一種局部放電超聲前置處理電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種局部放電超聲前置處理電路，由信號(hào)輸入端（1）、輸入級(jí)放大模塊（2）、帶通濾波模塊（3）、主放大模塊（4）、緩沖輸出模塊（5）、信號(hào)輸出端（6）依序連接組成電路；設(shè)有穩(wěn)壓模塊（7）向電路供電，并設(shè)有內(nèi)置電池模塊（8）與穩(wěn)壓模塊（7）連接，還設(shè)有外部電源輸入端（9）與穩(wěn)壓模塊（7）連接。本發(fā)明涉及的一種局部放電超聲前置處理電路，具有抗干擾能力強(qiáng)、能夠大大降低現(xiàn)場(chǎng)各種聲干擾和電磁干擾的優(yōu)點(diǎn)，從而克服了現(xiàn)有的局部放電超聲前置處理電路的不足。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種局部放電超聲前置處理電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及一種局部放電超聲前置處理電路。

【背景技術(shù)】
[0002]局部放電是電氣設(shè)備發(fā)生絕緣故障的先兆和表現(xiàn)形式。長(zhǎng)期存在的局部放電使得絕緣裂化并擴(kuò)大，最終造成絕緣擊穿事故。
[0003]當(dāng)局部放電發(fā)生時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電、熱、聲、光等多種物理現(xiàn)象，技術(shù)人員根據(jù)檢測(cè)這些物理現(xiàn)象來(lái)判斷電氣設(shè)備是否存在局部放電。超聲被證明是局部放電的重要表現(xiàn)形式和有效檢測(cè)手段。為了防止運(yùn)行中電氣設(shè)備發(fā)生絕緣擊穿事故，電網(wǎng)企業(yè)和發(fā)電企業(yè)大量采購(gòu)了局部放電超聲檢測(cè)設(shè)備并開(kāi)展了局部放電超聲檢測(cè)工作。
[0004]局部放電超聲前置處理電路屬于模擬電子電路，其輸入來(lái)自局部放電超聲傳感器，其輸出連接至后端數(shù)字電子電路。由于目前局部放電超聲傳感器和后端數(shù)字電子電路的性能均已較為成熟和優(yōu)良，可以說(shuō)，局部放電超聲前置處理電路成為了局部放電超聲檢測(cè)設(shè)備的核心和瓶頸組件，其性能直接決定了局部放電超聲檢測(cè)設(shè)備的性能。
[0005]目前市場(chǎng)上已有的局部放電超聲前置處理電路，由于元器件選用不合理及參數(shù)選擇不合理，導(dǎo)致性能不夠理想。例如:1)大量采用三極管等分立器件，而不是儀表放大器、運(yùn)算放大器等集成電路，大部分廠商由于受到設(shè)計(jì)水平的限制，分立器件組成的電路的性能很難與集成電路媲美，導(dǎo)致局部放電超聲前置處理電路的抗干擾性、穩(wěn)定性不佳；2)目前市場(chǎng)上部分廠商的局部放電超聲前置處理電路，由于濾波模塊頻率范圍選用不當(dāng)(有的甚至只采用50Hz高通濾波器)，導(dǎo)致極易受低頻噪聲(20kHz以下，如工頻電壓干擾、諧波電壓干擾、人說(shuō)話聲、汽車(chē)聲、風(fēng)扇聲、機(jī)械振動(dòng)聲等)和高頻噪聲(300kHz以上，如閃光燈、手機(jī)通訊等)的干擾。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，提出一種局部放電超聲前置處理電路，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中局部放電超聲前置處理電路由于元器件選用不合理及參數(shù)選擇不合理導(dǎo)致抗干擾性、穩(wěn)定性不佳的問(wèn)題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種局部放電超聲前置處理電路，本發(fā)明特征在于:由信號(hào)輸入端、輸入級(jí)放大模塊、帶通濾波模塊、主放大模塊、緩沖輸出模塊、信號(hào)輸出端依序連接組成電路；設(shè)有穩(wěn)壓模塊向電路供電，并設(shè)有內(nèi)置電池模塊與穩(wěn)壓模塊連接，還設(shè)有外部電源輸入端與穩(wěn)壓模塊連接。
