局部放電數(shù)據(jù)采集電路及監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力電纜絕緣檢測領(lǐng)域，特別是涉及一種應(yīng)用于超高頻局部放電數(shù)據(jù)采集電路及監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，城市電網(wǎng)中大量采用電力電纜輸配電。電纜已成為城市內(nèi)傳輸電力的主導(dǎo)產(chǎn)品。由于電纜的絕緣材料特性，電纜的制造工藝、施工技術(shù)等原因?qū)е码娏﹄娎|的運行過程當(dāng)中可能會產(chǎn)生各種絕緣缺陷導(dǎo)致局部放電。當(dāng)它使用到一定年限后局部放電繼續(xù)發(fā)展到一定程度導(dǎo)致絕緣擊穿而造成電網(wǎng)嚴(yán)重事故。因而對交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣缺陷局部放電檢測方法的研究就顯得尤為迫切，及時、準(zhǔn)確地檢測到電纜絕緣隱患，就可以及時采取必要的應(yīng)對措施，減少突發(fā)事故等帶來的經(jīng)濟損失具有十分重要的現(xiàn)實意義。
[0003]局部放電，簡稱局放，是電力電纜運行中的一個較大的安全隱患，是電纜絕緣劣化的征兆，也是造成絕緣劣化的重要原因之一。因此對電力電纜進行局部放電信號檢測和定位研究有著重要的意義和經(jīng)濟價值。IEC及世界各國都制定了相關(guān)的局部放電信號測試標(biāo)準(zhǔn)，通過對局部放電信號的檢測及時發(fā)現(xiàn)絕緣系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，找出故障原因，保證電力電纜質(zhì)量，保障電力系統(tǒng)安全可靠運行。
[0004]現(xiàn)有的超高頻局部放電監(jiān)測系統(tǒng)用于實現(xiàn)對高壓輸配電變電站中GIS、變壓器等設(shè)備的局部放電情況的監(jiān)測。當(dāng)設(shè)備中出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象時，會產(chǎn)生特高頻信號，通過局放傳感器的檢測，將高頻信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換和分析運算，在局放信號采集單元中，將采集到的放電脈沖信號疊加至檢測線路的工頻相位上，得到對應(yīng)的局放脈沖相位圖譜，以分析導(dǎo)致局放發(fā)生設(shè)備缺陷種類。因此，采集工頻信號是非常關(guān)鍵的，然而，現(xiàn)有的大型變電站基本設(shè)置在戶外，導(dǎo)致監(jiān)測系統(tǒng)也被安置在戶外，不可避免的存在電磁干擾，導(dǎo)致了采集工頻信號的不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種局部放電數(shù)據(jù)采集電路及監(jiān)測系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中在戶外監(jiān)視設(shè)備時，因存在電磁干擾，導(dǎo)致采集工頻信號不穩(wěn)定的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種局部放電數(shù)據(jù)采集電路，適于采集局放信號輸入到局部放電監(jiān)測系統(tǒng)，至少包括:
[0007]采樣電阻，適于采集電壓工頻信號；
[0008]電壓互感器，適于將所述電壓工頻信號進行電氣隔離，生成對應(yīng)地電流信號；
[0009]比較單元，適于將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號比較，生成相應(yīng)地脈沖信號；
[0010]預(yù)設(shè)單元，其輸出端與所述比較單元的輸入端相連，適于向所述比較單元提供預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號。
[0011]優(yōu)選地，所述采樣電阻為四個阻值均為10K歐姆的電阻。
[0012]優(yōu)選地，所述電壓互感器連接在四個電阻的中間端。
[0013]優(yōu)選地，所述比較單元包括比較器和取樣電阻，所述電壓互感器的輸出端通過所述取樣電阻連接所述比較器的輸入端，所述比較器的輸出端輸出脈沖信號。
