一种用于监测电缆局部放电的传感器及方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种用于监测电缆局部放电的传感器，包括电源模块和依序连接的高频磁芯绕线及积分电路模块、超高阻抗前置放大电路模块、整形电路模块、光发射器驱动电路模块、光发射器模块；其中，电源模块与超高阻抗前置放大电路模块、整形电路模块、光发射器驱动电路模块以及光发射器模块的电压输入端相连，用于提供直流电压；依序连接的四个模块相邻之间上一模块的信号输出端与下一模块的信号输入端相连，用于感应电缆局部放电信号后，将获得的放电信号进行前端初步处理并转换为光信号发送出去。本发明专利技术实施例，能够提供远距离信号传输，并能够降低信号衰减，从而达到快速、准确的获得电缆的绝缘状况，并及时发现内部绝缘缺陷进行处理的目的。

【技术实现步骤摘要】
—种用于监测电缆局部放电的传感器及方法
本专利技术涉及电力系统监测
，尤其涉及。
技术介绍
随着城市电网的不断发展和改造升级的需要，电力电缆线路的使用量正逐年上升，特别是高压电力电缆已获得了广泛的应用，且敷设量逐年递增。事实表明电力电缆线路故障是引发电网事故，造成重大经济损失的重要原因，因此准确并及时掌握电缆线路的运行状态，对合理处理故障隐患，保障电网稳定运行具有重要的意义。当前，高压电力电缆局部放电是造成电力电缆本体绝缘劣化的主要原因，工程技术人员可以通过局部放电试验能够提前获得高压电力电缆的绝缘状况，及时发现内部绝缘缺陷并进行处理。在局部放电试验的通用方法中，脉冲电流检测法由于具有灵敏度高的特点，因此被广泛的使用。该方法采用从高压电力电缆接地线或交叉互联箱上抽取信号，通过同轴电缆将脉冲电压信号传递给测量仪器进行滤波、放大及显示等处理，从而确定电力电缆局部放电的源位置，其缺点在于:采用同轴电缆传输信号时，其传输距离有限且在传输过程中信号衰减严重，尤其不适用于远距离信号传输。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种基于光纤传输用于监测电缆局部放电的传感器及方法，能够提供远距离信号传输，并能够降低信号在传输过程中的衰减，从而达到快速、准确的获得高压电力电缆的绝缘状况，并及时发现内部绝缘缺陷进行处理的目的。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种用于监测电缆局部放电的传感器，包括电源模块、高频磁芯绕线及积分电路模块、超高阻抗前置放大电路模块、整形电路模块、光发射器驱动电路模块以及光发射器模块；其中， 所述电源模块，其输出端分别与所述超高阻抗前置放大电路模块的电压输入端、整形电路模块的电压输入端、光发射器驱动电路模块的电压输入端以及光发射器模块的电压输入端相连，用于提供直流电压； 所述高频磁芯绕线及积分电路模块，其信号输出端与所述超高阻抗前置放大电路模块的信号输入端相连，用于获得电缆局部放电信号，并将所述获得的放电信号经过RC积分电路处理后，得到放电处理信号； 所述超高阻抗前置放大电路模块，其信号输出端与所述整形电路模块的信号输入端相连，用于将所述得到的放电处理信号的电压进行放大至预设的第一电压阈值后，获得放大后的放电处理信号； 所述整形电路模块，其信号输出端与所述光发射器驱动电路模块的信号输入端相连，用于将所述获得的放大后的放电处理信号进行RC滤波处理后，与预设的第二电压阈值进行比较，得到整形放大信号； 所述光发射器驱动电路模块，其信号输出端与所述光发射器模块的信号输入端相连，用于将所述生成的整形放大信号输出给所述光发射器模块，并提供所述光发射器模块所需的驱动电流和驱动电压； 所述光发射器模块，用于将所述整形放大信号转换成光信号，并根据预设的波长值将所述光信号进行输出。其中，所述高频磁芯绕线及积分电路模块包括由高频磁芯绕线制成的电感和RC积分电路；其中， 所述电感，其信号输出端与所述RC积分电路的信号输入端相连，用于获得所述电缆局部放电信号； 所述RC积分电路，其信号输出端与所述超高阻抗前置放大电路模块的信号输入端相连，用于处理所述获得的放电信号，并得到所述放电处理信号。其中，所述电缆局部放电信号的频率取值范围在IOOkHz至IOOMHz之间。其中，所述整形电路模块包括RC滤波电路和比较器；其中， 所述RC滤波电路，其信号输入端与所述整形电路模块的信号输出端相连，其信号输出端与所述比较器的输入端相连，用于将所述获得的放大后的放电处理信号进行RC滤波处理； 所述比较器，其输出端与所述光发射器驱动电路模块的信号输入端相连，用于将所述经过RC滤波处理后的放电处理信号与预设的第二电压阈值进行比较后，得到整形信号。其中，所述预设的第二电压阈值为一三端稳压器产生的输出电压。其中，所述预设的波长值为1310纳米。本专利技术实施例还提供了一种用于监测电缆局部放电的方法，其在上面所述的传感器中实现，所述方法包括: 获得电缆局部放电信号，并将所述获得的放电信号经过RC积分电路处理后，得到放电处理信号； 将所述得到的放电处理信号的电压放大至预设的第一电压阈值后，获得放大后的放电处理信号； 将所述获得的放大后的放电处理信号经过RC滤波电路处理后，与预设的第二电压阈值进行比较，得到整形放大信号；以及 将所述得到的整形放大信号转换成光信号，并根据预设的波长值将所述光信号进行输出。其中，所述预设的第二电压阈值为一三端稳压器产生的输出电压。其中，所述预设的波长值为1310纳米。其中，所述电缆局部放电信号的频率取值范围在IOOkHz至IOOMHz之间。实施本专利技术实施例，具有如下有益效果: 本专利技术实施例基于光纤传输用于监测电缆局部放电，能够提供远距离信号传输，并能够降低信号在传输过程中的衰减，从而达到快速、准确的获得高压电力电缆的绝缘状况，并及时发现内部绝缘缺陷进行处理的目的。