結(jié)構(gòu)

1. 集成式傳感系統(tǒng)架構(gòu)?

?1.1 本體傳感器復(fù)合配置?

傳感器類型技術(shù)特性物理參數(shù)非接觸超聲波- 中心頻率40kHz±5%

- 動(dòng)態(tài)范圍-6~68dBμV

- 聲壓靈敏度120dB SPL- 陶瓷振片直徑18mm

- 探測(cè)距離0.3-5m

- 指向性角度60°TEV傳感器- 帶寬3MHz（-3dB）

- 電場(chǎng)分辨率0.5V/m

- 最小檢測(cè)脈寬10ns- 感應(yīng)板面積50cm2

- 耦合電容100pF

- 抗干擾屏蔽層厚度1.2mm

?雙模協(xié)同檢測(cè)機(jī)制?：

通過數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）實(shí)現(xiàn)超聲波與TEV信號(hào)的時(shí)域同步分析，采用以下融合算法：

python

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# 信號(hào)融合核心邏輯（偽代碼）

def signal_fusion(us_data, tev_data):

us_weight = 0.6 if us_env_noise < 10dBμV else 0.3 # 動(dòng)態(tài)權(quán)重分配

tev_weight = 1 - us_weight

fused_signal = us_weight * wavelet_denoise(us_data) + tev_weight * fir_filter(tev_data)

return normalize(fused_signal, range=(-6, 68))

?2. 擴(kuò)展式檢測(cè)體系?

?2.1 傳感器接口規(guī)范?

• ?機(jī)械接口?
• 類型：4芯鍍金航空插頭（符合MIL-DTL-38999L標(biāo)準(zhǔn)）
• 插拔壽命：≥5000次
• 防護(hù)等級(jí)：IP67（防塵防水）
• ?電氣協(xié)議?
• mermaid
• Copy Code
• graph LR
• Power((+12V 500mA)) --> Sensor
• Sensor -->|I2C 400kHz| ID_EEPROM
• Sensor -->|Analog| PGA[可編程增益放大器]
• PGA --> ADC[24bit Σ-Δ ADC]

?2.2 典型外接傳感器參數(shù)?

參見產(chǎn)品配置清單表一選配部分，關(guān)鍵設(shè)備示例如下：

傳感器類型技術(shù)指標(biāo)適用場(chǎng)景GIS特高頻探頭檢測(cè)帶寬300MHz-1.5GHz

靈敏度-65dBm氣體絕緣開關(guān)設(shè)備電纜終端接觸式諧振頻率150kHz

耐壓AC 10kV/1min交聯(lián)聚乙烯電纜終端架空線路定向陣列波束寬度15°±2°

最大探測(cè)距離20m輸電線路電暈放電檢測(cè)

?3.1 電源管理系統(tǒng)?

• ?觸控開關(guān)特性?
• 電容式觸摸感應(yīng)（靈敏度±2pF）
• 開機(jī)響應(yīng)時(shí)間：<200ms
• 防水等級(jí)：IP65（可濕手操作）
• ?充電狀態(tài)指示?
• 指示燈C狀態(tài)電池電量充電電流紅色常亮<20%快充（2A）紅色呼吸20%-80%恒流（1A）綠色常亮≥80%涓流（0.2A）

?3.2 狀態(tài)監(jiān)測(cè)邏輯?

c

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// 狀態(tài)機(jī)偽代碼

switch(system_mode){

case MEASUREMENT:

if(PC_connected)

set_LED(S, GREEN, BLINK_1Hz);

else

set_LED(S, RED, BLINK_2Hz);

break;

case CHARGING:

set_LED(C, battery_level>80% ? GREEN : RED);

break;

}

?4. 超聲波檢測(cè)模式技術(shù)解析?

?4.1 信號(hào)處理鏈路?

mermaid

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flowchart TB

subgraph 超聲波信號(hào)鏈

A[40kHz陶瓷傳感器] --> B[前置放大器]

B --> C[帶通濾波 20-80kHz]

C --> D[對(duì)數(shù)檢波器]

D --> E[ADC采樣 100kSPS]

end

subgraph TEV信號(hào)鏈

F[電容耦合板] --> G[射頻放大器]

G --> H[1MHz高通濾波]

H --> I[峰值保持電路]

I --> E

end

?4.2 典型干擾抑制方案?

干擾源類型特征頻率抑制措施日光燈鎮(zhèn)流器20-40kHz開啟數(shù)字陷波濾波器（Q=50）超聲波驅(qū)鼠器25kHz/35kHz自適應(yīng)頻點(diǎn)屏蔽功能風(fēng)機(jī)振動(dòng)<20kHz高通濾波截止頻率提升至25kHz

?5. 操作規(guī)范與診斷策略?

?5.1 測(cè)量位置優(yōu)化?

• ?超聲波檢測(cè)?
• 優(yōu)先掃描區(qū)域：柜體接縫、絕緣子法蘭、電纜終端
• 有效探測(cè)角度：傳感器軸線與柜面夾角≤30°
• ?TEV檢測(cè)?
• 最佳耦合位置：接地母排連接點(diǎn)、柜門鉸鏈
• 表面要求：去除氧化層保證金屬接觸

?5.2 數(shù)據(jù)判據(jù)標(biāo)準(zhǔn)?

