基于超声波的局部放电检测仪的研制

摘要

电气设备是电力系统的重要设备，电力传输线是电力系统的脉搏，对电气设备、电力电缆工作状态进行检测和故障诊断，及时发现电气设备和电力电缆的事故隐患，避免事故的发生，对提高电气设备运行的安全可靠性，具有十分重要的意义。随着电压等级的不断提高，在高电压、高电场的作用下，电气设备和电力传输线路的某些绝缘薄弱环节会发生局部放电。因此研制一种局部放电检测仪器来实现对电气设备、电力电缆的在线检测具一定的现实意义。本课题就是基于这种需求而提出的。
　　 本文对基于超声波的局部放电检测仪进行了系统的研究和设计，该仪器具有体积小，使用方便、便携的特点。
　　 该放电检测仪以STC89C52单片机为核心，可以实现局部放电的检测、高速数据的采集和存储、放电报警，放电强度显示，与上位计算机通讯等功能。在硬件设计方面，本课题使用了模块化设计的思路。首先根据局部放电的发声机理和超声波的特点及其传播规律选择了合适的超声波传感器；为保证检测仪使用的安全可靠，设计了光电隔离模块电路，用光纤传输的方法实现了强弱电的电气隔离；模拟信号预处理单元中设计了放大电路、带通滤波电路、采样触发电路；高速数据采集模块中设计了高速数据采集和存储电路，由于单片机速度远远赶不上AD采样的速度，用硬件设计了20位地址发生器，来完成对高速数据的存储；同时系统中还设计了放电显示、报警电路以及复位电路；系统与上位机的通信采用RS485通讯接口形式，保证了上位机与下位机之间的通讯距离和抗干扰性；为了分析超声波信号与放电之间的关系，消除噪声干扰，准确提取局部放电脉冲信号，文中介绍了利用小波变换提取放电信号的方法；最后本文对局部放电检测仪的研究提出了一些展望，从几个方面提出了对系统做进一步的研究和改进的方法思路。
　　 该局部放电检测仪能够快速方便的在线检测出电气设备和电力传输线是否存在局部放电现象，并能对局部放电信号进行数据采集和处理，从而大大缩短停电时间和节约检修费用，具有很好的应用前景。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 引言

2 超声波传感器及光电隔离模块电路设计

3 模拟信号预处理单元和采样触发电路的设计与实现

4 高速数据采集模块

5 单片机及外围电路设计

6 小波变换去噪的研究

7 结论与展望

参考文献

在读期间发表的学术论文

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致 谢