一種用于檢測(cè)高壓設(shè)備局部放電的校準(zhǔn)脈沖的產(chǎn)生裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種高壓電力設(shè)備局部放電校準(zhǔn)脈沖產(chǎn)生裝置，屬于高壓設(shè)備監(jiān)測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。通過(guò)外接端口設(shè)定校準(zhǔn)脈沖的幅值和重復(fù)頻率。由微控制器讀取設(shè)定的校準(zhǔn)脈沖的幅值，轉(zhuǎn)化為內(nèi)部的對(duì)應(yīng)設(shè)定值。根據(jù)該設(shè)定值，微控制器控制數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出對(duì)應(yīng)的低壓直流模擬信號(hào)，并經(jīng)過(guò)精密放大器將其放大為高壓直流模擬信號(hào)。微控制器產(chǎn)生控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)高速開(kāi)關(guān)，將高壓直流信號(hào)輸出特定的寬度后快速關(guān)閉，從而產(chǎn)生局部放電校準(zhǔn)用脈沖。輸出脈沖的時(shí)刻由微控制器根據(jù)參考信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)進(jìn)行控制。本裝置大大提高了校準(zhǔn)脈沖的陡度，擴(kuò)大了脈沖幅度的輸出范圍，可以在高壓電力設(shè)備的局部放電離線測(cè)量、帶電檢測(cè)、在線監(jiān)測(cè)以及故障診斷方面發(fā)揮重要作用。
【專利說(shuō)明】—種用于檢測(cè)高壓設(shè)備局部放電的校準(zhǔn)脈沖的產(chǎn)生裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型及一種用于檢測(cè)高壓設(shè)備局部放電的校準(zhǔn)脈沖的產(chǎn)生裝置，特別是涉及一種具有陡脈沖前沿并且具有與參考電壓同步功能的高壓電力設(shè)備局部放電校準(zhǔn)脈沖產(chǎn)生方法，屬于高壓設(shè)備監(jiān)測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓電力設(shè)備絕緣中的某些薄弱部位在高電場(chǎng)作用下發(fā)生局部放電是高壓絕緣中普遍存在的問(wèn)題，在一定條件下，將導(dǎo)致絕緣的劣化，甚至擊穿。及時(shí)地檢測(cè)出設(shè)備存在的局部放電，并且對(duì)局部放電強(qiáng)度進(jìn)行準(zhǔn)確地定量，將有助于發(fā)現(xiàn)潛伏性的故障，避免突發(fā)事故的發(fā)生。
[0003]局部放電測(cè)量中廣泛使用的是脈沖電流法，目前IEC標(biāo)準(zhǔn)IEC60270和中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7354中對(duì)寬帶局部放電測(cè)試儀所推薦的上限頻率為:f2 ( 500kHz，下限頻率為30kHz ^ fi ^ IOOkHz。由于所采用的檢測(cè)頻帶較窄，主要測(cè)量參數(shù)為放電脈沖的幅度和所對(duì)應(yīng)的工頻相位。近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的寬帶脈沖電流法將檢測(cè)頻帶的上限擴(kuò)展到數(shù)十MHz，數(shù)字系統(tǒng)的采樣率擴(kuò)展到IOOMHz甚至更高，使得獲取放電脈沖的原始波形成為可能。由此發(fā)展起來(lái)了寬帶脈沖電流法，并逐漸得到了廣泛的應(yīng)用。
[0004]寬帶脈沖電流法要求校準(zhǔn)脈沖具有更陡的前沿，傳統(tǒng)脈沖電流法的IOOns的前沿時(shí)間已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求。除此之外，對(duì)大型電力設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)局部放電檢測(cè)時(shí)需要可調(diào)范圍更大的校準(zhǔn)脈沖 。而目前的脈沖校準(zhǔn)發(fā)生器難以滿足要求，經(jīng)常導(dǎo)致校準(zhǔn)準(zhǔn)確度降低或者在強(qiáng)干擾下根本無(wú)法校準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是提出一種用于檢測(cè)高壓設(shè)備局部放電的校準(zhǔn)脈沖的產(chǎn)生裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，以產(chǎn)生具有IOns前沿時(shí)間，可調(diào)范圍在10pC-3000pC，并且輸出校準(zhǔn)脈沖的相位可以與參考電壓進(jìn)行同步的新型放電校準(zhǔn)脈沖。
[0006]本實(shí)用新型提出的用于檢測(cè)高壓電力設(shè)備局部放電的校準(zhǔn)脈沖的產(chǎn)生裝置，包括:
[0007]按鍵，用于設(shè)定校準(zhǔn)脈沖的幅值和輸出重復(fù)頻率以及相對(duì)參考信號(hào)的起始相位；
[0008]整形電路，用于將外接同步參考信號(hào)的正弦波整形為與該信號(hào)頻率相同的方波信號(hào);
