一种局部放电和温度的复合检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种局部放电和温度的复合检测系统，其包括：温度传感器，其用于发射表征目标温度大小的温度信号；复合传感天线，其用于接收和发射信号；阅读器，其与所述复合传感天线连接；其中，所述阅读器被配置为：在一时间段内接收所述目标产生的局部放电信号；在另一时间段内通过所述复合传感天线发射激励信号以触发所述温度传感器发射所述温度信号，并接收该温度信号。相应地，本发明专利技术还公开了一种局部放电和温度的复合检测方法。本发明专利技术的系统和方法可以分时复合检测目标(尤其是高压电力设备)的局部放电和温度两种特征量，以基于该两种特征量之间的关联更好地评估目标的状态，为设备的差异化状态检修策略提供支持。

System and method for composite detection of partial discharge and temperature

The invention discloses a compound detection system, a partial discharge and temperature which comprises a temperature sensor, the temperature signal for characterization of the size of the target temperature; composite sensing antenna for receiving and transmitting signals; the reader, and the composite sensing antenna connected; among them, the reader is configured to: the partial discharge signal receives the target in a period of time; the composite sensing antenna excitation signal to trigger the temperature sensor transmits the temperature signal through another period of time, and receives the temperature signal. Accordingly, the invention also discloses a composite detection method of partial discharge and temperature. The system and method of the invention can be divided into the composite target detection (especially high voltage power equipment) partial discharge and temperature of two kinds of features, with better correlation between the two kinds of features based on the assessment of the state of the target, strategy of equipment maintenance support difference.

【技术实现步骤摘要】
一种局部放电和温度的复合检测系统及方法
本专利技术涉及一种检测技术，尤其涉及一种局部放电和温度的复合检测系统及方法。
技术介绍
电力设备在长期运行和装配过程中存在的人为因素、电效应、热效应以及化学效应等因素，会造成绝缘劣化，导致电气绝缘强度降低，引起局部放电，或者出现导电连接部分的接触不良，内部温度过高等不利因素。各种统计数据显示局部放电和发热是电力设备在运行中最主要的两种缺陷类型。因此局部放电检测和温度检测也是目前广泛应用于电力设备检测的两种检测方式。局部放电的检测主要有脉冲电流法、特高频检测法、高频电流检测法、超声检测法等。其中脉冲电流不适用于现场检测，较为成熟的局部放电检测技术主要有超高频和超声波局部放电检测法，在线局放监测设备主要采用超高频原理，目前一般都是采取内部合适位置安装内置式传感器或在外部电磁波可泄露出来的地方安装外置式超高频探头的方式。