本發(fā)明涉及斷路器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于高頻電流的高壓斷路器真空度檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，真空斷路器的離線檢測方法較多，主要包括：觀察法，火花計法，吸氣劑顏色變化的判定法，工頻耐壓法，射線法和磁控放電法等。其中磁控放電法是目前使用較多，也是較為可靠的一種檢測方法。但是磁控放電法的缺點也很明顯，通過測定離子電流，便可知道滅弧室內(nèi)的真空度，對一定型號的滅弧室，先通過實驗校定壓強—離子電流曲線，以便實際測量時可根據(jù)電流查得真空度，在測量時需要將開關(guān)從開關(guān)柜中取出，并將真空滅弧室從開關(guān)上拆下方能進行檢測，這樣操作不便而且耗費人力，物力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種基于高頻電流的高壓斷路器真空度檢測系統(tǒng)，實能夠有效提取交流電壓信號的峰值，并且具有適應(yīng)頻率范圍寬，抗干擾能力強的優(yōu)點。

本發(fā)明具體采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種基于高頻電流的高壓斷路器真空度檢測系統(tǒng)，包括放大電路、濾波電路、峰值檢測電路、a/d轉(zhuǎn)換電路和顯示電路，所述放大電路采集采樣電阻的電壓信號，將所述電壓信號放大，放大后的所述電壓信號經(jīng)過所述濾波電路剔除頻率在50khz以上的高頻諧波分量，獲得頻率在50khz以下的電壓信號，所述峰值檢測電路提取50khz以下的電壓信號的峰值，并將所述峰值以直流電壓信號的方式輸入至所述a/d轉(zhuǎn)換電路，所述a/d轉(zhuǎn)換電路將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號用于數(shù)據(jù)處理，所述顯示電路將所述a/d轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進行直觀顯示。

作為優(yōu)選，所述放大電路包括兩個電壓跟隨器和一個可編程運算放大器，所述電壓跟隨器用于實現(xiàn)阻抗匹配，提高后續(xù)電路的輸入阻抗。

作為優(yōu)選，所述濾波電路由兩個二階契比雪夫低通濾波器串聯(lián)組合而成。

作為優(yōu)選，所述峰值檢測電路由絕對值電路和信號調(diào)理電路兩部分組成。

作為優(yōu)選，所述絕對值電路由半波整流電路和加法運算放大器組成。

作為優(yōu)選，所述信號調(diào)理電路接收所述絕對值電路輸出的絕對值信號，將其轉(zhuǎn)化為平滑的直流信號，所述信號調(diào)理電路由rc濾波器、四個運算放大器和一個反相放大電路構(gòu)成。

本發(fā)明提供的基于高頻電流的高壓斷路器真空度檢測系統(tǒng)，其有益效果在于：通過檢測高頻預(yù)擊穿電流的峰值從而獲知高壓斷路器真空滅弧室內(nèi)部的真空度情況，并且具有適應(yīng)頻率范圍寬，抗干擾能力強的優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的斷路器真空度檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是放大電路原理圖；

圖3是濾波電路原理圖；

圖4絕對值電路原理圖；

圖5信號調(diào)理電路圖；

圖6顯示電路圖。

具體實施方式

為進一步說明各實施例，本發(fā)明提供有附圖。這些附圖為本發(fā)明揭露內(nèi)容的一部分，其主要用以說明實施例，并可配合說明書的相關(guān)描述來解釋實施例的運作原理。配合參考這些內(nèi)容，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)能理解其他可能的實施方式以及本發(fā)明的優(yōu)點。圖中的組件并未按比例繪制，而類似的組件符號通常用來表示類似的組件。

現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進一步說明。

如圖1所示，本實施提供的一種基于高頻電流的高壓斷路器真空度檢測系統(tǒng)，包括放大電路、濾波電路、峰值檢測電路、a/d轉(zhuǎn)換電路和顯示電路，所述放大電路采集采樣電阻的電壓信號，將所述電壓信號放大，放大后的所述電壓信號經(jīng)過所述濾波電路剔除頻率在50khz以上的高頻諧波分量，獲得頻率在50khz以下的電壓信號，所述峰值檢測電路提取50khz以下的電壓信號的峰值，并將所述峰值以直流電壓信號的方式輸入至所述a/d轉(zhuǎn)換電路，所述a/d轉(zhuǎn)換電路將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號用于數(shù)據(jù)處理，所述顯示電路將所述a/d轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進行直觀顯示。