[0009]微控制器，用于讀取上述設(shè)定的校準(zhǔn)脈沖的幅值，并將該幅值通過(guò)信號(hào)線傳送到數(shù)模轉(zhuǎn)換器，并檢測(cè)上述方波信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)，以該過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻為起點(diǎn)，經(jīng)時(shí)刻At后輸出一個(gè)控制脈沖，或檢測(cè)該方波信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)，并計(jì)算出該方波的頻率f和周期T ;讀取上述設(shè)定的校準(zhǔn)脈沖相對(duì)于同步參考信號(hào)的起始相位，根據(jù)起始相位Φ和方波的頻率f，得到校準(zhǔn)脈沖的輸出時(shí)刻AtO ;所述的微控制器與按鍵和整形電路相連；
[0010]數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于將接收的校準(zhǔn)脈沖的幅值進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，得到低壓直流模擬信號(hào)，并將該低壓直流模擬信傳輸至放大驅(qū)動(dòng)器，所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換器與為處理器相連；
[0011]放大驅(qū)動(dòng)器，用于將接收的低壓直流模擬信號(hào)進(jìn)行放大成為高壓直流模擬信號(hào)，放大驅(qū)動(dòng)器與數(shù)模轉(zhuǎn)換器相連；
[0012]高速開(kāi)關(guān)，用于在高壓直流模擬信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，經(jīng)上述控制脈沖的控制快速開(kāi)啟和關(guān)閉，產(chǎn)生一個(gè)檢測(cè)高壓電力設(shè)備局部放電的校準(zhǔn)脈沖，高速開(kāi)關(guān)與微控制器和放大驅(qū)動(dòng)器相連。
[0013]一種用于檢測(cè)高壓設(shè)備局部放電的校準(zhǔn)脈沖的產(chǎn)生裝置，其優(yōu)點(diǎn)是:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的校準(zhǔn)脈沖的產(chǎn)生裝置可以產(chǎn)生一個(gè)校準(zhǔn)脈沖信號(hào)，其前沿陡度(IOns)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前已有的校準(zhǔn)脈沖發(fā)生器(IOOns)產(chǎn)生的校準(zhǔn)脈沖信號(hào)，因此本實(shí)用新型產(chǎn)生的校準(zhǔn)脈沖信號(hào)能夠更加真實(shí)的模擬高壓電力設(shè)備的局部放電信號(hào)，完全滿足寬帶脈沖電流法校準(zhǔn)的要求。本實(shí)用新型裝置產(chǎn)生的校準(zhǔn)脈沖的幅值輸出范圍為10pC-3000pC，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于目前的10pC-500pC，可以滿足現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的需要。根據(jù)本實(shí)用新型的校準(zhǔn)脈沖產(chǎn)生裝置，可以具有外部同步功能，便于觀察和對(duì)比。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型提出的用于檢測(cè)高壓設(shè)備局部放電的校準(zhǔn)脈沖的產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0015]圖2是本實(shí)用新型裝置的產(chǎn)生的校準(zhǔn)脈沖的上升沿波形。
[0016]圖3是本實(shí)用新型裝置產(chǎn)生的校準(zhǔn)脈沖的脈沖全波波形。
[0017]圖4是本實(shí)用新型裝置產(chǎn)生的校準(zhǔn)脈沖與外接同步參考信號(hào)相位關(guān)系實(shí)測(cè)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本實(shí)用新型提出的用于檢測(cè)高壓電力設(shè)備局部放電的校準(zhǔn)脈沖的產(chǎn)生裝置，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，包括:
[0019]按鍵，用于設(shè)定校準(zhǔn)脈沖的幅值和輸出重復(fù)頻率以及相對(duì)參考信號(hào)的起始相位；
[0020]整形電路，用于將外接同步參考信號(hào)的正弦波整形為與該信號(hào)頻率相同的方波信號(hào);
[0021]微控制器，用于讀取上述設(shè)定的校準(zhǔn)脈沖的幅值，并將該幅值通過(guò)信號(hào)線傳送到數(shù)模轉(zhuǎn)換器，并檢測(cè)上述方波信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)，以該過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻為起點(diǎn)，經(jīng)時(shí)刻At后輸出一個(gè)控制脈沖，或檢測(cè)該方波信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)，并計(jì)算出該方波的頻率f和周期T ;讀取上述設(shè)定的校準(zhǔn)脈沖相對(duì)于同步參考信號(hào)的起始相位，根據(jù)起始相位Φ和方波的頻率f，得到校準(zhǔn)脈沖的輸出時(shí)刻AtO ;所述的微控制器與按鍵和整形電路相連；
