一种光纤传输集中式局放在线监测装置的制作方法

本发明涉及高压电缆线路局放在线监测技术领域，具体是一种光纤传输集中式局放在线监测装置。

背景技术：

高压设备在使用过程中会出现老化，老化后容易出现局部放电现象，局部放电会引起电力事故的发生，既而产生间接或直接的经济损失，因此，对高压电力设备进行长期局放在线监测是非常有必要的，根据局放信号的特征，局放信号是很微小的，频率分布在1-50MHz之间，在这频段之内会伴随着一定大小的背景噪音，其是根据电力系统的接线结构和制作工艺的不同，噪音的大小和频段分布均有所不同来判定的。

现有的长期局放在线监测装置主要通过分布于电缆线路上每个监测点的就地子站对采集得到的数据加以处理，通过数据传输到后台的母站对数据进行分析，当电缆线路较长时就地子站数目可能达十几甚至数十个，使得就地子站通常分散广布于整条线路上，数据采集处理不集中，信号传输延时问题导致后台处理数据容易出错，整体系统不稳定；早期的监测装置只能够对通过固定、单一的频段带通滤波器对采集到的信号进行分析和判别；可视化处理也仅能显示某一测点数据，不能同时直观显示所有测点监控情况。此种监控技术的不足之处在于：当选取的某一频段滤波器伴随有背景噪音影响时，不可通过中央监控数据处理平台MS远程切换频段，过滤噪音观察信号状态；中央监控数据处理平台显示数据不直观不全面，监测信息不能集中显示。将会导致设备对局部放电信号的误判、错判，当早期监测装置发现疑似局部放电信号时，为进一步确定故障波形以及对故障点的定位，测试人员需携带示波器、频谱仪等精测设备到现场进行复测，如此繁杂的监控测试流程导致了局放在线监测系统的实用性降低。为此，我们提出了一种可将采集的信号就地进行无损耗、无变形电光转换并以模拟信号形式传输的光纤传输系统终端配合一个单元，同时对多路三相监测点进行不同频段的信号监测，模拟信号可通过无损还原波形，配合计算机利用时间差技术对故障信号进行分析定位处理，且结构简单、操作方便，并且信号传输采用速度更快的光纤，中央监控数据处理平台MS几乎可以无延时集中显示全线路全测点信号，同时纵观全线状况，并可提高对电缆线路维护的即时有效性、操作便捷性和稳定准确性的光纤传输集中式局放在线监测装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种光纤传输集中式局放在线监测装置，具有结构简单、操作方便并可提高对电缆线路维护的即时有效性、操作便捷性和稳定准确性的特点，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种光纤传输集中式局放在线监测装置，包括局放传感器、电光转换器、信号集中处理器和信号波形处理器，所述局放传感器通过高频线与电光转换器连接，电光转换器的侧面设置有电光转换器电源接口、模拟信号输入接口和光纤输出接口；所述电光转换器通过光纤与信号集中处理器连接，信号集中处理器由光电转换单元、波形选择单元、通道切换单元、相位采集单元、数字信号控制扩展单元、模拟信号处理单元、多频段带通滤波器和高速A/D转换与数字信号控制单元组成，信号集中处理器的侧面设置有光纤输入接口，与其相平行的侧面设置有波形输出接口、外部相位输入接口、相位切换开关、信号集中处理器电源开关和电源指示灯，信号集中处理器的侧面设置有局放信号网络输出接口和控制输出接口，与其相平行的侧面设置有信号集中处理器电源接口；所述信号集中处理器通过高频线、控制线和网线与信号波形处理器连接，信号波形处理器的内部设置有超高速A/D转换与数字信号控制单元，信号波形处理器的侧面设置有控制输入接口，与其相平行的侧面设置有信号波形处理器电源接口和信号波形处理器电源开关 ，信号波形处理器的侧面设置有局放信号网络输入接口和综合数据网络输出接口，信号波形处理器的底部设置有波形输入接口。

