CN104242846A - 一种局部放电超声前置处理电路 - Google Patents
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Abstract
一种局部放电超声前置处理电路，由信号输入端（1）、输入级放大模块（2）、带通滤波模块（3）、主放大模块（4）、缓冲输出模块（5）、信号输出端（6）依序连接组成电路；设有稳压模块（7）向电路供电，并设有内置电池模块（8）与稳压模块（7）连接，还设有外部电源输入端（9）与稳压模块（7）连接。本发明涉及的一种局部放电超声前置处理电路，具有抗干扰能力强、能够大大降低现场各种声干扰和电磁干扰的优点，从而克服了现有的局部放电超声前置处理电路的不足。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备状态监测领域，特别是涉及一种局部放电超声前置处理电路。
背景技术
局部放电是电气设备发生绝缘故障的先兆和表现形式。长期存在的局部放电使得绝缘裂化并扩大，最终造成绝缘击穿事故。
当局部放电发生时，会产生电、热、声、光等多种物理现象，技术人员根据检测这些物理现象来判断电气设备是否存在局部放电。超声被证明是局部放电的重要表现形式和有效检测手段。为了防止运行中电气设备发生绝缘击穿事故，电网企业和发电企业大量采购了局部放电超声检测设备并开展了局部放电超声检测工作。
局部放电超声前置处理电路属于模拟电子电路，其输入来自局部放电超声传感器，其输出连接至后端数字电子电路。由于目前局部放电超声传感器和后端数字电子电路的性能均已较为成熟和优良，可以说，局部放电超声前置处理电路成为了局部放电超声检测设备的核心和瓶颈组件，其性能直接决定了局部放电超声检测设备的性能。
目前市场上已有的局部放电超声前置处理电路，由于元器件选用不合理及参数选择不合理，导致性能不够理想。例如：1）大量采用三极管等分立器件，而不是仪表放大器、运算放大器等集成电路，大部分厂商由于受到设计水平的限制，分立器件组成的电路的性能很难与集成电路媲美，导致局部放电超声前置处理电路的抗干扰性、稳定性不佳；2）目前市场上部分厂商的局部放电超声前置处理电路，由于滤波模块频率范围选用不当（有的甚至只采用50Hz高通滤波器），导致极易受低频噪声（20kHz以下，如工频电压干扰、谐波电压干扰、人说话声、汽车声、风扇声、机械振动声等）和高频噪声（300kHz以上，如闪光灯、手机通讯等）的干扰。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的问题，提出一种局部放电超声前置处理电路，从而解决现有技术中局部放电超声前置处理电路由于元器件选用不合理及参数选择不合理导致抗干扰性、稳定性不佳的问题。
为实现上述目的，本发明提出一种局部放电超声前置处理电路，本发明特征在于：由信号输入端、输入级放大模块、带通滤波模块、主放大模块、缓冲输出模块、信号输出端依序连接组成电路；设有稳压模块向电路供电，并设有内置电池模块与稳压模块连接，还设有外部电源输入端与稳压模块连接。
本发明所述输入级放大模块采用仪表放大器为核心组成，放大倍数为20dB。输入级放大模块具有输入电阻大、共模抑制比高、低噪声等优点，极大地降低了共模干扰和射频干扰。
本发明所述带通滤波模块采用高速运算放大器为核心组成，滤波频率范围为20kHz~300kHz。带通滤波模块使得整个局部放电超声前置处理电路具备优良的抗干扰能力。
本发明所述主放大模块采用精密运算放大器为核心组成，主放大模块的放大倍数可调，调整范围为20dB或40dB或60dB。主放大模块使得微弱的局部放电超声信号得到精密的、有效的放大。
本发明所述缓冲输出模块采用缓冲放大器为核心组成，放大倍数为0dB。缓冲输出模块使得整个局部放电超声前置处理电路具有低阻抗输出，增大输出电流、提高负载能力。
本发明所述的局部放电超声前置处理电路的电源来自内置电池模块或外部电源输入端，电源通过稳压模块转换为低纹波、低噪声、稳压电压向输入级放大模块、带通滤波模块、主放大模块、缓冲输出模块供电。
本发明的有益效果是，局部放电超声前置处理电路的抗干扰性、稳定性极大提高，不受低频噪声（20kHz以下，如工频电压干扰、谐波电压干扰、人说话声、汽车声、风扇声、机械振动声等）和高频噪声（300kHz以上，如闪光灯、手机通讯等）的干扰。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的核心电路图。
