[導(dǎo)讀]根據(jù)IEC60270標(biāo)準(zhǔn)，局部放電(PD)是兩個(gè)存在間隙的導(dǎo)電電極之間的部分絕緣區(qū)域發(fā)生的放電。局部放電被廣泛認(rèn)為是電網(wǎng)內(nèi)的電氣資產(chǎn)絕緣老化的最佳預(yù)警指示。發(fā)生局部放電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生具有較寬頻率范圍的信號(hào)，因此有4種針對(duì)不同頻率范圍的局部放電檢測(cè)技術(shù)。超聲波檢測(cè)技術(shù)針對(duì)20kHz至~...
根據(jù)IEC 60270標(biāo)準(zhǔn)，局部放電(PD)是兩個(gè)存在間隙的導(dǎo)電電極之間的部分絕緣區(qū)域發(fā)生的放電。局部放電被廣泛認(rèn)為是電網(wǎng)內(nèi)的電氣資產(chǎn)絕緣老化的最佳預(yù)警指示。
發(fā)生局部放電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生具有較寬頻率范圍的信號(hào)，因此有4種針對(duì)不同頻率范圍的局部放電檢測(cè)技術(shù)。超聲波檢測(cè)技術(shù)針對(duì)20 kHz至~200 kHz頻率范圍，高頻電流互感器(HFCT)檢測(cè)技術(shù)針對(duì)3 MHz至~30 MHz頻率范圍，瞬態(tài)接地電壓(TEV)檢測(cè)技術(shù)針對(duì)3 MHz至~100 MHz頻率范圍，超高頻率(UHF)檢測(cè)技術(shù)針對(duì)300 MHz至~1500 MHz頻率范圍。UHF檢測(cè)技術(shù)具有高檢測(cè)靈敏度，廣泛用于氣體絕緣開(kāi)關(guān)設(shè)備(GIS)、變壓器和環(huán)網(wǎng)柜(RMU)的局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中。
局部放電信號(hào)分析
根據(jù)Q/GDW11282-2014標(biāo)準(zhǔn)"氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備的局部放電UHF耦合器現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)規(guī)范"第7.1節(jié)，標(biāo)準(zhǔn)PD信號(hào)發(fā)生器可以產(chǎn)生以下PD脈沖信號(hào)特性：脈沖上升時(shí)間不超過(guò)300 ps，脈沖寬度在10 ns和500 ns之間。然后，利用該信息在Python中構(gòu)建PD仿真器信號(hào)。上升時(shí)間為300 ps，下降時(shí)間為10 ns。脈沖信號(hào)峰值幅度為100 mV，峰峰值噪聲為10 mV。采樣速率為10 GSPS，采樣時(shí)間為10 μs。將脈沖置于采樣時(shí)間中間，上升波形和下降波形均進(jìn)行線性擬合。
仿真的PD信號(hào)時(shí)域波形如圖1所示，頻域波形如圖2所示。根據(jù)圖2，能量最高的PD信號(hào)在1 GHz以下的頻率范圍內(nèi)。脈沖上升時(shí)間低于300 ps時(shí)，更多能量分布在更高的頻率范圍內(nèi)。
在現(xiàn)代復(fù)雜的電磁環(huán)境中，UHF PD之間有很多工作頻率在300 MHz至1500 MHz之間的無(wú)線干擾信號(hào)。為了消除這種干擾，客戶(hù)一般會(huì)選擇300 MHz至1.5 GHz之間的子頻段來(lái)捕捉PD脈沖。正常情況下，約900 MHz左右的GSM的無(wú)線通信信號(hào)將會(huì)是最大的干擾信號(hào)。解決此問(wèn)題的一種方法是采用帶阻濾波器(BRF)來(lái)抑制800 MHz至1000 MHz的信號(hào)。典型的子頻段劃分方案如表1所示。當(dāng)然，子頻段劃分是靈活的，客戶(hù)可以根據(jù)實(shí)際的電磁環(huán)境進(jìn)行調(diào)整。
表1. 典型的UHF PD子頻段劃分方案
根據(jù)表1中的子頻段劃分，我們只保留圖2所示的PD信號(hào)頻譜的對(duì)應(yīng)能量譜分量，然后執(zhí)行快速傅里葉逆變換(IFFT)來(lái)研究在對(duì)應(yīng)的濾波之后，時(shí)域波形會(huì)是什么樣子。濾波后的時(shí)域波形如圖3所示。根據(jù)圖3，在濾波之后，PD脈沖峰值會(huì)下降。濾波之后，PD脈沖上升時(shí)間會(huì)增加，下降時(shí)間會(huì)減少。濾波之后，在所有波形中，全頻段具有最大峰值，之后是帶阻頻段和低通頻段。高通頻段的峰值最小，但仍可捕捉到PD脈沖。