[0008]本發(fā)明所述輸入級(jí)放大模塊采用儀表放大器為核心組成，放大倍數(shù)為20dB。輸入級(jí)放大模塊具有輸入電阻大、共模抑制比高、低噪聲等優(yōu)點(diǎn)，極大地降低了共模干擾和射頻干擾。
[0009]本發(fā)明所述帶通濾波模塊采用高速運(yùn)算放大器為核心組成，濾波頻率范圍為20kHz?300kHz。帶通濾波模塊使得整個(gè)局部放電超聲前置處理電路具備優(yōu)良的抗干擾能力。
[0010]本發(fā)明所述主放大模塊采用精密運(yùn)算放大器為核心組成，主放大模塊的放大倍數(shù)可調(diào)，調(diào)整范圍為20dB或40dB或60dB。主放大模塊使得微弱的局部放電超聲信號(hào)得到精密的、有效的放大。
[0011]本發(fā)明所述緩沖輸出模塊采用緩沖放大器為核心組成，放大倍數(shù)為OdB。緩沖輸出模塊使得整個(gè)局部放電超聲前置處理電路具有低阻抗輸出，增大輸出電流、提高負(fù)載能力。
[0012]本發(fā)明所述的局部放電超聲前置處理電路的電源來(lái)自?xún)?nèi)置電池模塊或外部電源輸入端，電源通過(guò)穩(wěn)壓模塊轉(zhuǎn)換為低紋波、低噪聲、穩(wěn)壓電壓向輸入級(jí)放大模塊、帶通濾波模塊、主放大模塊、緩沖輸出模塊供電。
[0013]本發(fā)明的有益效果是，局部放電超聲前置處理電路的抗干擾性、穩(wěn)定性極大提高，不受低頻噪聲(20kHz以下，如工頻電壓干擾、諧波電壓干擾、人說(shuō)話聲、汽車(chē)聲、風(fēng)扇聲、機(jī)械振動(dòng)聲等)和高頻噪聲(300kHz以上，如閃光燈、手機(jī)通訊等)的干擾。
[0014]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的核心電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]圖1所示為一種局部放電超聲前置處理電路，本發(fā)明特征在于:由信號(hào)輸入端1、輸入級(jí)放大模塊2、帶通濾波模塊3、主放大模塊4、緩沖輸出模塊5、信號(hào)輸出端6依序連接組成電路；設(shè)有穩(wěn)壓模塊7向電路供電，并設(shè)有內(nèi)置電池模塊8與穩(wěn)壓模塊7連接，還設(shè)有外部電源輸入端9與穩(wěn)壓模塊7連接。
[0017]本發(fā)明所述輸入級(jí)放大模塊2采用儀表放大器為核心組成，放大倍數(shù)為20dB。輸入級(jí)放大模塊2具有輸入電阻大、共模抑制比高、低噪聲等優(yōu)點(diǎn)，極大地降低了共模干擾和射頻干擾。
[0018]本發(fā)明所述帶通濾波模塊3采用高速運(yùn)算放大器為核心組成，濾波頻率范圍為20kHz?300kHz。帶通濾波模塊3使得整個(gè)局部放電超聲前置處理電路具備優(yōu)良的抗干擾能力。
[0019]本發(fā)明所述主放大模塊4采用精密運(yùn)算放大器為核心組成，主放大模塊4的放大倍數(shù)可調(diào)，調(diào)整范圍為20dB或40dB或60dB。主放大模塊4使得微弱的局部放電超聲信號(hào)得到精密的、有效的放大。
[0020]本發(fā)明所述緩沖輸出模塊5采用緩沖放大器為核心組成，放大倍數(shù)為OdB。緩沖輸出模塊5使得整個(gè)局部放電超聲前置處理電路具有低阻抗輸出，增大輸出電流、提高負(fù)載能力。