由采樣電阻取來的電壓信號，幅值在幾十毫伏到幾百毫伏之間。由于信號較弱，所以它需要先經(jīng)過放大以后才能進行后續(xù)的信號處理，此部分電路結(jié)構(gòu)比較簡單，由一個電壓跟隨器加一個可編程運算放大器和另一個電壓跟隨器組成，電壓跟隨器的作用就是實現(xiàn)阻抗匹配,提高后續(xù)電路的輸入阻抗，具體電路如圖2所示?？删幊踢\算放大器選用pga103，通過編程改變其放大增益倍數(shù)用非常方便。

本實施例采用四階契比雪夫低通濾波器，是由兩個二階契比雪夫低通濾波器串聯(lián)組合而成，其截止頻率為50khz，增益為36，波動幅度為1/2分貝，其硬件連接如圖3所示。采用了lf353運算放大器，lf353是成本低，速度快，雙jfet輸入的運算放大器。芯片內(nèi)部輸入失調(diào)電壓己經(jīng)激光修正，只需提供很低的電流就可保持大的增益帶寬積和高的壓擺率，此外，匹配精良的jfet輸入器件提供非常低的輸入偏置電流和失調(diào)電流。該運算放大器具有低輸入失調(diào)電壓，低輸入偏置電流,高輸入阻抗，低噪聲，低失調(diào)電壓漂移的特點。

峰值檢測電路是整個高頻電流法真空度檢測系統(tǒng)的核心。它承擔(dān)著將高頻交流信號的峰值變?yōu)橹绷餍盘柕闹厝?，它的?zhǔn)確程度直接影響著整個系統(tǒng)的測量結(jié)果，其主要由絕對值電路和信號調(diào)理電路兩大部分組成。

絕對值電路是峰值檢測電路的第一部分，它的作用是將高頻交流信號變?yōu)槿胫芑蛘呷摪胫艿陌氩ㄐ盘?，即所謂的絕對值信號。具體電路如圖4所示，在半波整流電路的基礎(chǔ)上，加一級加法運算放大器，就組成了簡單的絕對值電路。

信號調(diào)理電路的功能是接收絕對值信號，將其轉(zhuǎn)化為平滑的直流信號，并且保證此直流信號為輸入正弦信號的峰值，電路圖如圖5所示。r13和c1構(gòu)成rc濾波器，u1、u2單元的4個運算放大器構(gòu)成信號調(diào)理電路，它的功能是剔除諧波分量,抑制交流諧波信號的干擾。u3a運算放大器構(gòu)成的是一個反相放大電路，它的功能是調(diào)節(jié)所輸出的直流信號的幅值，即是補償電路，補償濾波環(huán)節(jié)和由于二極管管壓降造成的峰值損失。

本實施例的顯示電路主要用到led、mcs-51單片機、mc14495驅(qū)動芯片、ad轉(zhuǎn)換器0809和d觸發(fā)器搭建而成，具體電路如圖6所示。整個電路的工作原理是：由單片機的寫信號wr和p2.0控制adc的地址鎖存和轉(zhuǎn)換啟動，由于ale和start連在一起，因此adc0809的鎖存通道地址的同時也啟動轉(zhuǎn)換在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時，用單片機的讀信號rd和p2.7引腳經(jīng)一級或非門后，產(chǎn)生的正脈沖作為oe信號，用以打開三態(tài)輸出鎖存器。

盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細節(jié)上可以對本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出一種基于高頻電流的高壓斷路器真空度檢測系統(tǒng)，涉及斷路器技術(shù)領(lǐng)域，包括放大電路、濾波電路、峰值檢測電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和顯示電路，放大電路采集采樣電阻的電壓信號，放大后的電壓信號經(jīng)過濾波電路剔除頻率在50KHz以上的高頻諧波分量，獲得頻率在50KHz以下的電壓信號，峰值檢測電路提取50KHz以下的電壓信號的峰值，將峰值以直流電壓信號的方式輸入至A/D轉(zhuǎn)換電路，A/D轉(zhuǎn)換電路將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號處理，顯示電路將A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進行直觀顯示。本發(fā)明提供通過檢測高頻預(yù)擊穿電流的峰值從而獲知高壓斷路器真空滅弧室內(nèi)部的真空度情況，并且具有適應(yīng)頻率范圍寬，抗干擾能力強的優(yōu)點。

技術(shù)研發(fā)人員：鐘達壽
受保護的技術(shù)使用者：唐恩（廈門）電氣有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2016.12.22
技術(shù)公布日：2017.07.25