一种基于硅光电倍增器的局部放电检测装置制造方法及图纸

本公开揭示了一种基于硅光电倍增器的局部放电检测装置，包括：硅光电倍增器、信号处理单元、信号采集单元、直流供电单元、法兰和显示单元。本公开还揭示了一种基于硅光电倍增器的局部放电检测方法。本公开所述装置具有体积小的特点，能够置于电力设备内部进行放电监测，不受电磁干扰，检测灵敏度高。

A PD detection device based on silicon photoelectric multiplier

【技术实现步骤摘要】
一种基于硅光电倍增器的局部放电检测装置
本公开属于电力设备检测领域，具体涉及一种基于硅光电倍增器的局部放电检测装置。
技术介绍
电力设备由于在生产、运输、装配及运行中不可避免形成诸如导体尖端划伤、悬浮电位或绝缘子表面异常等绝缘缺陷，其在电场作用下引起局部放电，甚至在过电压作用下造成绝缘击穿。通过检测局部放电信号可以实现对电力设备绝缘隐患的有效监测。基于对发生局部放电时产生的各种电、光、声、热等现象的研究，局部放电检测技术中也相应出现了电检测、光检测、声检测、红外热检测等非电量检测方法。光电检测技术的原理是将光电探测器接收的来自放电源的光脉冲信号转为电信号，再放大处理。光电探测器是一种利用半导体材料的光电导效应制成的探测器件，光电导效应是指由福射引起的，使得被照射材料的电导率发生改变的一种物理现象，而电导率的改变也是因为导体内载流子的密度变化所引起的。实际应用中，光电探测器把福射能量转换成电流或电压，并从外部电路测量这些电流、电压值。通过测量这些输出响应，可以测定相应的入射光强度或辐射强度。目前被最广泛应用的弱光探测器主要是光电倍增管，但由于其体积大、工作电压高，功耗高、易损坏，同时受光阴极限制探测效率较低、对磁场变化敏感以及不适合制作大规模探测阵列等缺点的影响，导致基于光电倍增管的局放检测装置目前大多仅用作实验室研究手段，现场应用较少。因此，需要提出一种体积小，便于置入电力设备内部，不受磁场变化影响且灵敏度高的局部放电检测装置。这对于光测法的进一步应用，提高设备现场带电巡检质量，缩短设备事故发现消缺的周期有显著的实际意义。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本公开的目的在于提供一种基于硅光电倍增器的局部放电检测装置，该装置工作电压低、体积小、灵敏度高，且不受电磁干扰，可对局部放电所产生的的微弱光信号进行放大分析，实现电力设备的可靠监测。为实现上述目的，本公开提供以下技术方案：一种基于硅光电倍增器的局部放电检测装置，包括：硅光电倍增器，置于被测电力设备内部，用于接收被测电力设备内局部放电产生的微弱光信号并输出电流信号；信号处理单元，与所述硅光电倍增器连接，用于对所述硅光电倍增器输出的电流信号进行处理并输出低频脉冲信号；信号采集单元，与所述信号处理单元连接，用于采集所述信号处理单元输出的低频脉冲信号；直流供电单元，通过所述信号处理单元与硅光电倍增器连接，用于向所述硅光电倍增器提供工作电压。优选的，所述信号处理单元包括：电流-电压转换电路，用于将所述硅光电倍增器输出的电流信号转换为第一电压信号；信号放大电路，用于接收所述第一电压信号并放大，生成第二电压信号；检波电路，用于对所述第二电压信号进行检波，获得低频脉冲信号。优选的，所述电流-电压转换电路包括第一反相放大器和第一反馈电阻，所述第一反相放大器的反相输入端连接所述硅光电倍增器，且同时通过所述第一反馈电阻与输出端连接形成负反馈电路，所述第一反相放大器的同相输入端接地。优选的，所述信号放大电路包括第二反相放大器、第二反馈电阻、接地电阻和第一负载电阻，所述第二反相放大器的反相输入端连接至所述电流-电压转换电路的输出端，同时，所述第二反相放大器的反相输入端通过所述第二反馈电阻与输出端连接形成负反馈电路，所述第二反相放大器的同相输入端通过接地电阻接地，所述第二反相放大器的输出端连接第一负载电阻。优选的，所述检波电路包括检波二极管、高频滤波电容和第二负载电阻，所述检波二极管的正极通过第一负载电阻与所述第二反相放大器的输出端连接，负极分别与所述高频滤波电容和第二负载电阻连接，所述高频滤波电容和第二负载电阻并联构成低通滤波器。优选的，所述信号采集单元包括采集卡。优选的，所述装置还包括显示单元，用于显示被测电力设备内局部放电检测结果。优选的，所述装置还包括法兰，所述法兰置于被测电力设备开口处，用于将所述硅光电倍增器密封于被测电力设备中。本公开还提供一种基于硅光电倍增器的局部放电检测方法，包括如下步骤：S100：当被测电力设备内发生局部放电时，接收局部放电产生的微弱光信号并输出电流信号；S200：对所述电流信号进行电流-电压转换，输出第一电压信号；S300：对所述第一电压信号进行放大，生成第二电压信号；S400：对所述第二电压信号进行检波，获得低频脉冲信号；S500：采集所述低频脉冲信号，实现放电检测。