CN113295976A - 一种可调频单脉冲高压信号发生装置 - Google Patents

一种可调频单脉冲高压信号发生装置 Download PDF

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孙钦章
杨帅
梁健明
许恒彬
高传薪
谢志松
马欣
徐爽
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Abstract

本申请实施例公开了一种可调频单脉冲高压信号发生装置，包括：壳体和设置在壳体内部的高压脉冲信号发生电路；壳体上设置有脉冲电压控制按钮、脉冲发生频率控制按钮和脉冲信号输出端口；脉冲电压控制按钮、脉冲发生频率控制按钮和脉冲信号输出端口均与高压脉冲信号发生电路电连接；高压脉冲信号发生电路包括升压模块、电压调节模块、输出调制模块、振荡控制模块和输出模块；升压模块与电压调节模块电连接；电压调节模块与输出调制模块电连接；输出调制模块分别与振荡控制模块和输出模块电连接。本发明能够便于在实际较长的电缆线路进行局部放电在线监测校验，并可精准定位局放源的位置。

Description

一种可调频单脉冲高压信号发生装置
技术领域
本申请涉及电缆线路局部放电在线监测装置技术领域，尤其涉及一种可调频单脉冲高压信号发生装置。
背景技术
目前，随着电缆制造技术及敷设工艺技术的提高，电缆线路敷设越来越长，其中间接头数量也相应越来越多，在这些接头较多且长度数千米甚至十几千米的电缆线路上安装的局部放电在线监测设备，需要相关人员到各个接头靠近设备的位置注入信号进行校验，这样不仅工作量非常大，而且浪费了人力物力，效率也非常低。
另外，电缆发生的局部放电信号需要进行精确定位，把局放源的位置确定下来后才能作相应的处理措施。目前整个行业对电缆局放源的定位通常采用波形时间差方法，即可以是局放波形及反射波形时间差或两个波形信号之间的时间差来计算得出局放源位置，但是对那些长度达数千米以上的电缆线路发生的局放源定位，由于信号值较小或线路太长导致局放信号经长距离传播衰减后无法精确测量出时间差，对于常规的脉冲发生器无法起作用，这种情况则会无法做到局放源的精确定位。为此，本发明提出一种可调频单脉冲高压信号发生装置。
发明内容
本申请实施例提供了一种可调频单脉冲高压信号发生装置，能够便于在实际较长的电缆线路进行局部放电在线监测校验，并可精准定位局放源的位置。
有鉴于此，本申请提供了一种可调频单脉冲高压信号发生装置，包括：壳体和设置在所述壳体内部的高压脉冲信号发生电路；
所述壳体上设置有脉冲电压控制按钮、脉冲发生频率控制按钮和脉冲信号输出端口；
所述脉冲电压控制按钮、所述脉冲发生频率控制按钮和所述脉冲信号输出端口均与所述高压脉冲信号发生电路电连接；
所述高压脉冲信号发生电路包括升压模块、电压调节模块、输出调制模块、振荡控制模块和输出模块；
所述升压模块与所述电压调节模块电连接；
所述电压调节模块与所述输出调制模块电连接；
所述输出调制模块分别与所述振荡控制模块和所述输出模块电连接。
可选地，所述高压脉冲信号发生电路还包括电池模块；
所述电池模块与所述升压模块电连接。
可选地，所述壳体内设置有可充电电池；
所述可充电电池与所述电池模块电连接。
可选地，所述高压脉冲信号发生电路还包括充电模块；
所述充电模块分别与所述电池模块和所述升压模块电连接。
可选地，所述壳体上设置有充电端口；
所述充电端口与所述充电模块电连接。
可选地，所述壳体上设置有总开关；
所述总开关与所述高压脉冲信号发生电路电连接。
可选地，所述壳体上设置有脉冲发生指示灯；
所述脉冲发生指示灯与所述高压脉冲信号发生电路电连接。
可选地，所述脉冲信号输出端口的数量为两个。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：本装置通过升压模块把电压升至一定的电压后，利用脉冲电压控制按钮控制电压调节模块对升压后的电压进行调节，从而实现产生不同电压等级的脉冲信号；电压调节模块产生一定等级电压脉冲信号后与输出调制模块及振荡控制模块相连，从而对前一级所产生的脉冲信号进行调制，以便能够产生不同频率的脉冲信号，具体可通过脉冲发生频率控制按钮调节脉冲信号的发生频率；整个信号控制回路下来，该装置就可以产生出不同电压和不同发生频率的高压脉冲信号，该信号经过输出模块从脉冲信号输出端口输出。本装置可以根据现场局部放电监测校验及局放源定位的需要，调节脉冲信号的发生频率及产生高压高能量型脉冲信号，在实际较长的电缆线路局部放电监测应用中能够起到非常大的作用，为对设备的现场应用校验及局放源定位提供了有效的工具，并提高作业效率，降低状态监测***应用中的成本，具有很好的推广意义。