參數(shù)組合絕緣狀態(tài)判定建議措施dBμV≥30 & P/Cycle>50持續(xù)性電弧放電立即停運(yùn)檢修20≤dBμV<30 & 30≤P/Cycle≤50間歇性局部放電72小時(shí)內(nèi)復(fù)測(cè)dBμV<10 & P/Cycle<20背景噪聲主導(dǎo)更換檢測(cè)模式驗(yàn)證

?6. 音頻監(jiān)聽功能實(shí)現(xiàn)?

• ?聲學(xué)轉(zhuǎn)換特性?
• 頻率壓縮比：40kHz→3kHz（線性調(diào)頻轉(zhuǎn)換）
• 可聽化處理：
• matlab
• Copy Code
• [y,Fs] = audioread('ultrasound.wav');
• y_resampled = resample(y, 44100, 400000); % 采樣率轉(zhuǎn)換
• y_shifted = modulate(y_resampled, 1000, Fs_new, 'amdsb'); % 頻移處理
• ?耳機(jī)輸出參數(shù)?
• 輸出功率：10mW@32Ω
• 頻響范圍：200Hz-8kHz（±3dB）

TEV測(cè)量

如需使用內(nèi)置TEV傳感器測(cè)量開關(guān)柜局放，只需要點(diǎn)擊傳感器類型顯示區(qū)域中的圖標(biāo)即可切換至TEV傳感器模式，

內(nèi)置傳感器切換激活區(qū)域

內(nèi)置傳感器切換至內(nèi)置TEV傳感器

注意，點(diǎn)擊該區(qū)域只對(duì)內(nèi)置傳感器切換有效，在外接其他傳感器時(shí)此功能無效，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)所連接的傳感器類型自動(dòng)切換并展現(xiàn)傳感器圖標(biāo)，無需手動(dòng)選擇。

主機(jī)前端的TEV探頭為容性傳感器，高頻局部放電信號(hào)會(huì)在金屬柜體表面?zhèn)鞑?，頻率一般在3 ~ 100MHz之間，因此，在使用TEV測(cè)量柜體值時(shí)需要將TEV傳感器（也就是主機(jī)前端）與金屬柜體緊貼。

與超聲波測(cè)量方式一樣，武漢華頂電力測(cè)量柜體值前需要測(cè)量環(huán)境值，可以在金屬板、金屬門框等位置先測(cè)量環(huán)境值，然后將主機(jī)前端的TEV傳感器緊貼柜體測(cè)量出柜體值，通過判斷柜體值與環(huán)境值之間的差值來判斷開關(guān)柜的運(yùn)行狀況。

TEV測(cè)量模式下同樣需要參考脈沖計(jì)數(shù)值P/Cycle，脈沖數(shù)與幅值綜合衡量開關(guān)柜的健康程度。

當(dāng)環(huán)境值較大時(shí)需要找出干擾源，TEV的干擾源與超聲波不同，超聲波干擾一般僅局限于有限的空間，而TEV干擾則通過無線射頻影響整個(gè)空間，比如電焊機(jī)、變頻器、對(duì)講機(jī)、無線廣播站等，相比超聲波干擾，這類干擾信號(hào)有時(shí)很難避免或清除，所以當(dāng)檢測(cè)到環(huán)境（干擾）值較大時(shí)建議使用超聲波方式進(jìn)行測(cè)量。

對(duì)TEV測(cè)試數(shù)據(jù)可根據(jù)表三判斷，不同地區(qū)會(huì)略有出入，但相差不大。

高背景讀數(shù)，即大于 20dB

注意：背景讀數(shù)是指?jìng)鞲衅魑促N合至柜體時(shí)的讀數(shù)。

(a) 高水平噪聲可能會(huì)掩蓋開關(guān)柜內(nèi)的放電；

(b) 可能是由于外部的影響，應(yīng)盡可能消除外部干擾源后再重新測(cè)試，或使用局部放電監(jiān)測(cè)儀以識(shí)別開關(guān)柜中的任何放電。

開關(guān)柜和背景基準(zhǔn)的所有讀數(shù) ＜20dB。

無局放。每年一次重新檢查。

讀數(shù)為 20~29dB

設(shè)備有輕微局放

讀數(shù)為 29~40dB

設(shè)備有中等局放，應(yīng)匯報(bào)班組或?qū)Ｘ?zé)，縮短巡視周期

讀數(shù)為 40~50dB

設(shè)備存在嚴(yán)重局放，應(yīng)匯報(bào)班組或?qū)Ｘ?zé)，縮短巡視周期，有停電機(jī)會(huì)時(shí)應(yīng)檢查局放來源。

讀數(shù)為 50~60dB

設(shè)備存在嚴(yán)重局放，應(yīng)匯報(bào)班組或?qū)Ｘ?zé)，縮短巡視周期，盡早停電檢修

開關(guān)柜讀數(shù)比背景水平高10dB,且讀數(shù)大于20dB絕對(duì)值,亦即是比背景高 20dB

很有可能在開關(guān)柜內(nèi)有內(nèi)部放電活動(dòng)。建議用局部放電定位器或局部放電監(jiān)測(cè)儀作進(jìn)一步的檢查。

以上講述的是針對(duì)開關(guān)柜的操作規(guī)范，通過讀數(shù)來判斷開關(guān)柜的絕緣程度，也可以通過圖譜來分析開關(guān)柜的運(yùn)行狀況，根據(jù)圖譜能更加全面的了解設(shè)備的絕緣狀況，如局部放電產(chǎn)生的相位、放電脈沖群的數(shù)量等，圖譜分析法適合于所有高壓設(shè)備，包括開關(guān)柜，以下詳細(xì)介紹HDJF-5A的圖譜功能。