具体实施方式
图1所示为一种局部放电超声前置处理电路，本发明特征在于：由信号输入端1、输入级放大模块2、带通滤波模块3、主放大模块4、缓冲输出模块5、信号输出端6依序连接组成电路；设有稳压模块7向电路供电，并设有内置电池模块8与稳压模块7连接，还设有外部电源输入端9与稳压模块7连接。
本发明所述输入级放大模块2采用仪表放大器为核心组成，放大倍数为20dB。输入级放大模块2具有输入电阻大、共模抑制比高、低噪声等优点，极大地降低了共模干扰和射频干扰。
本发明所述带通滤波模块3采用高速运算放大器为核心组成，滤波频率范围为20kHz~300kHz。带通滤波模块3使得整个局部放电超声前置处理电路具备优良的抗干扰能力。
本发明所述主放大模块4采用精密运算放大器为核心组成，主放大模块4的放大倍数可调，调整范围为20dB或40dB或60dB。主放大模块4使得微弱的局部放电超声信号得到精密的、有效的放大。
本发明所述缓冲输出模块5采用缓冲放大器为核心组成，放大倍数为0dB。缓冲输出模块5使得整个局部放电超声前置处理电路具有低阻抗输出，增大输出电流、提高负载能力。
本发明所述的局部放电超声前置处理电路的电源来自内置电池模块8或外部电源输入端9，电源通过稳压模块7转换为低纹波、低噪声、稳压电压向输入级放大模块2、带通滤波模块3、主放大模块4、缓冲输出模块5供电。
图2所示为一种局部放电超声前置处理电路的核心电路图。
所述输入级放大模块2由用于信号放大的仪表放大器U1及其***辅助电路组成。
所述带通滤波模块3由用于信号滤波的高速运算放大器U2、U3、U4、U5、U6、U7及其***辅助电路组成。带通滤波模块3的典型设计采用6个高速运算放大器为核心组成，包括：①由U2、U3、U4、U5组成的20kHz Sallen Key拓扑巴特沃斯高通滤波部分；②由U6、U7组成的300kHz MFB拓扑巴特沃斯低通滤波部分。带通滤波模块3使得整个局部放电超声前置处理电路具备优良的抗干扰能力。
所述主放大模块4由用于信号放大的精密运算放大器U8及其***辅助电路组成。
所述缓冲输出模块5由用于缓冲输出的缓冲放大器U9及其***辅助电路组成。
所述稳压模块7由用于稳压的线性稳压器U10、U11及其***辅助电路组成。
上述实例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种局部放电超声前置处理电路，其特征在于：由信号输入端（1）、输入级放大模块（2）、带通滤波模块（3）、主放大模块（4）、缓冲输出模块（5）、信号输出端（6）依序连接组成电路；设有稳压模块（7）向电路供电，并设有内置电池模块（8）与稳压模块（7）连接，还设有外部电源输入端（9）与稳压模块（7）连接。
2.根据权利要求1所述的一种局部放电超声前置处理电路，其特征在于：输入级放大模块（2）采用仪表放大器为核心组成，放大倍数为20dB。
3.根据权利要求1所述的一种局部放电超声前置处理电路，其特征在于：带通滤波模块（3）采用高速运算放大器为核心组成，滤波频率范围为20kHz~300kHz。
4.根据权利要求1所述的一种局部放电超声前置处理电路，其特征在于：主放大模块（4）采用精密运算放大器为核心组成，主放大模块（4）的放大倍数可调，调整范围为20dB或40dB或60dB。
5.根据权利要求1所述的一种局部放电超声前置处理电路，其特征在于：缓冲输出模块（5）采用缓冲放大器为核心组成，放大倍数为0dB。
6.根据权利要求1所述的一种局部放电超声前置处理电路，其特征在于：该电路的电源来自内置电池模块（8）或外部电源输入端（9），电源通过稳压模块（7）向输入级放大模块（2）、带通滤波模块（3）、主放大模块（4）、缓冲输出模块（5）供电。
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Family Applications (1)
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2014
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