温度检测采用的方式主要包括：红外测温、光纤测温以及声表面波(SAW)无源无线测温等。红外测温主要采用人工巡检的方式，但无法绕过遮挡物测量温度，光纤传感器设备造价较高，声表面波无源无线测温方案在高压电力设备温度测量中应用广泛，它具有纯无源、寿命长、抗放电冲击和抗电磁干扰能力强等优点。电力设备的绝缘系统上持续的局部放电会引起设备局部的温度上升，而持续的温度上升也会引起绝缘材料的劣化，从而加剧设备内部的局部放电。因此局部放电和温度两个特征量之间存在很强的相关性，同时检测两种变量可以更好的掌握设备的状态，为设备的差异化状态检修策略提供支持。而当前针对设备的局部放电和温度的检测都是分别单独进行的，尚未有同时检测两种特征量的检测技术。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种局部放电和温度的复合检测系统，该系统可以复合检测目标的局部放电和温度两种特征量，从而基于该两种特征量之间的关联更好地评估目标的状态。根据上述专利技术目的，本专利技术提出了一种局部放电和温度的复合检测系统，其包括：温度传感器，其用于发射表征目标温度大小的温度信号；复合传感天线，其用于接收和发射信号，例如接收局部放电电磁波信号，同时用于发射温度传感器控制信号并接受温度传感器的回波信号；阅读器，其与所述复合传感天线连接，可采集其中传输的信号；其中，所述阅读器被配置为：在一时间段内接收所述目标产生的局部放电信号；在另一时间段内通过所述复合传感天线发射激励信号以触发所述温度传感器发射所述温度信号，并接收该温度信号。本专利技术所述的局部放电和温度的复合检测系统中，所述阅读器通过上述配置，使得所述阅读器可以通过所述复合传感天线在一时间段内接收所述目标产生的局部放电信号，在另一时间段内发射激励信号以触发所述温度传感器发射所述温度信号，并接收该温度信号，从而使得本专利技术系统可以分时复合检测目标的局部放电和温度两种特征量，以基于该两种特征量之间的关联更好地评估目标的状态。本专利技术所述的局部放电和温度的复合检测系统中，所述一时间段和另一时间段可以设置为有规律的交替循环序列，从而自动分时循环检测局部放电和温度。通常，局部放电检测的时间占比比温度检测的时间占比大，例如温度检测可以设置为每十分钟检测一次，在不检测温度时持续检测局部放电。进一步地，本专利技术所述的局部放电和温度的复合检测系统中，所述阅读器包括：接收机，其与所述复合传感天线通过一第一射频开关连接，用于接收所述局部放电信号和温度信号；发射机，其与所述复合传感天线通过所述第一射频开关连接，用于发射所述激励信号；信号处理与控制模块，其与所述接收机和发射机分别连接；其中，所述信号处理与控制模块被配置为：在一时间段内控制所述第一射频开关切换至所述接收机和复合传感天线导通的位置，以接收所述局部放电信号；在另一时间段内控制所述第一射频开关切换至所述发射机和复合传感天线导通的位置，以发射所述激励信号，然后控制所述第一射频开关切换至所述接收机和复合传感天线导通的位置，以接收所述温度信号。上述方案中，所述第一射频开关在所述信号处理与控制模块的控制下使得所述发射机和接收机得以复用所述复合传感天线，从而使得所述阅读器得以复合检测目标的局部放电和温度。更进一步地，上述局部放电和温度的复合检测系统中，所述接收机包括：第一接收电路，其用于接收所述局部放电信号；第二接收电路，其用于接收所述温度信号；第二射频开关，所述第一接收电路和第二接收电路分别通过所述第二射频开关与所述第一射频开关连接；其中，所述信号处理与控制模块还被配置为：在接收所述局部放电信号时，控制所述第二射频开关切换至所述第一接收电路和第一射频开关导通的位置；在接收所述温度信号时，控制所述第二射频开关切换至所述第二接收电路和第一射频开关导通的位置。上述方案中，所述第二射频开关在所述信号处理与控制模块的控制下使得所述第一接收电路和第二接收电路得以复用所述复合传感天线，从而使得所述阅读器得以复合检测目标的局部放电和温度。更进一步地，上述局部放电和温度的复合检测系统中，所述第一射频开关和第二射频开关之间还连接有低噪放大器。上述方案中，所述低噪放大器用于提高信号增益。更进一步地，上述局部放电和温度的复合检测系统中，所述第一接收电路包括检波电路。更进一步地，上述局部放电和温度的复合检测系统中，所述第二接收电路包括射频滤波器。更进一步地，上述局部放电和温度的复合检测系统中，所述信号处理与控制模块包括ADC(模数转换)模块。上述方案中，所述ADC模块用于将接收到的模拟信号转换为数字信号，以利于存储或者进一步的处理。