应用中的低频干扰信号和城市中跳频广播信号。带通滤波器用于滤除手机及基站的干扰信号。需要对手机的下行频率进行抑制，即870MHz - 960MHz和大于1800MHz。通过这种组合滤波，可有效实现在300MHz到1500MHz频带内稳定放大的同时进行对通讯信号干扰的有效抑制。
[0014]本发明的另一个目的是提供一种采用上述手持式局部放电特高频巡检仪的定位放电位置方法，包括如下步骤:
[0015](I)打开手持设备，调节手持设备的阈值和增益，达到能够刚好去掉环境噪声的临界值；
[0016](2)保持当前的增益和阈值，以手持设备为中心向四周不断变化检测方向，若检测到某点的放电幅值大于周围，则为疑似放电点，测试人员移动自己位置，向疑似放电点靠近；
[0017](3)向疑似放电点方向移动，并左右调整检测方向，根据手持设备的IXD显示屏显示的放电幅值变化，进一步确定放电点位置；
[0018](4)调整检测方向，发现该方向为放电最强烈，逐步靠近发现放电源。
[0019]操作逻辑类似于人耳感知和对声源的定位原理。通过上述方法实现阈值、增益的调节，实现在变电站复杂电磁环境下的有效检测。若变电站环境噪声大，通过增大阈值来避免因环境噪声造成的检测困扰，另外阈值的增加也可更直观地确定信号源的位置。
[0020]本发明的手持式局部放电特高频巡检仪与定位放电位置方法配合，检测过程中传感器方位角和距离的前后移动，通过直观的强度指示和声光电反馈方式，即可实现在复杂环境下多放电源的检测和定位指示。整个操作过程完全按照人的逻辑思维方式实施，操作人员不需要具备任何专业知识即可完成。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本发明的装置模块结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]本发明的手持式局部放电特高频巡检仪，包括天线、定向传感器、信号调理器、IXD显示屏，定向传感器通过天线接收特高频信号，定向传感器、LCD显示屏分别与信号调理器电连接。，所述的天线为圆极化，其3db波束宽度为30° -50°。所述的定向传感器采用SRF-ROl型号。信号调理单元包括放大器、滤波器、A/D转换模块、阈值/增益模块、微处理器，放大器、滤波器、A/D转换模块、阈值/增益模块分别与微处理器电连接，所述的微处理器采用STM32VET6型号。
[0023]本发明的采用上述手持式局部放电特高频巡检仪的定位放电位置方法，包括如下步骤:
[0024](I)打开手持设备，调节手持设备的阈值和增益，达到能够刚好去掉环境噪声的临界值；
[0025](2)保持当前的增益和阈值，以手持设备为中心向四周不断变化检测方向，若检测到某点的放电幅值大于周围，则为疑似放电点，测试人员移动自己位置，向疑似放电点靠近；
[0026](3)向疑似放电点方向移动，并左右调整检测方向，根据手持设备的IXD显示屏显示的放电幅值变化，进一步确定放电点位置；
[0027](4)调整检测方向，发现放电最强烈的方向，逐步靠近发现放电源。
【权利要求】
1.一种手持式局部放电特高频巡检仪，其特征在于，包括天线、定向传感器、信号调理器、LCD显示屏，定向传感器通过天线接收特高频信号，定向传感器、LCD显示屏分别与信号调理器电连接。
2.根据权利要求1所述的手持式局部放电特高频巡检仪，其特征在于，所述的天线为圆极化，其3db波束宽度为30° -50°。
3.根据权利要求1所述的手持式局部放电特高频巡检仪，其特征在于，所述的定向传感器采用SRF-ROl型号。
4.根据权利要求1所述的手持式局部放电特高频巡检仪，其特征在于，信号调理单元包括放大器、滤波器、A/D转换模块、阈值/增益模块、微处理器，放大器、滤波器、A/D转换模块、阈值/增益模块分别与微处理器电连接。
5.根据权利要求4所述的手持式局部放电特高频巡检仪，其特征在于，所述的微处理器采用STM32VET6型号。
6.一种采用上述手持式局部放电特高频巡检仪的定位放电位置方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)打开手持设备，调节手持设备的阈值和增益，达到能够刚好去掉环境噪声的临界值； (2)保持当前的增益和阈值，以手持设备为中心向四周不断变化检测方向，若检测到某点的放电幅值大于周围，则为疑似放电点，测试人员移动自己位置，向疑似放电点靠近； (3)向疑似放电点方向移动，并左右调整检测方向，根据手持设备的LCD显示屏显示的放电幅值变化，进一步确定放电点位置； (4 )调整检测方向，发现放电最强烈的方向，逐步靠近发现放电源。
【文档编号】G01R31/12GK103605061SQ201310653489
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年12月6日 优先权日:2013年12月6日
【发明者】唐志国, 李成榕, 张立刚, 曲健, 周忠武, 华正浩, 张磊, 刘小兵 申请人:青岛华电高压电气有限公司, 华北电力大学