局部放電數(shù)據(jù)采集電路及檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電力電纜絕緣檢測領(lǐng)域，特別是涉及一種應(yīng)用于超高頻局部放電數(shù)據(jù)采集電路及檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，城市電網(wǎng)中大量采用電力電纜輸配電。電纜已成為城市內(nèi)傳輸電力的主導(dǎo)產(chǎn)品。由于電纜的絕緣材料特性，電纜的制造工藝、施工技術(shù)等原因?qū)е码娏﹄娎|的運(yùn)行過程當(dāng)中可能會(huì)產(chǎn)生各種絕緣缺陷導(dǎo)致局部放電。當(dāng)它使用到一定年限后局部放電繼續(xù)發(fā)展到一定程度導(dǎo)致絕緣擊穿而造成電網(wǎng)嚴(yán)重事故。因而對交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣缺陷局部放電檢測方法的研究就顯得尤為迫切，及時(shí)、準(zhǔn)確地檢測到電纜絕緣隱患，就可以及時(shí)采取必要的應(yīng)對措施，減少突發(fā)事故等帶來的經(jīng)濟(jì)損失具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0003]局部放電，簡稱局放，是電力電纜運(yùn)行中的一個(gè)較大的安全隱患，是電纜絕緣劣化的征兆，也是造成絕緣劣化的重要原因之一。因此對電力電纜進(jìn)行局部放電信號檢測和定位研究有著重要的意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。IEC及世界各國都制定了相關(guān)的局部放電信號測試標(biāo)準(zhǔn)，通過對局部放電信號的檢測及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，找出故障原因，保證電力電纜質(zhì)量，保障電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。
[0004]現(xiàn)有的超高頻局部放電檢測系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)對高壓輸配電變電站中GIS、變壓器等設(shè)備的局部放電情況的監(jiān)測。當(dāng)設(shè)備中出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象時(shí)，會(huì)產(chǎn)生特高頻信號，通過局放傳感器的檢測，將高頻信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和分析運(yùn)算，在局放信號采集單元中，將采集到的放電脈沖信號疊加至檢測線路的工頻相位上，得到對應(yīng)的局放脈沖相位圖譜，以分析導(dǎo)致局放發(fā)生設(shè)備缺陷種類。因此，采集工頻信號是非常關(guān)鍵的，然而，現(xiàn)有的大型變電站基本設(shè)置在戶外，導(dǎo)致檢測系統(tǒng)也被安置在戶外，不可避免的存在電磁干擾，導(dǎo)致了采集工頻信號的不穩(wěn)定。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種局部放電數(shù)據(jù)采集電路及檢測系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中在戶外監(jiān)視設(shè)備時(shí)，因存在電磁干擾，導(dǎo)致采集工頻信號不穩(wěn)定的問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種局部放電數(shù)據(jù)采集電路，適于采集局放信號輸入到局部放電檢測系統(tǒng)，至少包括:
[0007]采集單元，適于采集電壓工頻信號，將所述電壓工頻信號進(jìn)行電氣隔離，生成對應(yīng)地電流信號；
[0008]轉(zhuǎn)換處理單元，其輸入端與所述采集單元的輸出端相連，適于將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，與校正電壓信號比較，生成相應(yīng)地脈沖信號，將所述脈沖信號依次濾波、限幅處理，輸出對應(yīng)地局放信號；
[0009]校正信號單元，其輸出端與所述轉(zhuǎn)換處理單元的輸入端相連，適于向所述轉(zhuǎn)換處理單元提供校正電壓信號；
[0010]補(bǔ)償單元，其輸出端與所述轉(zhuǎn)換處理單元的輸入端相連，適于將對比較輸出的局放信號進(jìn)行補(bǔ)償。
[0011]優(yōu)選地，所述采集單元包括電壓互感器與采樣電阻，所述采樣電阻連接所述電壓互感器，所述采樣電阻適于將額定電壓轉(zhuǎn)換為電流信號，輸出至所述電壓互感器。
[0012]優(yōu)選地，所述采樣電阻為四個(gè)阻值均為100K歐姆的電阻。
[0013]優(yōu)選地，所述電壓互感器連接在四個(gè)電阻的中間端。
