一種基于雪崩三極管的特高頻局部放電檢測設(shè)備模式識別功能測試系統(tǒng)及其測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種局部放電檢測設(shè)備測試系統(tǒng)及其測試方法，尤其是涉及一種基于雪崩三極管的特高頻局部放電檢測設(shè)備模式識別功能測試系統(tǒng)及其測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，以氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(GIS)、變壓器、交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備等為代表的電氣設(shè)備絕緣故障高發(fā)，給電網(wǎng)和發(fā)電企業(yè)帶來了較大的風(fēng)險或損失。
[0003]局部放電是電氣設(shè)備發(fā)生絕緣故障的重要原因、征兆和表現(xiàn)形式，故各電網(wǎng)企業(yè)和發(fā)電企業(yè)對電氣設(shè)備局部放電現(xiàn)象的檢測非常重視。
[0004]特高頻局部放電檢測設(shè)備被證明可有效檢測電氣設(shè)備局部放電現(xiàn)象，故各電網(wǎng)和發(fā)電企業(yè)近年來開始大量配備特高頻局部放電檢測設(shè)備，將其應(yīng)用于電氣設(shè)備局部放電帶電檢測和在線監(jiān)測領(lǐng)域。
[0005]特高頻局部放電檢測設(shè)備的核心功能是對特高頻局部放電模式進(jìn)行識別，以便判斷放電發(fā)生部位及其危險程度，為電氣設(shè)備狀態(tài)檢修提供輔助決策。
[0006]然而，國內(nèi)外特高頻局部放電檢測設(shè)備生產(chǎn)廠商眾多、產(chǎn)品技術(shù)水平差異較大。由于缺乏對特高頻局部放電檢測設(shè)備進(jìn)行測試的有效系統(tǒng)和方法、特別是對居于核心的模式識別功能進(jìn)行測試的有效系統(tǒng)和方法，如何選擇技術(shù)水平高、性能優(yōu)良的特高頻局部放電檢測設(shè)備成為各電網(wǎng)企業(yè)和發(fā)電企業(yè)面臨的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于雪崩三極管的特高頻局部放電檢測設(shè)備模式識別功能測試系統(tǒng)及其測試方法，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種基于雪崩三極管的特高頻局部放電檢測設(shè)備模式識別功能測試系統(tǒng)及其測試方法。
[0009]—種基于雪崩三極管的特高頻局部放電檢測設(shè)備模式識別功能測試系統(tǒng)，其特征在于:由觸發(fā)電路、負(fù)脈沖電路、正脈沖電路、特高頻發(fā)射天線組成；觸發(fā)電路的輸出與負(fù)脈沖電路或正脈沖電路的輸入相連接；負(fù)脈沖電路或正脈沖電路的輸出與特高頻發(fā)射天線的輸入相連接；特高頻發(fā)射天線對準(zhǔn)被測特高頻局部放電檢測設(shè)備的傳感器；觸發(fā)電路的輸出與被測特高頻局部放電檢測設(shè)備的主機(jī)的外同步端口相連接。
[0010]觸發(fā)電路由運(yùn)算放大器U1、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第一電容Cl、穩(wěn)壓管D1、觸發(fā)電路輸出Jl、直流電源VCC、接地端GND組成；運(yùn)算放大器U1，其第一端連接至第四電阻R4第一端，第二端連接至接地端GND，第三端連接至第三電阻R3第一端，第四端連接至第一電容Cl第一端，第五端連接至直流電源VCC ;第一電阻R1，其第一端連接至運(yùn)算放大器Ul第三端，第二端連接至觸發(fā)電路輸出Jl第一端；第二電阻R2，其第一端連接至運(yùn)算放大器Ul第四端，第二端連接至觸發(fā)電路輸出Jl第一端；第三電阻R3，其第一端連接至運(yùn)算放大器Ul第三端，第二端連接至接地端GND ;第四電阻R4，其第一端連接至運(yùn)算放大器Ul第一端，第二端連接至觸發(fā)電路輸出Jl第一端；第一電容Cl，其第一端連接至運(yùn)算放大器Ul第四端，第二端連接至接地端GND;穩(wěn)壓管D1，其第一端連接至觸發(fā)電路輸出Jl第一端，第二端連接至接地端GND ;觸發(fā)電路輸出Jl與穩(wěn)壓管Dl并聯(lián)。
