本发明专利技术公开了一种局部放电检测装置，该装置包括：特高频天线传感器，用于获取特高频局部放电信号；射频带宽放大器，与特高频天线传感器相连接，用于对特高频局部放电信号进行带宽放大，并将特高频局部放电信号转化为特高频局部放电差分信号；窄带谐振抗混叠滤波器，与射频带宽放大器相连接，用于计算中心谐振频率和窄带频宽，并根据中心谐振频率和窄带频宽控制特高频局部放电差分信号位于目标阶次采样区；以及数字采集电路，用于在将目标阶次采样区内的特高频局部放电差分信号的频谱混叠到基带采样区，数字采集电路的输入端与窄带谐振抗混叠滤波器的输出端之间设置有阻抗匹配电路。本发明专利技术解决了现有技术对局部放电检测灵敏度低的技术问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力领域，具体而言，涉及一种局部放电检测装置。
技术介绍
局部放电是绝缘介质中的一种电气放电，这种放电仅限制在被测介质中一部分且 只使导体间的绝缘局部桥接，这种放电可能发生或可能不发生于导体的邻近。电力设备绝 缘中的某些薄弱部位在强电场的作用下发生局部放电是高压绝缘中普遍存在的问题。虽然 局部放电一般不会引起绝缘的穿透性击穿，但可以导致电介质（特别是有机电介质）的局 部损坏。若局部放电长期存在，在一定条件下会导致绝缘劣化甚至击穿。对电力设备进行 局部放电试验，不但能够了解设备的绝缘状况，还能及时发现许多有关制造与安装方面的 问题，确定绝缘故障的原因及其严重程度。因此，局部放电检测成为了关键问题。 常见的局部放电检测方法可以包括脉冲电流法、无线电干扰电压法、介质损耗分 析法等。但是，现有技术中的局部放电检测方法通常对局部放电信号检测灵敏度低，造成无 法准确地标定局部放电量以及精确定位局部放电位置。 针对现有技术对局部放电检测灵敏度低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种局部放电检测装置，以至少解决现有技术对局部放电检 测灵敏度低的技术问题。 根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种局部放电检测装置，包括：特高频天线 传感器，用于获取特高频局部放电信号；射频带宽放大器，与特高频天线传感器相连接，用 于对特高频局部放电信号进行带宽放大，并将特高频局部放电信号转化为特高频局部放电 差分信号；窄带谐振抗混叠滤波器，与射频带宽放大器相连接，用于计算中心谐振频率和窄 带频宽，并根据中心谐振频率和窄带频宽控制特高频局部放电差分信号位于目标阶次采样 区；以及数字采集电路，用于在将目标阶次采样区内的特高频局部放电差分信号的频谱混 叠到基带采样区，其中，数字采集电路的输入端与窄带谐振抗混叠滤波器的输出端之间设 置有阻抗匹配电路。 进一步地，特高频天线传感器包括三阶Hilbert分形天线。 进一步地，三阶Hilbert分形天线的外围尺寸为30毫米，导线宽度为1毫米，馈电 点到第一端点的距离为15. 2毫米，电介质板的介电常数为4. 4,电介质板的厚度为1. 6毫 米，电介质板的外围尺寸大于天线的外围尺寸。 进一步地，窄带谐振抗混叠滤波器为四阶带通滤波器，包括第一级谐振网络、第二 级谐振网络、第三级谐振网络以及第四级谐振网络。 进一步地，第一级谐振网络中第一电容值为10. 89pF，第二电容值和第三电容值 均为8. 481pF，第一电感值和第二电感值均为10. 28nH，第二级谐振网络中第四电容值为 28. 45pF，第五电容值和第六电容值均为2. 778pF，第三电感值和第四电感值均为23. 72nH， 第三级谐振网络中第七电容值为28. 41pF，第八电容值和第九电容值均为2. 995pF，第五电 感值和第六电感值均为23. 87nH，第四级谐振网络中第十电容值为10. 69pF，第^^一电容 值和第十二电容值均为1. 49pF，第七电感值和第八电感值均为55. 7nH，第十三电容值为 1. 67pF〇 进一步地，窄带谐振抗混叠滤波器的中心谐振频率为650MHz，窄带谐振抗混叠滤 波器的窄带频宽为50MHz。 进一步地，窄带谐振抗混叠滤波器采用差分形式与射频带宽放大器的输出端保持 阻抗匹配。 进一步地，窄带谐振抗混叠滤波器采用差分形式与数字采集电路的输入端保持阻 抗匹配。 进一步地，将特高频局部放电差分信号的频谱从目标阶次采样区向基带采样区混 叠的次数为偶数。 进一步地，由特高频天线传感器获取的特高频局部放电信号的频带范围为 300MHz ~3GHz〇 本专利技术实施例中的局部放电检测装置包括：特高频天线传感器，射频带宽放大器， 窄带谐振抗混叠滤波器以及数字采集电路，其中，特高频天线传感器设计为三阶Hilbert 分形天线，选定工作频段的中心频率为650MHz，带宽50MHz，采用四阶Butterworth拓扑结 构的抗混叠带通滤波器抑制带外频谱成分向低阶次Nyquist区的混叠效应。