[0022]數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于將接收的校準(zhǔn)脈沖的幅值進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，得到低壓直流模擬信號(hào)，并將該低壓直流模擬信傳輸至放大驅(qū)動(dòng)器，所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換器與為處理器相連；
[0023]放大驅(qū)動(dòng)器，用于將接收的低壓直流模擬信號(hào)進(jìn)行放大成為高壓直流模擬信號(hào)，放大驅(qū)動(dòng)器與數(shù)模轉(zhuǎn)換器相連；
[0024]高速開(kāi)關(guān)，用于在高壓直流模擬信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，經(jīng)上述控制脈沖的控制快速開(kāi)啟和關(guān)閉，產(chǎn)生一個(gè)檢測(cè)高壓電力設(shè)備局部放電的校準(zhǔn)脈沖，高速開(kāi)關(guān)與微控制器和放大驅(qū)動(dòng)器相連。[0025]本實(shí)用新型提出的用于檢測(cè)高壓電力設(shè)備局部放電的校準(zhǔn)脈沖的產(chǎn)生方法，可以有兩種不同的工作模式，其中第一種工作模式包括以下步驟:
[0026](1-1)設(shè)定校準(zhǔn)脈沖輸出方式為非同步方式；
[0027]( 1-2)設(shè)定校準(zhǔn)脈沖的幅值和輸出重復(fù)頻率；
[0028]( 1-3)讀取上述設(shè)定的校準(zhǔn)脈沖的幅值，將該校準(zhǔn)脈沖的幅值經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后，成為低壓直流模擬信號(hào)；
[0029]( 1-4)對(duì)上述低壓直流模擬信號(hào)進(jìn)行放大成為高壓直流模擬信號(hào)；
[0030](1-5)讀取上述設(shè)定的校準(zhǔn)脈沖的輸出重復(fù)頻率，根據(jù)輸出重復(fù)頻率得到校準(zhǔn)脈沖的輸出重復(fù)間隔時(shí)間At，每隔At輸出一個(gè)控制脈沖；
[0031](1-6)上述高壓直流模擬信號(hào)驅(qū)動(dòng)一個(gè)高速開(kāi)關(guān)，該高速開(kāi)關(guān)在上述控制脈沖的控制下導(dǎo)通并快速切斷，產(chǎn)生一個(gè)檢測(cè)高壓電力設(shè)備局部放電的校準(zhǔn)脈沖。
[0032]其中第二種工作模式包括以下步驟:
[0033](2-1)設(shè)定校準(zhǔn)脈沖輸出方式為非同步方式；
[0034](2-2)設(shè)定校準(zhǔn)脈沖的幅值和校準(zhǔn)脈沖相對(duì)同步參考信號(hào)的起始相位Φ ；
[0035](2-3)讀取上述設(shè)定的校準(zhǔn)脈沖的幅值，將該校準(zhǔn)脈沖的幅值經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后，成為低壓直流模擬信號(hào)；
[0036](2-4)對(duì)上述低壓直流模擬信號(hào)進(jìn)行放大成為高壓直流模擬信號(hào)；
[0037](2-5)產(chǎn)生一個(gè)同步參考信號(hào)，將同步參考信號(hào)的正弦波整形為與原始信號(hào)頻率相同的方波信號(hào)；
[0038](2-6)檢測(cè)該方波信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)，并計(jì)算出該方波的頻率f和周期T ；
[0039](2-7)讀取上述設(shè)定的校準(zhǔn)脈沖相對(duì)于同步參考信號(hào)的起始相位，根據(jù)起始相位Φ和方波的頻率f，得到校準(zhǔn)脈沖的輸出時(shí)刻AtO;
[0040]A tO = — * 7:湖 f
[0041]，以該過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻為起點(diǎn)，經(jīng)時(shí)刻AtO后輸出一個(gè)控制脈沖，然后連續(xù)三次每隔T/4時(shí)間輸出一個(gè)控制脈沖，在一個(gè)同步參考信號(hào)周期內(nèi)，共產(chǎn)生4個(gè)控制脈沖；
[0042](2-8)上述高壓直流模擬信號(hào)驅(qū)動(dòng)一個(gè)高速開(kāi)關(guān)，該高速開(kāi)關(guān)在上述控制脈沖的控制下導(dǎo)通并快速切斷，產(chǎn)生一個(gè)檢測(cè)高壓電力設(shè)備局部放電的校準(zhǔn)脈沖。
[0043]以下介紹本實(shí)用新型裝置的一個(gè)應(yīng)用實(shí)施例:
