一种高频电磁脉冲瞬变时间在线监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高频电磁脉冲瞬变时间在线监测系统及方法，涉及电气系统状态监测技术领域，该系统包括：设置在被测设备与负载之间的高频电磁脉冲陡沿时间在线监测装置，且高频电磁脉冲陡沿时间在线监测装置通过非接触方式套装在所述被测设备的输出端；所述高频电磁脉冲陡沿时间在线监测装置包括高频振荡电流传感器和瞬变时间检测单元；所述高频振荡电流传感器，用于从所述被测设备输出的电流中提取高频振荡电流信号；所述瞬变时间检测单元，用于对所述高频振荡电流信号进行处理，以确定高频电磁脉冲瞬变时间。本发明专利技术能够达到实施简便、安全性高及检测高效等目的。安全性高及检测高效等目的。安全性高及检测高效等目的。

【技术实现步骤摘要】
一种高频电磁脉冲瞬变时间在线监测系统及方法


[0001]本专利技术涉及电气系统状态
，特别是涉及一种高频电磁脉冲瞬变时间在线监测系统及方法。

技术介绍

[0002]在许多工程场合中，电磁能量突变会引起高频电磁脉冲，如雷击放电、电气设备局部放电等。高频电磁脉冲瞬变时间是指电磁脉冲功率从零增加到最大值的时间，可直接反映电磁能量突变的关键状态信息。因此，在线监测高频电磁脉冲瞬变时间对电气系统特性分析、优化设计、安全保护、故障预警以及健康管理均具有重要意义。
[0003]目前工程上通常采用高带宽的高压差分电压探头和高速数字示波器对高频电磁脉冲电压的陡沿时间进行测量，以获得电磁脉冲瞬变时间信息。然而受安全性与复杂性的限制，现有技术很难直接进行电气系统在线监测。在安全性方面，现有技术需要对被测设备或被测器件产生的高频电磁脉冲电压信号进行直接测量，实际上电气系统往往工作在高压、大电流以及高速开关等恶劣的电磁环境中，采用传感器直接测量电压信号可能存在安全隐患。在复杂性方面，电气系统往往存在多个器件，如由多个光伏板组成的组串式光伏发电系统以及由几十甚至上百颗电力电子器件组成的多电平变流器，为每个器件安装一套脉冲电压陡沿检测装置无疑会增加电气系统的复杂性与成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种高频电磁脉冲瞬变时间在线监测系统及方法，以达到实施简便、安全性高及检测高效等目的。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种高频电磁脉冲瞬变时间在线监测系统，包括：设置在被测设备与负载之间的高频电磁脉冲陡沿时间在线监测装置，且高频电磁脉冲陡沿时间在线监测装置通过非接触方式套装在所述被测设备的输出端；
[0007]所述高频电磁脉冲陡沿时间在线监测装置包括高频振荡电流传感器和瞬变时间检测单元；
[0008]所述高频振荡电流传感器，用于从所述被测设备输出的电流中提取高频振荡电流信号；
[0009]所述瞬变时间检测单元，用于对所述高频振荡电流信号进行处理，以确定高频电磁脉冲瞬变时间。
[0010]可选的，所述瞬变时间检测单元包括信号调理器件、拐点时刻检测器件以及时间测量器件；
[0011]所述信号调理器件，用于对所述高频振荡电流信号进行滤波和幅值匹配处理，得到高频振荡电流调理信号；
[0012]所述拐点时刻检测器件，用于基于所述高频振荡电流调理信号，确定第一拐点时
刻和第二拐点时刻；其中，所述第一拐点时刻小于所述第二拐点时刻；
[0013]所述时间测量器件，用于将所述第二拐点时刻与所述第一拐点时刻的差值确定为高频电磁脉冲瞬变时间。
[0014]可选的，所述拐点时刻检测器件，用于：
[0015]对所述高频振荡电流调理信号进行微分，得到高频振荡电流微分分量；
[0016]基于所述高频振荡电流微分分量，利用拐点时刻微分突变特征和边沿检测技术，确定第一拐点时刻和第二拐点时刻。
[0017]可选的，所述拐点时刻检测器件，用于：
[0018]将所述高频振荡电流调理信号与设定阈值进行比较，并当所述高频振荡电流调理信号的幅值小于所述设定阈值时，利用边沿检测技术，确定第一拐点时刻和第二拐点时刻。
[0019]可选的，还包括：后台控制端；
[0020]所述后台控制端，用于记录、分析并显示所述被测设备的高频电磁脉冲瞬变时间。
[0021]一种高频电磁脉冲瞬变时间在线监测方法，包括：
[0022]通过非接触方式，利用高频振荡电流传感器从被测设备输出的电流中提取高频振荡电流信号；
[0023]对所述高频振荡电流信号进行处理，以确定高频电磁脉冲瞬变时间。
[0024]可选的，所述对所述高频振荡电流信号进行处理，以确定高频电磁脉冲瞬变时间，具体包括：
[0025]对所述高频振荡电流信号进行滤波和幅值匹配处理，得到高频振荡电流调理信号；
[0026]基于所述高频振荡电流调理信号，确定第一拐点时刻和第二拐点时刻；其中，所述第一拐点时刻小于所述第二拐点时刻；
