一種基于可變增益放大的局部放電檢測器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于可變增益放大的局部放電檢測器，包括TEV檢測部分和超聲波檢測部分。其中TEV檢測部分包括依次連接的TEV傳感器、第一信號放大電路、數(shù)據(jù)存儲器、數(shù)據(jù)輸出接口電路、顯示器，還包括連接數(shù)據(jù)存儲器的比較電路。超聲波檢測部分包括依次連接的超聲波傳感器、第二信號放大電路、超聲波濾波電路、音頻功放電路以及耳機插頭。第一信號放大電路3包括三路不同增益的運放單元，三路運放單元分別包括一個UA733差分放大器，TEV傳感器將信號分別輸入到三個UA733差分放大器的信號輸入端；所述三個UA733差分放大器均連接可調(diào)電阻，調(diào)整三路不同增益的運放單元放大增益分別為10倍、100倍、1000倍。
【專利說明】—種基于可變增益放大的局部放電檢測器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種基于可變增益放大的局部放電檢測器。
【背景技術(shù)】
[0002]局放檢測是高壓電局部放電檢測的簡稱。隨著時間的推移，高壓電氣設(shè)備會慢慢老化，絕緣性能也會隨之下降，導致其內(nèi)部可能產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象，這對電氣設(shè)備的安全來講是一個非常大的隱患。所以為了消除這種潛在隱患，電廠工作人員會定期檢查設(shè)備的情況，檢查設(shè)備是否存在局部放電現(xiàn)象以及嚴重程度如何。
[0003]為了檢測局部放電，人們針對局部放電會產(chǎn)生的一系列電聲參數(shù)設(shè)計了很多局放測試儀器。局部放電現(xiàn)象發(fā)生時會釋放電苛，同時電荷電離空氣會產(chǎn)生超聲波和一定程度的臭氧。據(jù)此通過檢測放電電荷的多少、超聲波信號的大小和空氣中的臭氧含量來判斷有無局部放電發(fā)生和嚴重程度。前面兩者通過電學儀器可以較為方便的測量，而后者可能需要更加復雜和專業(yè)的儀器才能測出，所以一般檢測前面兩個參數(shù)即放電電荷和超聲波。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:針對上述現(xiàn)有技術(shù)，提出一種基于可變增益放大的局部放電檢測器，能夠僅通過一臺設(shè)備就完成局部放電的放電電荷和超聲波的檢測。
[0005]技術(shù)方案:一種局部放電檢測器，包括TEV傳感器、超聲波傳感器、第一信號放大電路、第二信號放大 電路、超聲波濾波電路、數(shù)據(jù)存儲器、比較電路、數(shù)據(jù)輸出接口電路、顯示器、音頻功放電路、耳機插頭；所述TEV傳感器連接第一信號放大電路的輸入端，所述第一信號放大電路的輸出端連接比較電路的輸入端，所述比較電路的輸出端連接數(shù)據(jù)存儲器，數(shù)據(jù)輸出接口電路用于連接所述數(shù)據(jù)存儲器和顯示器；所述超聲波傳感器連接第二信號放大電路的輸入端，所述第二信號放大電路的輸出端連接超聲波濾波電路的輸入端，所述超聲波濾波電路的輸出端通過音頻功放電路連接耳機插頭；所述第一信號放大電路3包括三路不同增益的運放單元，所述三路運放單元分別包括一個UA733差分放大器，所述TEV傳感器I將信號分別輸入到三個UA733差分放大器的信號輸入端；所述三個UA733差分放大器均連接可調(diào)電阻，調(diào)整三路不同增益的運放單元放大增益分別為10倍、100倍、1000倍；所述三個UA733差分放大器的輸出端輸出三路增益不同的放大信號。
[0006]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述超聲波傳感器為40KHz的超聲波傳感器。
[0007]有益效果:TEV傳感器是為了檢測放電電荷的多少，TEV傳感器通過電容耦合的方式收集TEV信號并且進行放大后與參考值比較，該比較值儲存在數(shù)據(jù)存儲器中，最后TEV信號通過數(shù)據(jù)輸出接口輸出到顯示器顯示。超聲波傳感器是利用超聲波傳感器收集超聲信號并進行放大、濾波處理后，送給音頻功放電路后轉(zhuǎn)換成人耳能識別的音頻信號后發(fā)送到耳機裝置。第一信號放大電路為可變增益放大電路，選取的UA733差分放大器的帶寬為200MHz，輸入阻抗為250千歐，能夠滿足局放檢測中對不同頻率局放信號放大的要求；同時第一信號放大電路采用三路不同增益的運放。三路運放前端接收信號相同，增益不同分別為10倍、100倍、1000倍，這樣微弱的信號也能檢測出，強度大的局放信號也不會超出量程，能夠很好地實現(xiàn)對不同強度局放信號的放大要求。本局部放電檢測器通過對局部放電的電荷和超聲波的同時檢測能夠更準確的檢測出設(shè)備的局放現(xiàn)象。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型的局部放電檢測器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2是本實用新型中第一信號放大電路原理圖；