作为本发明进一步的方案：所述光电转换单元分别与波形选择单元和通道切换单元连接，通道切换单元与模拟信号处理单元连接，模拟信号处理单元与多频段带通滤波器连接，多频段带通滤波器与高速A/D转换与数字信号控制单元连接，高速A/D转换与数字信号控制单元还分别与相位采集单元和数字信号控制扩展单元电连接。

与现有技术相比，本发明有益效果：

本光纤传输集中式局放在线监测装置，通过对局放传感器、电光转换器、信号波形处理器、信号集中处理器的设置，其中装置由局放传感器获取信号，通过高频线将信号传输到电光转换器内对信号进行电光转换，光信号经过光纤传输到信号集中处理器，在信号集中处理器内部，首先通过光电转换单元将采集到的光信号转换成电信号，光电转换单元对每个通道采集到的信号都分别有两路输出，分别连接通道切换单元和波形选择单元，通过通道切换单元选择要监测通道的信号，选择完成后的信号传输到模拟信号处理单元进行信号处理，模拟信号处理单元处理后的信号传输到多频段带通滤波器进行频段信号选择，选择完成后的信号传输到高速A/D转换与数字信号控制单元对信号进行数字化处理，通过波形选择单元选择要监测通道的波形，经过高频线将信号传输到信号波形处理器，由信号波形处理器内的超高速A/D转换与数字信号控制单元将波形还原，其中，通道切换单元、波形选择单元、多频段带通滤波器都由高速A/D转换与数字信号控制单元控制选择，从而实现了本光纤传输集中式局放在线监测装置可将采集的信号进行无损耗、无变形电光转换并借助光纤传输模拟光信号的系统终端配合一个单元，同时对多路三相监测点进行不同频段的信号监测，可通过无损还原波形，配合计算机利用时间差技术对局放信号进行分析定位处理，能配合软件同时集中式显示各测点监控数据，中央监控数据处理平台MS可同时纵观全线局放监测状态，且结构简单、操作方便并可提高对电缆线路维护的即时有效性、操作便捷性和稳定准确性的特点。