[0011]負(fù)脈沖電路由第一雪崩三極管Q1、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第二電容C2、第三電容C3、觸發(fā)電路輸出Jl、負(fù)脈沖電路輸出J2、直流電源VCC、接地端GND組成；第一雪崩三極管Q1，其第一端通過第五電阻R5第二端，第二端連接至第六電阻R6第一端，第三端連接至接地端GND ;第五電阻R5，其第一端連接至直流電源VCC，第二端連接至第一雪崩三極管Ql第一端；第六電阻R6，其第一端連接至第一雪崩三極管Ql第二端，第二端連接至接地端GND ;第七電阻R7，其第一端連接至負(fù)脈沖電路輸出J2第一端，第二端連接至接地端GND ;第二電容C2，其第一端連接至第一雪崩三極管Ql第一端，第二端連接至負(fù)脈沖電路輸出J2第一端；第三電容C3，其第一端連接至觸發(fā)電路輸出Jl第一端，第二端連接至第一雪崩三極管Ql第二端；觸發(fā)電路輸出J1，其第一端連接至第三電容C3第一端，第二端連接至接地端GND ;負(fù)脈沖電路輸出J2與第七電阻R7并聯(lián)。
[0012]正脈沖電路由第二雪崩三極管Q2、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第i^一電阻R11、第四電容C4、第五電容C5、變壓器T1、觸發(fā)電路輸出Jl、正脈沖電路輸出J3、直流電源VCC、接地端GND組成；第二雪崩三極管Q2，其第一端連接至第八電阻R8第二端，第二端連接至第二雪崩三極管Q2第二端，第三端連接至第十電阻RlO第一端；第八電阻R8，其第一端連接至直流電源VCC，第二端連接至第二雪崩三極管Q2第一端；第九電阻R9，其第一端連接至變壓器Tl第一端，第二端連接至接地端GND ;第十電阻R10，其第一端連接至第二雪崩三極管Q2第三端，第二端連接至接地端GND ;第十一電阻R11，其第一端連接至正脈沖電路輸出J3第一端，第二端連接至接地端GND ;第四電容C4，其第一端連接至觸發(fā)電路輸出Jl第一端，第二端連接至接地端GND ;第五電容C5，其第一端連接至第二雪崩三極管Q2第三端，第二端連接至正脈沖電路輸出J3第一端；變壓器Tl，其第一端連接至第九電阻R9第一端，第二端連接至第二雪崩三極管Q2第二端，第三端連接至接地端GND，第四端連接至第十電阻RlO第一端；觸發(fā)電路輸出J1，其第一端連接至第四電容C4第一端，第二端連接至接地端GND ;正脈沖電路輸出J3與第^^一電阻Rll并聯(lián)。
[0013]特高頻發(fā)射天線等效高度不低于6_。
[0014]—種基于雪崩三極管的特高頻局部放電檢測設(shè)備模式識別功能測試方法，其特征在于:通過使用測試系統(tǒng)產(chǎn)生并發(fā)射具有金屬尖端或懸浮電位體局部放電模式的特高頻信號，通過對比測試系統(tǒng)實際產(chǎn)生并發(fā)射的特高頻信號局部放電模式和被測特高頻局部放電檢測設(shè)備檢測并判斷的特高頻信號局部放電模式是否一致，達(dá)到對被測特高頻局部放電檢測設(shè)備模式識別功能進(jìn)行測試的目的。
[0015]具有金屬尖端局部放電模式的特高頻信號，上升時間不大于3.33ns，脈沖重復(fù)率為50Hz，固定在工頻周期270°的相位產(chǎn)生。
[0016]具有懸浮電位體局部放電模式的特高頻信號，上升時間不大于3.33ns，脈沖重復(fù)率為10Hz，固定在工頻周期90°和270°的相位產(chǎn)生。