使用ADI信號(hào)鏈的UHF PD檢測(cè)RF前端
可以使用ADI信號(hào)鏈開(kāi)發(fā)帶4個(gè)通道的UHF PD檢測(cè)RF前端板。其中一個(gè)通道的框圖如圖4所示,整個(gè)電路板的前視圖如圖5所示。 
這個(gè)前端的第一級(jí)是射頻增益模塊 ADL5611 。ADL5611具有2.1 dB低噪聲系數(shù)(NF)和21 dBm高P1dB，可提供高動(dòng)態(tài)范圍。ADL5611具有22 dB增益，在300 MHz至1500 Mhz UHF PD工作頻率內(nèi)其增益極為平坦，具有低于0.4 dB的增益紋波。所有這些特性使得ADL5611非常適合UHF PD檢測(cè)應(yīng)用。
第二級(jí)是基于電感電容的300 MHz至1500 MHz的帶通濾波器(BPF)，該濾波器提供帶外干擾抑制。
第三級(jí)使用兩個(gè)單刀四擲(SP4T)射頻開(kāi)關(guān) HMC7992 來(lái)實(shí)現(xiàn)頻段選擇 電路。第1條RF路徑是直流至800 MHz低通路徑，第2條RF路徑是1 GHz高通路徑，第3條路徑是800 MHz至1 GHz的帶阻路徑，第4條路徑為直通路徑。根據(jù)不同的RF路徑選擇，客戶(hù)可以選擇不同的RF頻段，在沒(méi)有干擾或干擾最小的頻段內(nèi)捕捉PD脈沖。HMC7992具有0.6 dB低插入損耗、45 dB高隔離度和33 dBm的高P0.1dB。
第4級(jí)是一個(gè)300 MHz至1500 MHz BPF，這與第2階段使用的BPF相同，可以進(jìn)一步提供帶外干擾抑制。
最后一級(jí)是RF對(duì)數(shù)檢波器 ADL5513，它將UHF PD信號(hào)轉(zhuǎn)化為幾十MHz的低頻信號(hào)。所以，可以使用采樣速率為40 MSPS或65 MSPS的ADC將模擬PD信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。對(duì)于PD檢測(cè)應(yīng)用，所需的RF檢波器主要特性為響應(yīng)時(shí)間和動(dòng)態(tài)范圍。ADL5513具有低至20 ns的響應(yīng)時(shí)間和高至80 dB的動(dòng)態(tài)范圍，所以非常適合用于PD檢測(cè)應(yīng)用。RF對(duì)數(shù)檢波器 AD8318 也適用于PD檢測(cè)應(yīng)用。與ADL5513相比，它的響應(yīng)時(shí)間更快，但動(dòng)態(tài)范圍稍小。
測(cè)試結(jié)果
對(duì)該板的關(guān)鍵性能進(jìn)行了測(cè)試，圖6至圖8為屏幕截圖。
圖6顯示的是從第一級(jí)輸入到最后一級(jí)ADL5513的輸入端口，設(shè)置在直通路徑上的S參數(shù)。圖中顯示，從300 MHz至1500 Mhz全頻段，增益約為14 dB，增益平坦度優(yōu)于2 dB，輸入回波損耗優(yōu)于–8 dB。
在直通路徑下的S參數(shù)。
圖7顯示的是在PD工作的中心頻點(diǎn)900MHz，輸出電壓與輸入連續(xù)波信號(hào)的功率的響應(yīng)曲線。使用輸入功率測(cè)量了兩個(gè)通道。根據(jù)測(cè)試結(jié)果，在–75 dBm至–5 dBm輸入功率范圍內(nèi)，整個(gè)信號(hào)鏈具有線性響應(yīng)。通道間的性能一致性也非常好。
圖8為輸入900 MHz連續(xù)波信號(hào)脈沖時(shí)測(cè)得的輸出波形。信號(hào)功率為–75 dBm，脈沖寬度為5 μs，脈沖周期為10 μs。根據(jù)該波形，當(dāng)信號(hào)功率低至–75 dBm時(shí)，輸出信號(hào)的信噪比仍然相當(dāng)可觀。
結(jié)論
本文展示了如何使用ADI信號(hào)鏈來(lái)構(gòu)建UHF PD檢測(cè)板。這個(gè)完整的參考設(shè)計(jì)允許用戶(hù)靈活選擇不同頻段，以消除復(fù)雜電磁環(huán)境中的干擾。它還符合中國(guó)Q/GDW11059.8-2013標(biāo)準(zhǔn)的要求。
原文轉(zhuǎn)自亞德諾半導(dǎo)體
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摘要:高壓設(shè)備絕緣故障常伴隨局部放電的發(fā)生,因此局放檢測(cè)成為判斷設(shè)備絕緣狀況的重要手段?，F(xiàn)提出一種手持式局部放電檢測(cè)裝置,從整體應(yīng)用到具體架構(gòu)對(duì)裝置進(jìn)行了描述,該裝置集中了四種不同的局放檢測(cè)方法,可實(shí)現(xiàn)多種電氣設(shè)備的局部...