[0010]圖3是本實用新型中第二信號放大電路原理圖；
[0011]圖4是本實用新型中超聲波濾波電路原理圖；
[0012]圖5是本實用新型中音頻功放電路原理圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做更進一步的解釋。
[0014]如圖1所示，一種局部放電檢測器，包括TEV傳感器1、超聲波傳感器2、第一信號放大電路3、第二信號放大電路4、超聲波濾波電路6、數(shù)據(jù)存儲器7、比較電路8、數(shù)據(jù)輸出接口電路9、顯示器10、音頻功放電路11、耳機插頭12。TEV傳感器I連接第一信號放大電路3的輸入端，第一信號放大電路3的輸出端連接比較電路8的輸入端，比較電路8的輸出端連接數(shù)據(jù)存儲器7，數(shù)據(jù)輸出接口電路9用于連接數(shù)據(jù)存儲器7和顯示器10。超聲波傳感器2連接第二信號放大電路4的輸入端，第二信號放大電路4的輸出端連接超聲波濾波電路6的輸入端，超聲波濾波電路6的輸出端通過音頻功放電路11連接耳機插頭12。
[0015]其中，如圖2所不,第一信號放大電路3為一種基于局放電荷檢測的放大電路,包括三路不同增益的運放單元，該三路運放單元分別包括一個UA733差分放大器，TEV傳感器將獲得的信號分別輸入到三個UA733差分放大器的信號輸入端。三個UA733差分放大器均連接可調(diào)電阻，調(diào)整三路不同增益的運放單元放大增益分別為10倍、100倍、1000倍；三個UA733差分放大器的輸出端輸出三路增益不同的放大信號。三路增益不同的放大信號選擇輸出一路信號到比較電路。
[0016]第一信號放大電路3中，第一路運放單兀包括一塊型號為UA733的差分放大器芯片，局放電荷傳感器信號通過一個濾波電容C75和不控二極管Dl后，經(jīng)限流電阻R69輸入到運放芯片的反相輸入端IN-，運放芯片的正相輸入端通過電阻R81接地，構(gòu)成差分輸入。UA733差分放大器芯片的GlA和GlB引腳之間串聯(lián)電阻R65和可調(diào)電阻VR4，通過可調(diào)電阻來調(diào)整運放單元的增益，電阻阻值關(guān)系為R65+VR4=2K歐姆。第二路運放單元以及第三路運放單元均與局放電荷傳感器信號連接，與第一路運放單元區(qū)別僅在于差分放大器芯片連接不同阻值的電阻，第二路運放單元電阻阻值關(guān)系為R71+VR3=200歐姆，第三路運放單元電阻阻值關(guān)系為R74+VR5=20歐姆；三塊UA733差分放大器通過接入可調(diào)電阻的不同，經(jīng)調(diào)試電阻VR3、VR4、VR5的阻值，最終實現(xiàn)三路不同增益的運放單元將輸入的局放電荷傳感器信號分別放大10倍、100倍、1000倍后輸出到后續(xù)信號處理電路。在進行電路調(diào)試時，為實現(xiàn)各電路不同增益的要求，先準備一臺示波器和信號發(fā)生器，信號發(fā)生器先設(shè)置原始信號強度比如lmV，由于第一、第二、第三路運放單元的增益分別為10、100、1000，所以調(diào)整各個運放單元中的可調(diào)電阻，直到示波器檢測到三路信號強度應(yīng)分別為10mV、100mV、IOOOmV,完成使用前的調(diào)試。第一信號放大電路3中其他限流電阻均為33歐姆。
[0017]如圖3所示，第二信號放大電路4是一種超聲波信號檢測放大電路，包括型號為INA217AIP的儀表運算放大器，電阻R46、電阻R47、可調(diào)電阻VRl。超聲波傳感器的正極和電阻R46的一端連接儀表運算放大器的輸入信號正端VIN+,超聲波傳感器的負極和電阻R47的一端連接儀表運算放大器的輸入信號負端VIN-;電阻R46和電阻R47的另一端接地,可調(diào)電阻VRl連接在儀表運算放大器外接電阻引腳RGl和外接電阻引腳RG2之間?？烧{(diào)電阻VRl阻值為10歐姆，電阻R46和電阻R47為50歐姆。
[0018]電阻R46和電阻R47用來將傳感器輸出信號電流轉(zhuǎn)化信號電壓，以便后面放大器放大。通過放大倍數(shù)高、對輸入信號影響小、輸出穩(wěn)定的INA217AIP的儀表運算放大器，將40KHz超聲波傳感器輸出的信號放大后輸出用于后續(xù)處理，通過可調(diào)電阻VRl來調(diào)整整個電路對超聲波傳感器輸出信號的放大倍數(shù)，使信號最高能放大1000倍。
