CN107561468A - 一种特高频局部放大信号发生器 - Google Patents

Abstract

本发明克服了现有的局部放电测试仪的缺陷，提供了一种新的特高频局部放大信号发生器，能对局部放电测试仪的传感器进行检测。本发明包括微处理器、恒压源、显示装置和传输电路。本发明结构简单，操作简便快捷，可适用于多种环境。对电气设备的对局部放电测试有很好的辅助作用。

Description

一种特高频局部放大信号发生器

技术领域

本发明涉及信号发生装置领域，更具体地，涉及一种特高频局部放大信号发生器。

背景技术

新设计和制造的高压电气设备，通过局部放电测量可以及时发现绝缘中的薄弱环节，防止设计与制造工艺上的差错及材料的使用不当。局部放电测试是鉴别产品绝缘或设备运行可靠性的一种重要方法。它能发现耐压试验无法发现的设备缺陷。局部放电测试是当前电力设备预防性试验的重要项目之一。

在GIS设备局部放电测试中，当GIS设备内部发生局部放电时，首先由局部放电测试仪的传感器接收，再由局部放电测试仪予以分析和处理。但是由于部分局部放电测试仪存在传感器灵敏度较低的缺陷，会导致发生以下问题：

1、当GIS设备使用这种传感器来接收局部放电信号时，当GIS设备内部发生了局部放电，可能导致传感器无法检测到这种信号。

2、GIS局部放电测试仪一般测试局部放电信号中的高频部分，而高频信号在传播过程中会衰减比较大，当GIS设备内部发生局部放电时，可能因为传感器的装设位置较远，而检测不到这种局部放电信号。

模拟出高电压幅值的特高频局部放电信号，用于检测GIS局部放电测试仪的传感器是否能正常工作，具有实际的意义。

发明内容

本发明克服了上述现有的局部放电测试仪的缺陷，提供了一种新的特高频局部放大信号发生器，能对局部放电测试仪的传感器进行检测。本发明结构简单，操作简便快捷，可适用于多种环境。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种特高频局部放大信号发生器，包括微处理器、恒压源、显示装置和传输电路，其连接关系如下：

微处理器与传输电路电连接；

微处理器与显示装置电连接；

恒压源的输出端与传输电路电连接。

本发明工作过程如下：

微处理器通过延时程序来实现一定频率的方波输出给传输电路，从而实现检验信号同步周期可调。恒压源的输出电压经过传输电路后形成局部放电信号，通过将局部放电信号与局部放电测试仪的传感器对局部放电信号的测量数值进行对比，从而完成对局部放电测试仪的传感器检测。LCD屏用于显示特高频局部放大信号发生器输出信号的幅值和频率。

在一种优选的方案中所述的微处理器是STM32系列的ARM芯片。STM32系列芯片具有主频高、运算功能强大的特点。

在一种优选的方案中，所述的显示装置是LCD屏。

在一种优选的方案中，所述的恒压源包括同相比例运算电路、分压电路、比例电流源和三极管，比例电流源的输出端作为特高频局部放大信号发生器的信号输出端，其连接关系如下：

分压电路的输出端通过电阻与同相比例运算电路的反相输入端电连接；

比例电流源的输出端通过电阻与同相比例运算电路的同相输入端电连接；

同相比例运算电路的输出端通过电阻与三极管的基极电连接；

比例电流源的输出端与三极管的集电极电连接。

恒压源的输出电压≥100V，输出电流≥1A，保证了传输电路的快速充电，增加模拟局部放电信号的上升陡度。

在一种优选的方案中，所述的同相比例运算电路包括一个运算放大器，运算放大器的型号是高压运放OP07CP。高压运放OP07CP具有低噪声，抗高压的特点。

在一种优选的方案中，所述的比例电流源包括两个三极管，三极管的型号是高压三极管FZT758。高压三极管FZT758具有抗高压的特点。

在一种优选的方案中，所述的恒压源的三极管的型号是高压三极管FZT658。高压三极管FZT658具有抗高压的特点。

在一种优选的方案中，所述的传输电路包括第一电阻、第二电阻、第一继电器、第二继电器和电容，其连接关系如下：

第一电阻有第一端和第二端，第二电阻有第一端和第二端，第一继电器包括第一端、第二端和控制端，第二继电器有第一端、第二端和控制端，电容有第一端和第二端；

可调电压源的第一端与第一电阻的第一端电连接；

第一电阻的第二端与第一继电器的第一端电连接；

第一继电器的第二端与电容的第一端电连接；

第一继电器的控制端与ARM电连接；

电容的第一端还与第二继电器的第一端电连接；

第二继电器的第二端与第二电阻的第一端电连接；

第二继电器的控制端与ARM电连接；

第二电阻的第二端与电容的第二端电连接。

在一种优选的方案中，所述的电容是瓷片电容。瓷片电容拥有比电解电容更低的ESR(等效串联电阻)。

在一种优选的方案中，所述的第一继电器和第二继电器通过ARM调整闭合/断开的状态。

本发明原理如下：

第二电阻作为局部放电测试仪的输入阻抗，电容用于存储电量，可调电压源提供电压U，第一继电器作为常闭合继电器，第二继电器作为常断开继电器。因此可以计算出电容所存储的电量为Q＝U*C(C为电容的容量)。当第一继电器闭合后电容将通过第二电阻放电。因此电容当快速放电，才能近似地作为局部放电信号。而当电容放电时，第一继电器从常闭状态转变为断开状态，停止充电。