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局部放電
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信號(hào)調(diào)理單元
摘要:現(xiàn)場(chǎng)制作電纜接頭時(shí)易產(chǎn)生缺陷,造成電纜后期運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)擊穿故障,據(jù)此對(duì)電纜接頭制作過(guò)程中易發(fā)生的幾種缺陷進(jìn)行了模擬試驗(yàn),通過(guò)對(duì)比內(nèi)置式局部放電監(jiān)測(cè)和實(shí)驗(yàn)室局放儀檢測(cè)的局放量來(lái)驗(yàn)證放電情況,為防止后期現(xiàn)場(chǎng)制作電纜接...
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局部放電
起始放電電壓
放電量
摘要:以鍋爐高溫管屏安全性在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為研究對(duì)象,對(duì)華電可門(mén)電廠600MW超臨界鍋爐壁溫報(bào)警值優(yōu)化及壁溫測(cè)點(diǎn)異常判斷等兩個(gè)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了詳實(shí)分析。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在超臨界鍋爐上的開(kāi)發(fā)應(yīng)用,在為完善和優(yōu)化鍋爐設(shè)計(jì),提高主、再汽...
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摘要:傳統(tǒng)手持式人工巡檢存在的運(yùn)維人員勞動(dòng)強(qiáng)度大、設(shè)備狀態(tài)識(shí)別不標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題逐漸暴露,變電站巡檢機(jī)器人搭載紫外成像設(shè)備進(jìn)行變電站設(shè)備局部放電檢測(cè)遂被提出。以變電站巡檢機(jī)器人為載體,設(shè)計(jì)基于機(jī)器人的紫外電暈檢測(cè)系統(tǒng),通過(guò)同類(lèi)...
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摘要：為了設(shè)計(jì)讀取GB/T29768-2013標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽的讀寫(xiě)器，對(duì)ISO18000-6C和GB/T29768-2013兩種標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比分析，給出了影響讀寫(xiě)器設(shè)計(jì)性能的若干問(wèn)題以及有針對(duì)性的FPGA解決辦法...
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超高頻讀寫(xiě)器
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摘 要：給出了一種車(chē)聯(lián)網(wǎng)中RFID超高頻讀寫(xiě)器的可靠組網(wǎng)方法及其傳輸策略。解決了現(xiàn)有超高頻讀寫(xiě)器星型組網(wǎng)成本 高、鏈型組網(wǎng)缺少冗余保護(hù)、GPRS傳輸受限于無(wú)線環(huán)境等問(wèn)題，同時(shí)有利于提高交通公路車(chē)輛監(jiān)控的可靠性。
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讀寫(xiě)器
車(chē)聯(lián)網(wǎng)
光纖
GPRS
根據(jù)IEC60270標(biāo)準(zhǔn)，局部放電(PD)是兩個(gè)存在間隙的導(dǎo)電電極之間的部分絕緣區(qū)域發(fā)生的放電。局部放電被廣泛認(rèn)為是電網(wǎng)內(nèi)的電氣資產(chǎn)絕緣老化的最佳預(yù)警指示。發(fā)生局部放電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生具有較寬頻率范圍的信號(hào)，因此有4種針對(duì)不同...
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UHF
在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
局部放電
相信很多人都沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)局部放電這個(gè)詞，那么究竟什么是局部放電呢?它有什么危害呢?局部放電現(xiàn)象，主要指的是高壓電氣設(shè)備。電力設(shè)備絕緣在足夠強(qiáng)的電場(chǎng)作用下局部范圍內(nèi)發(fā)生的放電。這種放電以?xún)H造成導(dǎo)體間的絕緣局部短(路橋)接而不形...