[0027]将所述第二拐点时刻与所述第一拐点时刻的差值确定为高频电磁脉冲瞬变时间。
[0028]可选的，所述基于所述高频振荡电流调理信号，确定第一拐点时刻和第二拐点时刻，具体包括：
[0029]对所述高频振荡电流调理信号进行微分，得到高频振荡电流微分分量；
[0030]基于所述高频振荡电流微分分量，利用拐点时刻微分突变特征和边沿检测技术，确定第一拐点时刻和第二拐点时刻。
[0031]可选的，所述基于所述高频振荡电流调理信号，确定第一拐点时刻和第二拐点时刻，具体包括：
[0032]将所述高频振荡电流调理信号与设定阈值进行比较，并当所述高频振荡电流调理信号的幅值小于所述设定阈值时，利用边沿检测技术，确定第一拐点时刻和第二拐点时刻。
[0033]可选的，还包括：通过后台控制端记录、分析并显示所述被测设备的高频电磁脉冲瞬变时间。
[0034]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0035]1)实施简便：在被测设备输出端对高频电磁脉冲瞬变时间进行测量，可有效降低在线监测系统对空间布局和电磁兼容性能的要求，便于工程实施。
[0036]2)安全性高：通过非接触方式从被测设备输出的电流中提取高频振荡电流信号，进而测量高频脉冲瞬变时间，电气安全性好且对系统正常运行无影响。
[0037]3)检测效率高：仅通过一套系统就能从输出电流中获取被测设备中所有器件产生的高频电磁脉冲的瞬变时间，可有效降低在线监测的复杂性和成本。
附图说明
[0038]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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0039]图1为本专利技术高频电磁脉冲瞬变过程示意图；
[0040]图2为本专利技术高频电磁脉冲瞬变时间在线监测系统的结构示意图；
[0041]图3为本专利技术高频电磁脉冲瞬变时间在线监测方法的流程示意图；
[0042]图4为本专利技术高频电磁脉冲瞬变时间在线监测整体流程图；
[0043]图5为本专利技术拐点时刻微分检测原理示意图；
[0044]图6为本专利技术拐点时刻比较检测原理示意图；
[0045]图7为本专利技术了一种变频器高频电磁脉冲瞬变时间在线监测系统的结构示意图；
[0046]图8为本专利技术变频器IGBT管压降与输出电流实验波形图；
[0047]图9为本专利技术IGBT关断过程中的管压降与变频器开关高频振荡电流放大图；
[0048]图10为本专利技术不同方法测得的在关断过程中IGBT开关时间对比图。
具体实施方式
[0049]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高频电磁脉冲瞬变时间在线监测系统，其特征在于，包括：设置在被测设备与负载之间的高频电磁脉冲陡沿时间在线监测装置，且高频电磁脉冲陡沿时间在线监测装置通过非接触方式套装在所述被测设备的输出端；所述高频电磁脉冲陡沿时间在线监测装置包括高频振荡电流传感器和瞬变时间检测单元；所述高频振荡电流传感器，用于从所述被测设备输出的电流中提取高频振荡电流信号；所述瞬变时间检测单元，用于对所述高频振荡电流信号进行处理，以确定高频电磁脉冲瞬变时间。2.根据权利要求1所述的一种高频电磁脉冲瞬变时间在线监测系统，其特征在于，所述瞬变时间检测单元包括信号调理器件、拐点时刻检测器件以及时间测量器件；所述信号调理器件，用于对所述高频振荡电流信号进行滤波和幅值匹配处理，得到高频振荡电流调理信号；所述拐点时刻检测器件，用于基于所述高频振荡电流调理信号，确定第一拐点时刻和第二拐点时刻；其中，所述第一拐点时刻小于所述第二拐点时刻；所述时间测量器件，用于将所述第二拐点时刻与所述第一拐点时刻的差值确定为高频电磁脉冲瞬变时间。3.根据权利要求2所述的一种高频电磁脉冲瞬变时间在线监测系统，其特征在于，所述拐点时刻检测器件，用于：对所述高频振荡电流调理信号进行微分，得到高频振荡电流微分分量；基于所述高频振荡电流微分分量，利用拐点时刻微分突变特征和边沿检测技术，确定第一拐点时刻和第二拐点时刻。4.根据权利要求2所述的一种高频电磁脉冲瞬变时间在线监测系统，其特征在于，所述拐点时刻检测器件，用于：将所述高频振荡电流调理信号与设定阈值进行比较，并当所述高频振荡电流调理信号的幅值小于所述设定阈值时，利用边沿检测技术，确定第一拐点时刻和第二拐点时刻。5.根据权利要求1所述的一种高频电磁脉冲瞬变时间在线监测系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晖，王钰，宋澜，
申请(专利权)人：阆芯上海电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：