本专利技术实施例 通过对特高频频段的局部放电信号进行匹配设计的欠采样数据采集，可以得到局部放电信 号的慢变振荡信号，保留了信号的幅值强度和脉冲激发时间，作为局部放电谱图统计中的 有效数据进行谱图模式识别分析，达到了在窄带频段上抑制常见的手机通讯干扰和背景白 噪声，提升特高频局部放电测量的检测灵敏度，降低特高频局部放电测量系统的技术成本 的技术效果，进而解决了现有技术对局部放电检测灵敏度低的技术问题。【附图说明】 此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中： 图1是根据本专利技术实施例的局部放电检测装置的结构示意图； 图2是根据本专利技术实施例的三阶Hilbert分形天线的结构示意图； 图3是根据本专利技术实施例的射频带宽放大器的电路结构示意图； 图4是根据本专利技术实施例的窄带谐振抗混叠滤波器的结构示意图；图5是根据本专利技术实施例的数字采集电路的结构示意图； 图6是根据本专利技术实施例的窄带谐振抗混叠滤波器的幅频特性曲线示意图；以及图7是根据本专利技术实施例的工作频段位于高阶Nyquist区时采用欠采样技术的镜 像分布示意图。【具体实施方式】 为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的 附图，对本专利技术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 本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都应当属于本专利技术保护的范 围。 需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语"第一"、"第 二"等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用 的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或 描述的那些以外的顺序实施。此外，术语"包括"和"具有"以及他们的任何变形，意图在于 覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限 于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产 品或设备固有的其它步骤或单元。 根据本专利技术实施例，提供了一种局部放电检测装置。 图1是根据本专利技术实施例的局部放电检测装置的结构示意图，如图1所示，该局部 放电检测装置包括：特高频天线传感器10,射频带宽放大器20,窄带谐振抗混叠滤波器30 和数字采集电路40。 特高频天线传感器10,用于获取特高频局部放电信号，该特高频局部放电信号具 有较宽的频谱分量，一般落在300MHz~3GHz频带范围内。该实施例中的特高频天线传感 器10包括三阶Hilbert分形天线。三阶Hilbert分形天线最为满足特高频局部放电检测 的要求。通过适当地选择非中心点位置馈电来改变天线的输出阻抗，以实现与50 D传输线 的匹配。图2是根据本专利技术实施例的三阶Hilbert分形天线的结构示意图，如图2所示， 三阶Hilbert分形天线的外围尺寸L = 30mm，导线宽度b = 1mm，馈电点到端点1的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种局部放电检测装置，其特征在于，包括：特高频天线传感器，用于获取特高频局部放电信号；射频带宽放大器，与所述特高频天线传感器相连接，用于对所述特高频局部放电信号进行带宽放大，并将所述特高频局部放电信号转化为特高频局部放电差分信号；窄带谐振抗混叠滤波器，与所述射频带宽放大器相连接，用于计算中心谐振频率和窄带频宽，并根据所述中心谐振频率和所述窄带频宽控制所述特高频局部放电差分信号位于目标阶次采样区；以及数字采集电路，用于在将所述目标阶次采样区内的所述特高频局部放电差分信号的频谱混叠到基带采样区，其中，所述数字采集电路的输入端与所述窄带谐振抗混叠滤波器的输出端之间设置有阻抗匹配电路。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陶诗洋，冯义，晋文杰，段大鹏，程序，王文山，任志刚，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网北京市电力公司，西安博源电气有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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