[0014]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)換處理單元包括第一濾波電路、第二濾波電路、比較器、保護(hù)電路和取樣電阻，所述采集單元的輸出端通過所述取樣電阻連接所述第一濾波電路的輸入端，所述第一濾波電路的輸出端連接所述比較器的輸入端，所述比較器的輸出端連接所述第二濾波電路輸入端，所述第二濾波電路輸出端連接所述保護(hù)電路的輸入端，所述保護(hù)電路的輸出端輸出局放信號。
[0015]優(yōu)選地，所述第一濾波電路與所述第二濾波電路均為RC濾波器。
[0016]優(yōu)選的，所述保護(hù)電路為兩個(gè)反向并聯(lián)連接的二極管。
[0017]優(yōu)選的，所述校正信號單元包括電壓跟隨器與運(yùn)算放大器，所述電壓跟隨器的輸出端連接所述運(yùn)算放大器輸入端，所述運(yùn)算放大器的輸出端連接所述轉(zhuǎn)換處理單元的輸入端。
[0018]優(yōu)選地，所述補(bǔ)償單元為保存采集標(biāo)準(zhǔn)電壓工頻信號與校正電壓信號對比結(jié)果的數(shù)據(jù)，根據(jù)該數(shù)據(jù)對局放信號特征量進(jìn)行補(bǔ)償、修正。
[0019]本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種采用局部放電數(shù)據(jù)采集電路的局部放電檢測設(shè)備。
[0020]如上所述，本實(shí)用新型的局部放電數(shù)據(jù)采集電路及檢測系統(tǒng)，具有以下有益效果:
[0021]通過將采集的電壓工頻信號進(jìn)行電氣隔離，生成采樣的電流信號，提高了有效的抗電磁干擾能力;將采樣的電流信號與校正電壓信號比較，生成相應(yīng)地脈沖信號，將所述脈沖信號依次濾波、限幅處理，輸出對應(yīng)地局放信號，通過二極管進(jìn)行脈沖幅度限制，有效防止電磁干擾耦合到線路上損壞采集器的觸發(fā)脈沖輸入端。局部放電檢測設(shè)備安裝在在戶夕卜，通過該采集電路極大提高了采集工頻信號的抗干擾能力，在輸出設(shè)置補(bǔ)償單元，通過實(shí)時(shí)修正局部放電檢測設(shè)備，避免環(huán)境變化、運(yùn)行時(shí)長變化等因素導(dǎo)致的測量誤差，從而極大的提高每次測量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)度。
【附圖說明】
[0022]圖1顯示為本實(shí)用新型的局部放電數(shù)據(jù)采集電路結(jié)構(gòu)框圖；
[0023]圖2顯示為本實(shí)用新型的局部放電數(shù)據(jù)采集電路的電路圖。
[0024]元件標(biāo)號說明:
[°°25]I采集單元
[0026]2轉(zhuǎn)換處理單元
[0027]3校正信號單元
[0028]4補(bǔ)償單元
[0029]Rl?R12 電阻
[0030]Cl ?C2電容
[0031 ]Dl ?D2二極管
[0032]D3肖特基二極管
[0033]Tl運(yùn)算放大器
[0034]T2比較器
[0035]TVl電壓互感
【具體實(shí)施方式】
[0036]以下通過特定的具體實(shí)例說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本實(shí)用新型還可以通過另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本實(shí)用新型的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0037]需要說明的是，以下實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實(shí)用新型的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本實(shí)用新型中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0038]請參閱圖1，為本實(shí)用新型提供一種局部放電數(shù)據(jù)采集電路結(jié)構(gòu)框圖，包括:
[0039]采集單元I，適于采集電壓工頻信號，將所述電壓工頻信號進(jìn)行電氣隔離，生成對應(yīng)地電流信號；
[0040]轉(zhuǎn)換處理單元2，其輸入端與所述采集單元的輸出端相連，適于將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，與校正電壓信號比較，生成相應(yīng)地脈沖信號，將所述脈沖信號依次濾波、限幅處理，輸出對應(yīng)地局放信號；
[0041]校正信號單元3，其輸出端與所述轉(zhuǎn)換處理單元的輸入端相連，適于向所述轉(zhuǎn)換處理單元提供校正電壓信號；
[0042]補(bǔ)償單元4，其輸出端與所述轉(zhuǎn)換處理單元的輸入端相連，適于將對比較輸出的局放信號進(jìn)行補(bǔ)償。
[0043]在本實(shí)施例中，通過將采集的電壓工頻信號進(jìn)行電氣隔離，生成采樣的電流信號，提高了有效的抗電磁干擾能力；將采樣的電流信號與校正電壓信號比較，生成相應(yīng)地脈沖信號，將所述脈沖信號依次濾波、限幅處理，輸出對應(yīng)地局放信號，通過二極管進(jìn)行脈沖幅度限制，有效防止電磁干擾耦合到線路上損壞采集器的觸發(fā)脈沖輸入端。局部放電檢測設(shè)備安裝在在戶外，通過該采集電路極大提高了采集工頻信號的抗干擾能力，在輸出設(shè)置補(bǔ)償單元，通過實(shí)時(shí)修