[0017]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0018]圖1為測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖2為觸發(fā)電路圖；圖中:U1、運(yùn)算放大器；R1、第一電阻；R2、第二電阻；R3、第三電阻；R4、第四電阻；C1、第一電容；D1、穩(wěn)壓管Jl、觸發(fā)電路輸出；VCC、直流電源；GND、接地端；
[0020]圖3為負(fù)脈沖電路圖；Q1、第一雪崩三極管；R5、第五電阻；R6、第六電阻；R7、第七電阻；C2、第二電容；C3、第三電容；J1、觸發(fā)電路輸出；J2、負(fù)脈沖電路輸出；VCC、直流電源；GND、接地端；
[0021]圖4為正脈沖電路圖；Q2、第二雪崩三極管；R8、第八電阻；R9、第九電阻；R10、第十電阻；R11、第i^一電阻；C4、第四電容；C5、第五電容；T1、變壓器J1、觸發(fā)電路輸出J3、正脈沖電路輸出；VCC、直流電源；GND、接地端；
[0022]圖5為測試系統(tǒng)產(chǎn)生并發(fā)射的具有金屬尖端局部放電模式的特高頻信號；
[0023]圖6為理想的被測特高頻局部放電檢測設(shè)備對具有金屬尖端局部放電模式的特高頻信號的模式識別結(jié)果；
[0024]圖7為測試系統(tǒng)產(chǎn)生并發(fā)射的具有懸浮電位體局部放電模式的特高頻信號；
[0025]圖8為理想的特高頻局部放電檢測設(shè)備對具有懸浮電位體局部放電模式的特高頻信號的模式識別結(jié)果。
【具體實施方式】
[0026]圖1所示的為測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0027]測試系統(tǒng)由觸發(fā)電路、負(fù)脈沖電路、正脈沖電路、特高頻發(fā)射天線組成；觸發(fā)電路的輸出與負(fù)脈沖電路或正脈沖電路的輸入相連接；負(fù)脈沖電路或正脈沖電路的輸出與特高頻發(fā)射天線的輸入相連接；特高頻發(fā)射天線對準(zhǔn)被測特高頻局部放電檢測設(shè)備的傳感器；觸發(fā)電路的輸出與被測特高頻局部放電檢測設(shè)備的主機(jī)的外同步端口相連接。
[0028]圖2所示的為觸發(fā)電路圖。
[0029]觸發(fā)電路由運(yùn)算放大器U1、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第一電容Cl、穩(wěn)壓管D1、觸發(fā)電路輸出Jl、直流電源VCC、接地端GND組成；運(yùn)算放大器U1，其第一端連接至第四電阻R4第一端，第二端連接至接地端GND，第三端連接至第三電阻R3第一端，第四端連接至第一電容Cl第一端，第五端連接至直流電源VCC ;第一電阻R1，其第一端連接至運(yùn)算放大器Ul第三端，第二端連接至觸發(fā)電路輸出Jl第一端；第二電阻R2，其第一端連接至運(yùn)算放大器Ul第四端，第二端連接至觸發(fā)電路輸出Jl第一端；第三電阻R3，其第一端連接至運(yùn)算放大器Ul第三端，第二端連接至接地端GND ;第四電阻R4，其第一端連接至運(yùn)算放大器Ul第一端，第二端連接至觸發(fā)電路輸出Jl第一端；第一電容Cl，其第一端連接至運(yùn)算放大器Ul第四端，第二端連接至接地端GND;穩(wěn)壓管D1，其第一端連接至觸發(fā)電路輸出Jl第一端，第二端連接至接地端GND ;觸發(fā)電路輸出Jl與穩(wěn)壓管Dl并聯(lián)。
[0030]圖3所示的為負(fù)脈沖電路圖。
[0031]負(fù)脈沖電路由第一雪崩三極管Q1、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第二電容C2、第三電容C3、觸發(fā)電路輸出Jl、負(fù)脈沖電路輸出J2