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本专利技术的范畴。图1为本专利技术实施例一提供的用于监测电缆局部放电的传感器的连接示意图； 图2为图1中高频磁芯绕线及积分电路模块的连接示意图； 图3为图1中整形电路模块的连接示意图； 图4为本专利技术实施例一提供的用于监测电缆局部放电的传感器的应用场景示意图； 图5为本专利技术实施例二提供的用于监测电缆局部放电的方法的流程图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术实施例一中，提出一种用于监测电缆局部放电的传感器，包括电源模块、高频磁芯绕线及积分电路模块、超高阻抗前置放大电路模块、整形电路模块、光发射器驱动电路模块以及光发射器模块；其中， 电源模块，其输出端分别与超高阻抗前置放大电路模块的电压输入端、整形电路模块的电压输入端、光发射器驱动电路模块的电压输入端以及光发射器模块的电压输入端相连，用于提供稳定的直流电压； 高频磁芯绕线及积分电路模块，其信号输出端与超高阻抗前置放大电路模块的信号输入端相连，用于获得电缆局部放电信号，并将获得的放电信号经过RC积分电路处理后，得到放电处理信号； 超高阻抗前置放大电路模块，其信号输出端与所述整形电路模块的信号输入端相连，用于将得到的放电处理信号的电压进行放大至预设的第一电压阈值后，获得放大后的放电处理信号； 整形电路模块，其信号输出端与光发射器驱动电路模块的信号输入端相连，用于将获得的放大后的放电处理信号进行RC滤波处理后，与预设的第二电压阈值进行比较，得到整形放大信号； 光发射器驱动电路模块，其信号输出端与光发射器模块的信号输入端相连，用于将生成的整形放大信号输出给光发射器模块，并提供光发射器模块所需的驱动电流和驱动电压； 光发射器模块，用于将整形放大信号转换成光信号，并根据预设的波长值将光信号进行输出。在实际应用过程中，传感器为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监测电缆局部放电的传感器，其特征在于，包括电源模块、高频磁芯绕线及积分电路模块、超高阻抗前置放大电路模块、整形电路模块、光发射器驱动电路模块以及光发射器模块；其中，所述电源模块，其输出端分别与所述超高阻抗前置放大电路模块的电压输入端、整形电路模块的电压输入端、光发射器驱动电路模块的电压输入端以及光发射器模块的电压输入端相连，用于提供直流电压；所述高频磁芯绕线及积分电路模块，其信号输出端与所述超高阻抗前置放大电路模块的信号输入端相连，用于获得电缆局部放电信号，并将所述获得的放电信号经过RC积分电路处理后，得到放电处理信号；所述超高阻抗前置放大电路模块，其信号输出端与所述整形电路模块的信号输入端相连，用于将所述得到的放电处理信号的电压进行放大至预设的第一电压阈值后，获得放大后的放电处理信号；所述整形电路模块，其信号输出端与所述光发射器驱动电路模块的信号输入端相连，用于将所述获得的放大后的放电处理信号进行RC滤波处理后，与预设的第二电压阈值进行比较，得到整形放大信号；所述光发射器驱动电路模块，其信号输出端与所述光发射器模块的信号输入端相连，用于将所述生成的整形放大信号输出给所述光发射器模块，并提供所述光发射器模块所需的驱动电流和驱动电压；所述光发射器模块，用于将所述整形放大信号转换成光信号，并根据预设的波长值将所述光信号进行输出。...

【技术特征摘要】
1.一种用于监测电缆局部放电的传感器，其特征在于，包括电源模块、高频磁芯绕线及积分电路模块、超高阻抗前置放大电路模块、整形电路模块、光发射器驱动电路模块以及光发射器模块；其中， 所述电源模块，其输出端分别与所述超高阻抗前置放大电路模块的电压输入端、整形电路模块的电压输入端、光发射器驱动电路模块的电压输入端以及光发射器模块的电压输入端相连，用于提供直流电压； 所述高频磁芯绕线及积分电路模块，其信号输出端与所述超高阻抗前置放大电路模块的信号输入端相连，用于获得电缆局部放电信号，并将所述获得的放电信号经过RC积分电路处理后，得到放电处理信号； 所述超高阻抗前置放大电路模块，其信号输出端与所述整形电路模块的信号输入端相连，用于将所述得到的放电处理信号的电压进行放大至预设的第一电压阈值后，获得放大后的放电处理信号； 所述整形电路模块，其信号输出端与所述光发射器驱动电路模块的信号输入端相连，用于将所述获得的放大后的放电处理信号进行RC滤波处理后，与预设的第二电压阈值进行比较，得到整形放大信号； 所述光发射器驱动电路模块，其信号输出端与所述光发射器模块的信号输入端相连，用于将所述生成的整形放大信号输出给所述光发射器模块，并提供所述光发射器模块所需的驱动电流和驱动电压； 所述光发射器模块 ，用于将所述整形放大信号转换成光信号，并根据预设的波长值将所述光信号进行输出。2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述高频磁芯绕线及积分电路模块包括由高频磁芯绕线制成的电感和RC积分电路；其中， 所述电感，其信号输出端与所述RC积分电路的信号输入端相连，用于获得所述电缆局部放电信号； 所述RC积分电路，其信号输出端与所述超高阻抗前置放大电路模块的信号输入端相连，用于处理所述获得的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄超，余英，刘国伟，李智，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，广州友智电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44