[0021]本發(fā)明所述的局部放電超聲前置處理電路的電源來(lái)自?xún)?nèi)置電池模塊8或外部電源輸入端9，電源通過(guò)穩(wěn)壓模塊7轉(zhuǎn)換為低紋波、低噪聲、穩(wěn)壓電壓向輸入級(jí)放大模塊2、帶通濾波模塊3、主放大模塊4、緩沖輸出模塊5供電。
[0022]圖2所示為一種局部放電超聲前置處理電路的核心電路圖。
[0023]所述輸入級(jí)放大模塊2由用于信號(hào)放大的儀表放大器Ul及其外圍輔助電路組成。
[0024]所述帶通濾波模塊3由用于信號(hào)濾波的高速運(yùn)算放大器U2、U3、U4、U5、U6、U7及其外圍輔助電路組成。帶通濾波模塊3的典型設(shè)計(jì)采用6個(gè)高速運(yùn)算放大器為核心組成，包括:①由U2、U3、U4、U5組成的20kHz Sallen Key拓?fù)浒吞匚炙垢咄V波部分；②由U6、U7組成的300kHz MFB拓?fù)浒吞匚炙沟屯V波部分。帶通濾波模塊3使得整個(gè)局部放電超聲前置處理電路具備優(yōu)良的抗干擾能力。
[0025]所述主放大模塊4由用于信號(hào)放大的精密運(yùn)算放大器U8及其外圍輔助電路組成。
[0026]所述緩沖輸出模塊5由用于緩沖輸出的緩沖放大器U9及其外圍輔助電路組成。
[0027]所述穩(wěn)壓模塊7由用于穩(wěn)壓的線性穩(wěn)壓器U10、Ull及其外圍輔助電路組成。
[0028]上述實(shí)例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種局部放電超聲前置處理電路，其特征在于:由信號(hào)輸入端(I)、輸入級(jí)放大模塊(2)、帶通濾波模塊(3)、主放大模塊(4)、緩沖輸出模塊(5)、信號(hào)輸出端(6)依序連接組成電路；設(shè)有穩(wěn)壓模塊(7 )向電路供電，并設(shè)有內(nèi)置電池模塊(8 )與穩(wěn)壓模塊(7 )連接，還設(shè)有外部電源輸入端(9 )與穩(wěn)壓模塊(7 )連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種局部放電超聲前置處理電路，其特征在于:輸入級(jí)放大模塊(2)采用儀表放大器為核心組成，放大倍數(shù)為20dB。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種局部放電超聲前置處理電路，其特征在于:帶通濾波模塊(3)采用高速運(yùn)算放大器為核心組成，濾波頻率范圍為20kHz?300kHz。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種局部放電超聲前置處理電路，其特征在于:主放大模塊(4)采用精密運(yùn)算放大器為核心組成，主放大模塊(4)的放大倍數(shù)可調(diào)，調(diào)整范圍為20dB或40dB 或 60dB。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種局部放電超聲前置處理電路，其特征在于:緩沖輸出模塊(5)采用緩沖放大器為核心組成，放大倍數(shù)為OdB。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種局部放電超聲前置處理電路，其特征在于:該電路的電源來(lái)自?xún)?nèi)置電池模塊(8 )或外部電源輸入端(9 )，電源通過(guò)穩(wěn)壓模塊(7 )向輸入級(jí)放大模塊(2)、帶通濾波模塊(3)、主放大模塊(4)、緩沖輸出模塊(5)供電。
【文檔編號(hào)】H03G3/00GK104242846SQ201410543904
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月15日
【發(fā)明者】彭晶, 王科, 譚向宇, 項(xiàng)恩新, 劉光祺, 馬儀, 錢(qián)國(guó)超 申請(qǐng)人:云南電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院