[0014]優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)單元包括電壓跟隨器與運算放大器，所述電壓跟隨器的輸出端連接所述運算放大器輸入端，所述運算放大器的輸出端連接所述比較單元的輸入端。
[0015]本發(fā)明的另一目的在于提供一種采用局部放電數(shù)據(jù)采集電路的局部放電監(jiān)測系統(tǒng)。
[0016]如上所述，本發(fā)明的局部放電數(shù)據(jù)采集電路及監(jiān)測系統(tǒng)，具有以下有益效果:
[0017]通過采用超大電阻進行采集，通過該超大電阻降低了負(fù)載功率，可減少雷擊時浪涌沖擊對于后端電路的影響;將采集的電壓工頻信號進行電氣隔離，實現(xiàn)電氣隔離，避免了前、后兩端電磁干擾，提高了有效的抗電磁干擾能力；局部放電監(jiān)測系統(tǒng)安裝在在戶外，通過該采集電路極大提高了采集工頻信號的抗干擾能力。
【附圖說明】
[0018]圖1顯示為本發(fā)明的局部放電數(shù)據(jù)采集電路結(jié)構(gòu)框圖；
[0019]圖2顯示為本發(fā)明的局部放電數(shù)據(jù)采集電路的電路圖。
[0020]元件標(biāo)號說明:
[0021]I采集單元
[0022]2比較單元
[0023]3預(yù)設(shè)單元
[0024]Rl?RlO 電阻
[0025]Dl肖特基二極管
[0026]Tl 運算放大器
[0027]T2比較器
[0028]TVl 電壓互感
【具體實施方式】
[0029]以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0030]需要說明的是，以下實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0031]請參閱圖1，為本發(fā)明提供一種局部放電數(shù)據(jù)采集電路結(jié)構(gòu)框圖，包括:
[0032]采樣電阻I，適于采集電壓工頻信號；
[0033]電壓互感器2，適于將所述電壓工頻信號進行電氣隔離，生成對應(yīng)地電流信號；
[0034]比較單元3，適于將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號比較，生成相應(yīng)地脈沖信號；
[0035]預(yù)設(shè)單元4，其輸出端與所述比較單元的輸入端相連，適于向所述比較單元提供預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號。
[0036]在本實施例中，通過采用超大電阻進行采集，通過該超大電阻降低了負(fù)載功率，可減少雷擊時浪涌沖擊對于后端電路的影響；將采集的電壓工頻信號進行電氣隔離，實現(xiàn)電氣隔離，避免了前、后兩端電磁干擾，提高了有效的抗電磁干擾能力；局部放電監(jiān)測系統(tǒng)安裝在在戶外，通過該采集電路極大提高了采集工頻信號的抗干擾能力。
[0037]如圖2所示，為本發(fā)明提供一種局部放電數(shù)據(jù)采集電路的電路圖，具體如下:
[0038]所述采樣電阻為四個阻值均為100K歐姆的電阻，通過串聯(lián)該四個電阻Rl?R4，可將220V電壓信號轉(zhuǎn)換成小電流信號，輸入至電壓互感器(如圖1中的電壓互感器2)TV1，其中，串聯(lián)大電阻增加了輸入阻抗，對于前端連接的高壓電壓互感而言，降低了負(fù)載功率，較大的電阻不僅可減少雷擊時浪涌沖擊對于后端電路的影響。
[0039]所述電壓互感器TVl連接在四個電阻的中間端，通過內(nèi)部電磁感應(yīng)將前端電流信號轉(zhuǎn)換為后端電流信號用于采集信號，從而是實現(xiàn)電氣隔離，有效的增加了抗電磁脈沖的干擾。
[0040]預(yù)設(shè)單元包括電壓跟隨器與運算放大器Tl，所述電壓跟隨器的輸出端連接所述運算放大器輸入端，所述運算放大器的輸出端連接所述比較單元的輸入端。
[0041]在本實施例中，所述電壓跟隨器的芯片為TL431芯片產(chǎn)生的電壓為1.5V電壓基準(zhǔn)，其中，電阻R6、R7、R8、9、R10與肖特基二極管D3組成電壓跟隨器，通過運放電路組成的電壓跟隨器增加了其驅(qū)動能力，提高了信號的基準(zhǔn)電壓。
[0042]所述比較單元2包括比較器T2和取樣電阻，所述電壓互感器TVl的輸出端通過所述取樣電阻R5連接所述比較器的輸入端，其中，取樣電阻R5并聯(lián)與該電壓互感器TVl的輸出端，將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，所述比較器的輸出端輸出脈沖信號。