与现有技术相比，本公开带来的有益效果为：所需工作电压低，装置体积小，能够置于电力设备内部进行放电监测，不受电磁干扰，检测灵敏度高。附图说明图1是本公开一个实施例提供的一种基于硅光电倍增器的局部放电检测装置的结构示意图；图2是图1所示检测装置中信号处理单元的结构示意图；图3是图1中法兰的结构示意图。具体实施方式下面将参照附图1至图3详细地描述本公开的具体实施例。虽然附图中显示了本公开的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本专利技术的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本专利技术的范围。本公开的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。为便于对本公开实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本公开实施例的限定。一个实施例中，如图1所示，本公开提供一种基于硅光电倍增器的局部放电检测装置，包括：硅光电倍增器，置于被测电力设备内部，用于接收被测电力设备内局部放电产生的微弱光信号并输出电流信号；信号处理单元，与所述硅光电倍增器连接，用于对所述硅光电倍增器输出的电流信号进行处理并输出低频脉冲信号；信号采集单元，与所述信号处理单元连接，用于采集所述信号处理单元输出的低频脉冲信号；直流供电单元，通过所述信号处理单元与硅光电倍增器连接，用于向所述硅光电倍增器提供工作电压。上述实施例中，经硅光电倍增器输出的电流信号中既包含了高频分量，也包含了低频分量，对于高频分量的采集，对于信号采集单元的硬件会提出更高的要求，从而会带来更高的使用成本，因此，为了降低信号采集单元的硬件要求且为了更准确的获得脉冲信号，需要滤除高频分量，而只保留低频分量。本相比于现有技术具有体积小、使用灵活的特点，能够置于被测电力设备内部，当电力设备内发生局部放电时，能够不受电磁干扰有效采集局部放电产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于硅光电倍增器的局部放电检测装置，包括：/n硅光电倍增器，置于被测电力设备内部，用于接收被测电力设备内局部放电产生的微弱光信号并输出电流信号；/n信号处理单元，与所述硅光电倍增器连接，用于对所述硅光电倍增器输出的电流信号进行处理并输出低频脉冲信号；/n信号采集单元，与所述信号处理单元连接，用于采集所述信号处理单元输出的低频脉冲信号；/n直流供电单元，通过所述信号处理单元与硅光电倍增器连接，用于向所述硅光电倍增器提供工作电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于硅光电倍增器的局部放电检测装置，包括：
硅光电倍增器，置于被测电力设备内部，用于接收被测电力设备内局部放电产生的微弱光信号并输出电流信号；
信号处理单元，与所述硅光电倍增器连接，用于对所述硅光电倍增器输出的电流信号进行处理并输出低频脉冲信号；
信号采集单元，与所述信号处理单元连接，用于采集所述信号处理单元输出的低频脉冲信号；
直流供电单元，通过所述信号处理单元与硅光电倍增器连接，用于向所述硅光电倍增器提供工作电压。


2.根据权利要求1所述的装置，其中，优选的，所述信号处理单元包括：
电流-电压转换电路，用于将所述硅光电倍增器输出的电流信号转换为第一电压信号；
信号放大电路，用于接收所述第一电压信号并放大，生成第二电压信号；
检波电路，用于对所述第二电压信号进行检波，获得低频脉冲信号。


3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述电流-电压转换电路包括第一反相放大器和第一反馈电阻，所述第一反相放大器的反相输入端连接所述硅光电倍增器，且同时通过所述第一反馈电阻与输出端连接形成负反馈电路，所述第一反相放大器的同相输入端接地。


4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述信号放大电路包括第二反相放大器、第二反馈电阻、接地电阻和第一负载电阻，所述第二反相放大器的反相输入端连接至所述电流-电压转换电路的输出端，同时，所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：任明，王思云，夏昌杰，王彬，李信哲，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61