充放电的间隔由ARM芯片通过继电器控制第一继电器和第二继电器来决定。可调电压源的输出电压经过传输电路的充放电后形成局部放电信号，通过将局部放电信号与局部放电测试仪对局部放电信号的测量数值进行对比，从而对局部放电测试仪的传感器进行检测。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：本发明提供了一种新的特高频局部放大信号发生器，能对局部放电测试仪的传感器进行检测。本发明结构简单，操作简便快捷，可适用于多种环境。对电气设备的对局部放电测试有很好的辅助作用。

附图说明

图1为本发明结构图。

图2为恒压源具体电路图。

标号说明：1.第一电阻、2.第一继电器、3.电容、4.第二继电器、5.第二电阻。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

如图1所示，一种特高频局部放大信号发生器，包括STM32、恒压源、LCD和传输电路，其连接关系如下：

STM32与传输电路电连接；

STM32与LCD屏电连接；

恒压源的输出端与传输电路电连接。

如图2所示，所述的恒压源包括同相比例运算电路、分压电路、比例电流源和高压三极管FZT658，同相比例运算电路包括一个高压运放OP07CP、比例电流源包括两个高压三极管FZT758、比例电流源的输出端作为特高频局部放大信号发生器的信号输出端，其连接关系如下：

分压电路的输出端通过电阻与高压运放OP07CP的反相输入端电连接；

比例电流源的输出端通过电阻与高压运放OP07CP的同相输入端电连接；

同相比例运算电路的输出端通过电阻与高压三极管FZT658的基极电连接；

比例电流源的输出端与高压三极管FZT658的集电极电连接。

传输电路包括第一电阻、第二电阻、第一继电器、第二继电器和瓷片电容，其连接关系如下：

第一电阻有第一端和第二端，第二电阻有第一端和第二端，第一继电器包括第一端、第二端和控制端，第二继电器有第一端、第二端和控制端，瓷片电容有第一端和第二端；

可调电压源的第一端与第一电阻的第一端电连接；

第一电阻的第二端与第一继电器的第一端电连接；

第一继电器的第二端与瓷片电容的第一端电连接；

第一继电器的控制端与STM32电连接；

瓷片电容的第一端还与第二继电器的第一端电连接；

第二继电器的第二端与第二电阻的第一端电连接；

第二继电器的控制端与STM32电连接；

第二电阻的第二端与电容的第二端电连接；

瓷片电容的第二端还与可调电压源的第二端电连接。

第一继电器通过STM32调整断开/闭合的状态。

第二继电器通过STM32调整断开/闭合的状态。

本实施例工作过程如下：

STM32控制传输电路的充放电时间。恒压源通过同相比例运算电路将从分压电路获得的电压增大，是恒定输出电压达至100V以上。同时，恒压源通过比例电流源获得不小于1A的输出电流，从而是的瓷片电容得以快速充放电。恒压源经过传输电路形成局部放电信号。将局部放电信号传输给局部放电测试仪，通过将局部放电信号与局部放电测试仪对局部放电信号的测量数值进行对比，从而完成对局部放电测试仪的一次灵敏度检查。

本实施例中，结合恒流源的输出信号，电容的充电时间小于1ns，即模拟的局部放达信号的频率能够达到1Ghz左右，满足模拟局部放大信号的技术指标。

附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施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。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种特高频局部放大信号发生器，其特征在于，包括微处理器、恒压源、显示装置和传输电路，其连接关系如下：

微处理器与传输电路电连接；

微处理器与显示装置电连接；

恒压源的输出端与传输电路电连接。

2.根据权利要求1所述的特高频局部放大信号发生器，其特征在于，所述的微处理器是STM32系列的ARM芯片。

3.根据权利要求1或2所述的特高频局部放大信号发生器，其特征在于，所述的显示装置是LCD屏。

4.根据权利要求2所述的特高频局部放大信号发生器，其特征在于，所述的恒压源包括同相比例运算电路、分压电路、比例电流源和三极管，比例电流源的输出端作为特高频局部放大信号发生器的信号输出端，其连接关系如下：

分压电路的输出端通过电阻与同相比例运算电路的反相输入端电连接；

比例电流源的输出端通过电阻与同相比例运算电路的同相输入端电连接；

同相比例运算电路的输出端通过电阻与三极管的基极电连接；

比例电流源的输出端与三极管的集电极电连接。

5.根据权利要求4所述的特高频局部放大信号发生器，其特征在于，所述的同相比例运算电路包括一个运算放大器，运算放大器的型号是高压运放OP07CP。

6.根据权利要求4所述的特高频局部放大信号发生器，其特征在于，所述的比例电流源包括两个三极管，三极管的型号是高压三极管FZT758。

7.根据权利要求4所述的特高频局部放大信号发生器，其特征在于，所述的三极管的型号是高压三极管FZT658。

8.根据权利要求2所述的特高频局部放大信号发生器，其特征在于，所述的传输电路包括第一电阻、第二电阻、第一继电器、第二继电器和电容，其连接关系如下：

第一电阻有第一端和第二端，第二电阻有第一端和第二端，第一继电器包括第一端、第二端和控制端，第二继电器有第一端、第二端和控制端，电容有第一端和第二端；

可调电压源的第一端与第一电阻的第一端电连接；

第一电阻的第二端与第一继电器的第一端电连接；

第一继电器的第二端与电容的第一端电连接；

第一继电器的控制端与ARM电连接；

电容的第一端还与第二继电器的第一端电连接；

第二继电器的第二端与第二电阻的第一端电连接；

第二继电器的控制端与ARM电连接；

第二电阻的第二端与电容的第二端电连接。

9.根据权利要求8所述的特高频局部放大信号发生器，其特征在于，所述的电容是瓷片电容。

10.根据权利要求8所述的特高频局部放大信号发生器，其特征在于，所述的第一继电器和第二继电器通过ARM调整闭合/断开的状态。