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電力設(shè)備
局部放電
絕緣
水位是指自由水面相對(duì)于某一基面的高程，水面離河底的距離稱(chēng)水深。計(jì)算水位所用基面可以是以某處特征海平面高程作為零點(diǎn)水準(zhǔn)基面，稱(chēng)為絕對(duì)基面，常用的是黃?；?；也可以用特定點(diǎn)高程作為參證計(jì)算水位的零點(diǎn)
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在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
水位監(jiān)測(cè)
局部放電測(cè)量原理及局部放電對(duì)電力設(shè)備的影響一、什么是局部放電試驗(yàn)？
該數(shù)字局部放電檢測(cè)系統(tǒng)能感測(cè)出運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備故障、振動(dòng)、泄漏及電氣局部放電所產(chǎn)生的高頻信號(hào)。數(shù)字局部放電測(cè)試儀使用獨(dú)特外差法將這些訊號(hào)轉(zhuǎn)換
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局部放電
測(cè)量原理
一、簡(jiǎn)介
廣義的電磁干擾除了包括與局放信號(hào)一起通過(guò)電流傳感器進(jìn)入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的干擾以外，還包括影響監(jiān)測(cè)系統(tǒng)本身的干擾，諸如接地、屏蔽、以及電路處理不當(dāng)所造成的干擾
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變壓器
局部放電
電源技術(shù)解析
電磁干擾
定向耦合法
近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展和人民生活水平的提高，對(duì)供電可靠性的要求也愈來(lái)愈高，而作為電力系統(tǒng)中主要設(shè)備之一的電力變壓器的局部放電檢測(cè)也受到了電力行業(yè)越來(lái)越多
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光輻射
局部放電
電力變壓器
電源技術(shù)解析
由于交流市電在供應(yīng)的過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)停電、電壓下陷上涌、持續(xù)欠壓過(guò)壓以及頻率波動(dòng)等不確定的干擾因素，這些因素會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)運(yùn)行造成影響，甚至對(duì)處于運(yùn)行狀態(tài)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器造成損壞。各個(gè)企業(yè)在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)
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LabVIEW
在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
蓄電池
近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展和人民生活水平的提高，對(duì)供電可靠性的要求也愈來(lái)愈高，而作為電力系統(tǒng)中主要設(shè)備之一的電力變壓器的局部放電檢測(cè)也受到了電力行業(yè)越來(lái)越多的重視。如果變壓器出現(xiàn)局部放
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局部放電
檢測(cè)方法
電力變壓器
0 引言
電氣設(shè)備檢修技術(shù)的發(fā)展大致可以分為三個(gè)階段，即故障檢修、定期檢修、狀態(tài)檢修。狀態(tài)檢修是以可靠性為中心的檢修，并逐步取代以往的定期預(yù)防性檢修，它是根據(jù)設(shè)備的狀態(tài)而執(zhí)行的預(yù)防性作業(yè)。
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局部放電
電力電纜
在線檢測(cè)技術(shù)
本文利用虛擬儀器技術(shù)設(shè)計(jì)了一個(gè)新型的污水在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以通過(guò)無(wú)線技術(shù)把遠(yuǎn)處的傳感器數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)中心，然后再進(jìn)行綜合分析，得出科學(xué)、實(shí)時(shí)的水質(zhì)信息，為污水治理、環(huán)境監(jiān)測(cè)起到了極大
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在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
虛擬儀器
污水
摘要：蓄電池是UPS系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)蓄電池進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握蓄電池的健康狀態(tài)，對(duì)提高UPS系統(tǒng)的可靠性具有重要意義。本文設(shè)計(jì)了一種基于ARM的蓄電池在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
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UPS
蓄電池
在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
BSP
電力行業(yè)是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的基礎(chǔ)性行業(yè)。隨著全球資源環(huán)境壓力的不斷增大、電力市場(chǎng)化進(jìn)程的不斷深入，可再生能源等分布式發(fā)電單元的數(shù)量不斷增加，用戶(hù)對(duì)電能質(zhì)量要求的不斷提升，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)難以滿(mǎn)足社會(huì)發(fā)展需求，
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在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
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ADI
控制處理模塊是UHF RFID讀寫(xiě)器電路的一個(gè)重要組成部分，該模塊電路的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)是當(dāng)前UHFRFID系統(tǒng)一個(gè)研究的熱點(diǎn)?；诖?，對(duì)UHF RFID系統(tǒng)讀寫(xiě)器的控制處理模塊電路的組成結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)方式，特別是微處理器的選用進(jìn)...
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UHF
控制
讀寫(xiě)器
硬件設(shè)計(jì)
目前，高壓開(kāi)關(guān)柜已廣泛用于各類(lèi)企業(yè)變電站、電力行業(yè)等，是電力系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。然而由于環(huán)境中濕氣、高溫、放電、氧化等等的因素，造成開(kāi)關(guān)柜內(nèi)電氣元件絕緣劣化、最終以局部放電的形式表現(xiàn)且加劇絕
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局部放電
高壓開(kāi)關(guān)柜
超聲
共軛梯度法