附图说明
图1为本申请实施例中高压脉冲信号发生电路的电路框图；
图2为本申请实施例中可调频单脉冲高压信号发生装置的结构示意图；
图3为本申请实施例中可调频单脉冲高压信号发生装置另一角度的结构示意图；
图4为本申请实施例中可调频单脉冲高压信号发生装置的电路原理图；
其中，附图标记为：
1-电池模块，2-充电模块，3-升压模块，4-电压调节模块，5-输出调制模块，6-振荡控制模块，7-输出模块，8-壳体，9-脉冲发生频率控制按钮，10-脉冲发生指示灯，11-脉冲电压控制按钮，12-总开关，13-充电端口，14-脉冲信号输出端口。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请提供了一种可调频单脉冲高压信号发生装置的一个实施例，具体请参阅图1至图3。
本实施例中的可调频单脉冲高压信号发生装置包括：壳体8和设置在壳体8内部的高压脉冲信号发生电路，壳体8上设置有脉冲电压控制按钮11、脉冲发生频率控制按钮9和脉冲信号输出端口14，脉冲电压控制按钮11、脉冲发生频率控制按钮9和脉冲信号输出端口14均与高压脉冲信号发生电路电连接，高压脉冲信号发生电路包括升压模块3、电压调节模块4、输出调制模块5、振荡控制模块6和输出模块7，升压模块3与电压调节模块4电连接，电压调节模块4与输出调制模块5电连接，输出调制模块5分别与振荡控制模块6和输出模块7电连接。具体的，脉冲电压控制按钮11与电压调节模块4电连接，用于调节输出电压值；脉冲发生频率控制按钮9与振荡控制模块6电连接，用于调节脉冲信号的产生频率(周期)，如与运行电缆的工频同步信号50Hz频率；输出模块7与脉冲信号输出端口14电连接，用于输出脉冲信号。
需要说明的是：本装置通过升压模块3把电压升至一定的电压后，利用脉冲电压控制按钮11控制电压调节模块4对升压后的电压进行调节，从而实现产生不同电压等级的脉冲信号；电压调节模块4产生一定等级电压脉冲信号后与输出调制模块5及振荡控制模块6相连，从而对前一级所产生的脉冲信号进行调制，以便能够产生不同频率的脉冲信号，具体可通过脉冲发生频率控制按钮9调节脉冲信号的发生频率；整个信号控制回路下来，该装置就可以产生出不同电压和不同发生频率的高压脉冲信号，该信号经过输出模块7从脉冲信号输出端口14输出。本装置可以根据现场局部放电监测校验及局放源定位的需要，调节脉冲信号的发生频率及产生高压高能量型脉冲信号，在实际较长的电缆线路局部放电监测应用中能够起到非常大的作用，为对设备的现场应用校验及局放源定位提供了有效的工具，并提高作业效率，降低状态监测***应用中的成本，具有很好的推广意义。
以上为本申请实施例提供的一种可调频单脉冲高压信号发生装置的实施例一，以下为本申请实施例提供的一种可调频单脉冲高压信号发生装置的实施例二，具体请参阅图1至图4。
本实施例中的可调频单脉冲高压信号发生装置包括：壳体8和设置在壳体8内部的高压脉冲信号发生电路，壳体8上设置有脉冲电压控制按钮11、脉冲发生频率控制按钮9和脉冲信号输出端口14，脉冲电压控制按钮11、脉冲发生频率控制按钮9和脉冲信号输出端口14均与高压脉冲信号发生电路电连接，高压脉冲信号发生电路包括升压模块3、电压调节模块4、输出调制模块5、振荡控制模块6和输出模块7，升压模块3与电压调节模块4电连接，电压调节模块4与输出调制模块5电连接，输出调制模块5分别与振荡控制模块6和输出模块7电连接，其中电压调节模块4主要是把如50Hz的信号与振荡控制模块6产生的不同频率脉冲信号进行调制；振荡控制模块6产生低频同步触发信号，调节范围为20-300Hz，根据实际需求进行调节，如需要50Hz同步触发，调节之后，振荡控制模块6会产生频率50Hz、峰值5V、占空比为1：1的方波，由此产生所需的高压脉冲信号，再经输出模块7进行输出应用。
可以理解的是：本装置在高低压电缆线路局部放电在线监测过程中，能够在其中一处注入任意调频、电压高达100V且周期性的脉冲信号，并可进行单一脉冲注入，也可以任意调节脉冲发生频率(周期)。该装置特性主要在于脉冲电压幅值较之常规发生器大的多，单个脉冲信号波的频率非常高，信号波形上升沿时间可达10ns(即脉冲频率高达100MHz)，且脉冲发生频率具有可调性，在长电缆线路局部放电在线监测***校验及信号源定位中可起到很大的作用。