[0044]設(shè)定局部放電的校準(zhǔn)脈沖的產(chǎn)生裝置的工作模式為非同步模式，設(shè)定脈沖幅值為3000pC，脈沖重復(fù)率為200Hz:用示波器測(cè)試該裝置實(shí)際輸出信號(hào)，如圖2和圖3所示，其中圖2為校準(zhǔn)脈沖裝置產(chǎn)生的校準(zhǔn)脈沖上升沿波形，從圖中可以看出，該脈沖上升沿約為IOns,其前沿陸度(IOns)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前已有的校準(zhǔn)脈沖發(fā)生器(100ns)產(chǎn)生的校準(zhǔn)脈沖信號(hào)，因此本實(shí)用新型產(chǎn)生的校準(zhǔn)脈沖信號(hào)能夠更加真實(shí)的模擬高壓電力設(shè)備的局部放電信號(hào)，完全滿足寬帶脈沖電流法校準(zhǔn)的要求。圖3是校準(zhǔn)脈沖裝置實(shí)測(cè)的脈沖全波波形。從圖中可以看出，該校準(zhǔn)脈沖的幅值較高，實(shí)際放電量達(dá)到3000pC。本實(shí)用新型產(chǎn)生的校準(zhǔn)脈沖的幅值輸出范圍為10pC-3000pC，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于目前的10pC-500pC，可以滿足現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的需要。
[0045]設(shè)定局部放電的校準(zhǔn)脈沖的產(chǎn)生裝置工作模式為同步模式，設(shè)定脈沖幅值為IOOOpC,脈沖起始相位為45°:用示波器同步測(cè)試該裝置實(shí)際輸出信號(hào)和同步參考信號(hào)如圖4所示，圖4是校準(zhǔn)脈沖與外接同步信號(hào)相位關(guān)系實(shí)測(cè)圖。從圖4中可以看出，根據(jù)本實(shí)用新型方法設(shè)計(jì)的校準(zhǔn)脈沖的產(chǎn)生裝置，可以具有外部同步功能，并可以通過(guò)按鍵輸入，設(shè)定輸出脈沖與同步參考信號(hào)的相位差，便于觀察和對(duì)比。
[0046]本實(shí)用新型裝置的一個(gè)實(shí)施例中，使用的整形電路，由摩托羅拉公司生產(chǎn)，型號(hào)為L(zhǎng)M393 ;微控制器，由德州儀器公司生產(chǎn)，型號(hào)為MPS430 ;數(shù)模轉(zhuǎn)換器，由ADI公司生產(chǎn)，型號(hào)為AD9119 ;放大驅(qū)動(dòng)器，由ADI公司生產(chǎn)，型號(hào)為AD8010 ;高速開(kāi)關(guān)，由ADI公司生產(chǎn)，型號(hào)為 ADG5233。
【權(quán)利要求】
1.一種用于檢測(cè)高壓電力設(shè)備局部放電的校準(zhǔn)脈沖的產(chǎn)生裝置，其特征在于該裝置包括: 按鍵，用于設(shè)定校準(zhǔn)脈沖的幅值和輸出重復(fù)頻率以及相對(duì)參考信號(hào)的起始相位； 整形電路，用于將外接同步參考信號(hào)的正弦波整形為與該信號(hào)頻率相同的方波信號(hào)；微控制器，用于讀取上述設(shè)定的校準(zhǔn)脈沖的幅值，并將該幅值通過(guò)信號(hào)線傳送到數(shù)模轉(zhuǎn)換器，并檢測(cè)上述方波信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)，以該過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻為起點(diǎn)，經(jīng)時(shí)刻At后輸出一個(gè)控制脈沖，或檢測(cè)該方波信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)，并計(jì)算出該方波的頻率f和周期T ;讀取上述設(shè)定的校準(zhǔn)脈沖相對(duì)于同步參考信號(hào)的起始相位，根據(jù)起始相位Φ和方波的頻率f，得到校準(zhǔn)脈沖的輸出時(shí)刻AtO ;所述的微控制器與按鍵和整形電路相連； 數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于將接收的校準(zhǔn)脈沖的幅值進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，得到低壓直流模擬信號(hào)，并將該低壓直流模擬信傳輸至放大驅(qū)動(dòng)器，所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換器與為處理器相連； 放大驅(qū)動(dòng)器，用于將接收的低壓直流模擬信號(hào)進(jìn)行放大成為高壓直流模擬信號(hào)，放大驅(qū)動(dòng)器與數(shù)模轉(zhuǎn)換器相連； 高速開(kāi)關(guān)，用于在高壓直流模擬信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，經(jīng)上述控制脈沖的控制快速開(kāi)啟和關(guān)閉，產(chǎn)生一個(gè)檢測(cè)高壓電力設(shè)備局部放電的校準(zhǔn)脈沖，高速開(kāi)關(guān)與微控制器和放大驅(qū)動(dòng)器相連。
【文檔編號(hào)】G01R1/28GK203720221SQ201420051378
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】黃健華, 許建旭, 高勝友, 夏云峰, 陳錫陽(yáng), 曾嶸, 林建華, 楊挺, 何文, 桂峻峰 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司東莞供電局, 清華大學(xué)