[0043]在本實施例中，所述電流信號通過取樣電阻R5轉(zhuǎn)換為電壓信號，將轉(zhuǎn)換的電壓(正弦波)信號與預(yù)設(shè)電壓相比較，輸出方波信號；同時，在工頻方波信號輸入端到局部放電采集模塊進行局放信號采集的觸發(fā)。
[0044]本發(fā)明還包括采用局部放電數(shù)據(jù)采集電路的局部放電監(jiān)測系統(tǒng)。
[0045]綜上所述，通過采用超大電阻進行采集，通過該超大電阻降低了負(fù)載功率，可減少雷擊時浪涌沖擊對于后端電路的影響；將采集的電壓工頻信號進行電氣隔離，實現(xiàn)電氣隔離，避免了前、后兩端電磁干擾，提高了有效的抗電磁干擾能力；局部放電監(jiān)測系統(tǒng)安裝在在戶外，通過該采集電路極大提高了采集工頻信號的抗干擾能力。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0046]上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項】
1.一種局部放電數(shù)據(jù)采集電路，適于采集局放信號輸入到局部放電監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，至少包括: 采樣電阻，適于采集電壓工頻信號； 電壓互感器，適于將所述電壓工頻信號進行電氣隔離，生成對應(yīng)地電流信號； 比較單元，適于將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號比較，生成相應(yīng)地脈沖信號； 預(yù)設(shè)單元，其輸出端與所述比較單元的輸入端相連，適于向所述比較單元提供預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局部放電數(shù)據(jù)采集電路，其特征在于，所述采樣電阻為四個阻值均為10K歐姆的電阻。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的局部放電數(shù)據(jù)采集電路，其特征在于，所述電壓互感器連接在四個電阻的中間端。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局部放電數(shù)據(jù)采集電路，其特征在于，所述比較單元包括比較器和取樣電阻，所述電壓互感器的輸出端通過所述取樣電阻連接所述比較器的輸入端，所述比較器的輸出端輸出脈沖信號。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局部放電數(shù)據(jù)采集電路，其特征在于，所述預(yù)設(shè)單元包括電壓跟隨器與運算放大器，所述電壓跟隨器的輸出端連接所述運算放大器輸入端，所述運算放大器的輸出端連接所述比較單元的輸入端。6.—種局部放電監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括上述任一項權(quán)利要求所述的局部放電數(shù)據(jù)采集電路。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種局部放電數(shù)據(jù)采集電路及監(jiān)測系統(tǒng)，適于采集局放信號輸入到局部放電監(jiān)測系統(tǒng)，包括：采樣電阻，適于采集電壓工頻信號；電壓互感器，適于將所述電壓工頻信號進行電氣隔離，生成對應(yīng)地電流信號；比較單元，適于將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號比較，生成相應(yīng)地脈沖信號；預(yù)設(shè)單元，其輸出端與所述比較單元的輸入端相連，適于向所述比較單元提供預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓信號。在戶外強烈的電磁干擾，通過該電壓互感器將前、后兩端的電流信號進行隔離，從而實現(xiàn)電氣隔離，極大提高了采集工頻信號的抗干擾能力。
【IPC分類】G01R31/14, G01R31/12
【公開號】CN105548829
【申請?zhí)枴緾N201510890006
【發(fā)明人】張秀宏, 龔偉, 羅賢峰, 但炳木
【申請人】重慶臻遠(yuǎn)電氣有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月4日