高压脉冲信号发生电路还包括电池模块1，电池模块1与升压模块3电连接。具体的，壳体8内设置有可充电电池，可充电电池与电池模块1电连接。
高压脉冲信号发生电路还包括充电模块2，充电模块2分别与电池模块1和升压模块3电连接，既可以为可充电电池充电，也可以直接采用外置充电电源为升压模块3供电。
如图4所示，其展示了本装置脉冲产生的电路原理连接形态，其中充电模块2输入端口只连接于电池模块1的相应端口，其主要作用是向电池模块1进行充电，升压模块3输出端口与由C3并联R1-R4、R10等元件组成的电压调节模块4相连，该模块经部分电容电阻的滤波后与频率发生器、信号放大器、继电器、电容、电阻所组成的振荡控制模块6及输出调制模块5连接，然后把经调制后的脉冲信号通过输出模块7输出。
具体的，如图3所示，壳体8上设置有充电端口13，充电端口13与充电模块2电连接。
壳体8上设置有总开关12，总开关12与高压脉冲信号发生电路电连接。
壳体8上设置有脉冲发生指示灯10，脉冲发生指示灯10与高压脉冲信号发生电路电连接。
如图2所示，脉冲信号输出端口14的数量可以为两个，具体的，其端口输出信号的强度可通过壳体8上的脉冲电压控制按钮11进行调节，可输出电压最大值为100V。
如图2和图3所示，在本实施例中，脉冲信号输出端口14设置在壳体8的前侧；脉冲发生指示灯10和脉冲发生频率控制按钮9设置在壳体8的顶部；总开关12、脉冲电压控制按钮11和充电端口13设置在壳体8的后侧。
具体实施时，输出信号首先经过升压模块3把可充电电池DC12V电压升高到DC100V，然后高压DC500V经过电压调节模块4调节到不同档位需要的输出电压，振荡控制模块6产生低频的同步触发信号20-300Hz，输出调制模块5把经过电压调节模块4调节的高压直流电压与振荡控制模块6产生的低频同步触发信号调制在一起，输出模块7把输出调制模块5调制过后的信号输出到脉冲信号输出端口14。
本装置应用于现场局放源的定位主要是将局放监测设备在电缆线路其中一个能够监测到局放信号的接头处进行局放监测，利用本装置在该接头处注入与电缆运行工频信号同步的频率脉冲信号，注入的脉冲信号电压大小以监测设备能够监测到注入的脉冲信号反射波为准，对一些较长的电缆线路，其注入电压一般在100V以上。监测设备通过监测注入的脉冲信号与实际监测的局放信号比较分析，如幅值变化、反射波时间等计算定位局放源的位置。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种可调频单脉冲高压信号发生装置，其特征在于，包括：壳体和设置在所述壳体内部的高压脉冲信号发生电路；
所述壳体上设置有脉冲电压控制按钮、脉冲发生频率控制按钮和脉冲信号输出端口；
所述脉冲电压控制按钮、所述脉冲发生频率控制按钮和所述脉冲信号输出端口均与所述高压脉冲信号发生电路电连接；
所述高压脉冲信号发生电路包括升压模块、电压调节模块、输出调制模块、振荡控制模块和输出模块；
所述升压模块与所述电压调节模块电连接；
所述电压调节模块与所述输出调制模块电连接；
所述输出调制模块分别与所述振荡控制模块和所述输出模块电连接。
2.根据权利要求1所述的可调频单脉冲高压信号发生装置，其特征在于，所述高压脉冲信号发生电路还包括电池模块；
所述电池模块与所述升压模块电连接。
3.根据权利要求2所述的可调频单脉冲高压信号发生装置，其特征在于，所述壳体内设置有可充电电池；
所述可充电电池与所述电池模块电连接。
4.根据权利要求2所述的可调频单脉冲高压信号发生装置，其特征在于，所述高压脉冲信号发生电路还包括充电模块；
所述充电模块分别与所述电池模块和所述升压模块电连接。
5.根据权利要求4所述的可调频单脉冲高压信号发生装置，其特征在于，所述壳体上设置有充电端口；
所述充电端口与所述充电模块电连接。
6.根据权利要求1所述的可调频单脉冲高压信号发生装置，其特征在于，所述壳体上设置有总开关；
所述总开关与所述高压脉冲信号发生电路电连接。
7.根据权利要求1所述的可调频单脉冲高压信号发生装置，其特征在于，所述壳体上设置有脉冲发生指示灯；
所述脉冲发生指示灯与所述高压脉冲信号发生电路电连接。
8.根据权利要求1所述的可调频单脉冲高压信号发生装置，其特征在于，所述脉冲信号输出端口的数量为两个。
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