优选地，本专利技术所述和上述任一局部放电和温度的复合检测系统中，所述温度传感器为声表面波传感器。上述方案中，通过声表面波传感器可以实现无源无线测温，尤其适合高压电力设备的温度测量，具有纯无源、寿命长、抗放电冲击和抗电磁干扰能力强等优点。其中，当所述复合传感天线发射激励信号时，声表面波传感器接收所述激励信号并产生回波信号，由于声表面波传感器的性质，该回波信号与目标温度之间存在特定的对应关系，因此可以作为表征目标温度大小的所述温度信号。进一步地，本专利技术所述和上述任一局部放电和温度的复合检测系统中，所述局部放电信号和所述温度信号的频带范围具有重叠部分。上述方案中，由于采用分时复合检测，所述频带范围重叠不会使得所述局部放电检测和温度检测之间产生干扰。本专利技术的另一目的是提供一种局部放电和温度的复合检测方法，该方法可以复合检测目标的局部放电和温度两种特征量，从而基于该两种特征量之间的关联更好地评估目标的状态。该方法可基于本专利技术的上述系统实现。根据上述本专利技术的另一目的，本专利技术还提供了一种局部放电和温度的复合检测方法，其包括以下步骤：(1)在一时间段内接收目标产生的局部放电信号；(2)在另一时间段内发射激励信号以触发一温度传感器发射用于表征目标温度大小的温度信号，并接收该温度信号。本专利技术所述的局部放电和温度的复合检测方法与本专利技术的上述系统中的阅读器的功能相对应，因此该方法可基于本专利技术的上述系统实现，并且同样可以分时复合检测目标的局部放电和温度两种特征量，以基于该两种特征量之间的关联更好地评估目标的状态。本专利技术所述的局部放电和温度的复合检测方法中，所述步骤的标号是为了后续引用方便，并不表示特定的顺序限制。进一步地，本专利技术所述的局部放电和温度的复合检测方法中，所述步骤(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种局部放电和温度的复合检测系统，其特征在于，包括：温度传感器，其用于发射表征目标温度大小的温度信号；复合传感天线，其用于接收和发射信号；阅读器，其与所述复合传感天线连接；其中，所述阅读器被配置为：在一时间段内接收所述目标产生的局部放电信号；在另一时间段内通过所述复合传感天线发射激励信号以触发所述温度传感器发射所述温度信号，并接收该温度信号。

【技术特征摘要】
1.一种局部放电和温度的复合检测系统，其特征在于，包括：温度传感器，其用于发射表征目标温度大小的温度信号；复合传感天线，其用于接收和发射信号；阅读器，其与所述复合传感天线连接；其中，所述阅读器被配置为：在一时间段内接收所述目标产生的局部放电信号；在另一时间段内通过所述复合传感天线发射激励信号以触发所述温度传感器发射所述温度信号，并接收该温度信号。2.如权利要求1所述的局部放电和温度的复合检测系统，其特征在于，所述阅读器包括：接收机，其与所述复合传感天线通过一第一射频开关连接，用于接收所述局部放电信号和温度信号；发射机，其与所述复合传感天线通过所述第一射频开关连接，用于发射所述激励信号；信号处理与控制模块，其与所述接收机和发射机分别连接；其中，所述信号处理与控制模块被配置为：在一时间段内控制所述第一射频开关切换至所述接收机和复合传感天线导通的位置，以接收所述局部放电信号；在另一时间段内控制所述第一射频开关切换至所述发射机和复合传感天线导通的位置，以发射所述激励信号，然后控制所述第一射频开关切换至所述接收机和复合传感天线导通的位置，以接收所述温度信号。3.如权利要求2所述的局部放电和温度的复合检测系统，其特征在于，所述接收机包括：第一接收电路，其用于接收所述局部放电信号；第二接收电路，其用于接收所述温度信号；第二射频开关，所述第一接收电路和第二接收电路分别通过所述第二射频开关与所述第一射频开关连接；其中，所述信号处理与控制模块还被配置为：在接收所述局部放电信号时，控制所述第二射频开关切换至所述第一接收电路和第一射频开关导通的位置；在接收所述温度信号时，控制所述第二射频开关切换至所述第二接收电路和第一射频开关导通的位置。4.如权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高强，张军阳，钟雅风，钟丹田，宋辉，江秀臣，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，国家电网公司，上海交通大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21