[0019]如圖4所75,超聲波濾波電路6是一種基于局放檢測的超聲波檢測信號濾波電路，包括第阻R25、電阻R26、電阻R28、電容C35、電容C36、運算放大器。電阻R25的一端連接40KHz超聲波傳感器，電阻R25的另一端分別與電阻R26的一端、電容C35的一端、電容C36的一端連接；電阻R26的另一端接地，電容C36的另一端與第三電阻R28的一端以及運算放大器的反相輸入端連接；電容C35的另一端與所述電阻R28的另一端以及運算放大器的輸出端連接；運算放大器的正相輸入端接地，運算放大器的輸出端輸出濾波后的超聲波檢測信號。
[0020]如圖5所示的音頻功放電路，包括LM486音頻功放芯片、電阻R15、電阻R16、電容C38、電容C39、電容C40。其中，電阻R15的一端連接經(jīng)超聲波濾波電路6濾波后的超聲波信號，電阻R15的另一端同時連接電阻R16的一端以及電容C40的一端；電阻R16的另一端分別連接電容C38的一端以及LM486音頻功放芯片的正相信號輸入端IN+ ；電容C38的另一端接地，電容C40的另一端連接LM486音頻功放芯片的反相信號輸入端IN- ；LM486音頻功放芯片的輸出放大信號到耳機插頭12。音頻信號經(jīng)過電阻R15和R16分壓限流后，通過第容C40的選頻后，將外部40KHz的超聲波信號生成差頻信號，將頻率控制在2K輸入功放芯片LM486，通過功放芯片的放大作用，超聲波信號轉(zhuǎn)換成讓人耳能夠正常聽取聲波聲音的大小，輸出到外部耳機插頭。
[0021]TEV傳感器I用于檢測待查設(shè)備表面金屬部分產(chǎn)生電壓脈沖信號，在進行TEV測量時，TEV傳感器I通過電容耦合的方式將檢測的電荷量以電信號輸出后經(jīng)第一信號放大電路3進行信號放大處理，然后通過比較電路8將放大后的信號和參考值作差運算，得到實際TEV值并存儲在數(shù)據(jù)存儲器7中，該參考值為檢測設(shè)備的背景噪聲值。然后通過數(shù)據(jù)輸出接口電路9將數(shù)據(jù)存儲器7中的實際TEV值顯示器10上顯示。另外，通過40KHz超聲波傳感器2檢測設(shè)備的超聲波信號時，由超聲波傳感器得到的一定頻率的高頻電流信號經(jīng)第二信號放大電路4放大后輸入到超聲波濾波電路6，經(jīng)濾波后的超聲波信號傳輸?shù)揭纛l功放電路，通過38KHz的差頻電路，差頻后將頻率控制在2K左右讓人耳能夠正常聽取聲波聲音的大小并輸出信號到耳機插頭。通過同時對電荷量以及超聲波的檢測，提高電力設(shè)備局部放電檢測的準確性。本局部放電檢測器具有使用范圍廣泛、靈敏度和分辨率高、抗干擾能力強等優(yōu)點。
[0022]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于可變增益放大的局部放電檢測器，其特征在于:包括TEV傳感器(I)、超聲波傳感器(2)、第一信號放大電路(3)、第二信號放大電路(4)、超聲波濾波電路(6)、數(shù)據(jù)存儲器(7)、比較電路(8)、數(shù)據(jù)輸出接口電路(9)、顯示器(10)、音頻功放電路(11)、耳機插頭(12);所述TEV傳感器⑴連接第一信號放大電路(3)的輸入端，所述第一信號放大電路(3)的輸出端連接比較電路(8)的輸入端，所述比較電路(8)的輸出端連接數(shù)據(jù)存儲器(7)，數(shù)據(jù)輸出接口電路(9)用于連接所述數(shù)據(jù)存儲器(7)和顯示器(10);所述超聲波傳感器⑵連接第二信號放大電路⑷的輸入端，所述第二信號放大電路⑷的輸出端連接超聲波濾波電路(6)的輸入端，所述超聲波濾波電路(6)的輸出端通過音頻功放電路(11)連接耳機插頭(12);其中，所述第一信號放大電路(3)包括三路不同增益的運放單元，所述三路運放單元分別包括一個UA733差分放大器，所述TEV傳感器(I)將信號分別輸入到三個UA733差分放大器的信號輸入端；所述三個UA733差分放大器均連接可調(diào)電阻，調(diào)整三路不同增益的運放單元放大增益分別為10倍、100倍、1000倍；所述三個UA733差分放大器的輸出端輸出三路增益不同的放大信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于可變增益放大的局部放電檢測器，其特征在于:所述超聲波傳感器為40KHz的超聲波傳感器。
【文檔編號】G01R31/12GK203773012SQ201420134496
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】胡兵 申請人:三泰電力技術(shù)（南京）股份有限公司