附图说明

图1为本发明的各部件结构图；

图2为本发明的主要部件外观图；

图3为本发明对一条电缆线路进行监测的状态结构示意图；

图4为本发明对多条电缆线路进行监测的状态结构示意图。

图中：1-局放传感器；2-高频线；3-电光转换器；4-光纤；5-信号集中处理器；6-信号波形处理器；7-传输处理装置；8-交换机；9-信号集中处理器电源开关；11-局放信号网络输出接口；31-电光转换器电源接口；32-模拟信号输入接口；33-光纤输出接口；41-光纤输入接口；50-光电转换单元；51-波形选择单元；52-通道切换单元；53-相位采集单元；54-数字信号控制扩展单元；55-模拟信号处理单元；56-多频段带通滤波器；57-高速A/D转换与数字信号控制单元；58-控制线；59-网线；61-超高速A/D转换与数字信号控制单元；62-局放信号网络输入接口；63-综合数据网络输出接口；64-信号波形处理器电源接口；65-信号波形处理器电源开关；66-波形输入接口；67-控制输入接口；71-光信号发送器；72-光信号接收器；73-后台数据处理电脑；91-电源指示灯；92-信号集中处理器电源接口；511-波形输出接口；531-外部相位输入接口；532-相位切换开关；581-控制输出接口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明实施例中，一种光纤传输集中式局放在线监测装置，包括局放传感器1、电光转换器3、信号集中处理器5和信号波形处理器6，其中局放传感器1通过高频线2与电光转换器3连接，电光转换器3的侧面设置有电光转换器电源接口31、模拟信号输入接口32和光纤输出接口33，用高频线2连接局放传感器1至电光转换器3上的模拟信号输入接口32，其中电光转换器3通过光纤4与信号集中处理器5连接，信号集中处理器5由光电转换单元50、波形选择单元51、通道切换单元52、相位采集单元53、数字信号控制扩展单元54、模拟信号处理单元55、多频段带通滤波器56和高速A/D转换与数字信号控制单元57组成，而且光电转换单元50与波形选择单元51和通道切换单元52连接，通道切换单元52与模拟信号处理单元55连接，模拟信号处理单元55与多频段带通滤波器56连接，多频段带通滤波器56与高速A/D转换与数字信号控制单元57连接，高速A/D转换与数字信号控制单元57又另外分别与相位采集单元53和数字信号控制扩展 单元54连接，信号集中处理器5的侧面设置有光纤输入接口41，与其相平行的侧面设置有波形输出接口511、外部相位输入接口531、相位切换开关532、信号集中处理器电源开关9和电源指示灯91，信号集中处理器5的侧面设置有局放信号网络输出接口11和控制输出接口581，与其相平行的侧面设置有信号集中处理器电源接口92，电光转换器3上的光纤输出接口33连接光纤4至信号集中处理器5的光纤输入接口41，信号集中处理器5的局放信号网络输出接口11通过网线59连接信号波形处理器6的局放信号网络输入接口62，信号集中处理器5的波形输出接口511通过高频线2连接信号波形处理器6的波形输入接口66，信号集中处理器5的控制输出接口581通过控制线58连接信号波形处理器6的控制输入接口67，其中信号集中处理器5通过高频线2、控制线58和网线59与信号波形处理器6连接，信号波形处理器6的内部设置有超高速A/D转换与数字信号控制单元61，信号波形处理器6的侧面设置有控制输入接口67，与其相平行的侧面设置有信号波形处理器电源接口64和信号波形处理器电源开关65，信号波形处理器6的侧面设置有局放信号网络输入接口62和综合数据网络输出接口63，信号波形处理器6的底部设置有波形输入接口66，信号波形处理器6的综合数据网络输出接口63通过网线59连接光信号发送器71，光信号发送器71通过光纤4连接光信号接收器72，光信号接收器72通过网线59连接后台数据处理电脑73，在具体测试时，将本发明应用于电缆线路上，如图3所示，测试人员只需在后台数据处理电脑73监控，则可观测整条电缆的监测数据。

请参阅图4所示，其技术方案与图1-3相同，其不同的技术点在于：多套模拟信号集中处理式局放在线监测装置同时并行监测时，需在各个信号波形处理器6的综合数据网络输出接口63用网线59连接交换机8，交换机8使用网线59连接光信号发送器71，光信号发送器71通过光纤4连接光信号接收器72，光信号接收器72通过网线59连接后台数据处理电脑73。

综上所述，本光纤传输集中式局放在线监测装置，通过对局放传感器1、电光转换器3、信号波形处理器6、信号集中处理器5的设置，其中装置由局放传感器1获取信号，通过高频线2将信号传输到电光转换器3内对信号进行电光转换，光信号经过光纤4传输到信号集中处理器5，在信号集中处理器5内部，首先通过光电转换单元50将采集到的光信号转换成电信号，光电转换单元50对每个通道采集到的信号都分别有两路输出，分别连接通道切换单元52和波形选择单元51，通过通道切换单元52选择要监测通道的信号，选择完成后的信号传输到模拟信号处理单元55进行信号处理，模拟信号处理单元55处理后的信号传输到多频段带通滤波器56进行频段信号选择，选择完成后的信号传输到高速A/D转换与数字信号控制单元57对信号进行数字化处理，通过波形选择单元51选择要监测通道的波形，经过高频线2将信号传输到信号波形处理器6，由信号波形处理器6内的超高速A/D转换与数字信号控制单元61将波形还原，其中通道切换单元52、波形选择单元51、多频段带通滤波器56都由高速A/D转换与数字信号控制单元57控制选择，从而实现了本光纤传输集中式局放在线监测装置可将采集的信号进行无损耗、无变形电光转换并借助光纤传输系统终端配合一个单元，同时对多路三相监测点进行不同频段的信号监测，可通过还原波形，配合计算机利用时间差技术对局放信号进行分析定位处理，且结构简单、操作方便并可提高对电缆线路维护的即时有效性、操作便捷性和稳定准确性的特点。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。