CN103235276B - 一种局部放电信号发生器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种局部放电信号发生器，包括键盘以及依次相连的光敏二极管、同步触发电路、单片机、信号发生电路和输出接口，所述键盘与单片机相连。本发明的局部放电信号发生器，能够输出模拟真实的四种典型的局部放电类型的信号，超高频局部放电检测装置通过检测局部放电信号发生器产生的局部放电信号，展示检测结果，从而判断该局部放电检测装置的测试性能。

Description

一种局部放电信号发生器

技术领域

本发明涉及的是一种电力系统技术领域的装置，具体是一种用于检验超高频检测设备测试性能的局部放电信号发生器。

背景技术

开关柜是电力系统中常用的重要设备，开关柜内部存在绝缘缺陷时会产生局部放电，通过对局部放电的检测可以有效地判断开关设备的绝缘状态，有效检测局部放电对确保开关柜的安全稳定运行具有重要意义。

开关柜内部由于绝缘缺陷而产生的局部放电现象主要包括电晕缺陷放电、气隙缺陷放电、悬浮电极缺陷放电和微粒缺陷放电四种类型，其局部放电脉冲波与工频电源相位有强烈的相关性，例如：电晕缺陷放电的局部放电脉冲大多发生在工频电源负半周上；气隙缺陷两端承受正向或反向电压时的放电特性较为一致，因此其局部放电脉冲分布的正负半周对称且相关性强；悬浮电极缺陷位于高压端和接地屏蔽之间，而与两者均不相连，故其正负半周的局部放电脉冲也较为对称而发生的次数较为稀少；微粒缺陷放电随着微粒的跳动而产生放电，局部放电脉冲次数稀少且发生时刻与工频相位不相关。

目前开关设备内部局部放电信号的检测方法中，超高频法是目前实现开关设备局部放电在线监测比较实用可行的方法。超高频法，是利用传感器接收局部放电激发的300MHz至3GHz的电磁波来监测局部放电。超高频法的监测范围较宽，在线监测时传感器数目较少，局部放电在线检测与定位快速方便。超高频法由于其在开关设备局部放电在线监测方面具有不可替代的优势，近年来已成为开关设备运行现场局部放电检测的主要手段。

利用超高频法进行巡检，市面上有大量的超高频局部放电检测设备，包括手持式便携检测及在线监测等目前市面上有大量的局部放电检测装置，包括手持式便携检测装置及在线监测装置等。局部放电所产生的电磁振动会产生电磁波，在固气与气体介质中，局部放电脉冲波会发生非常丰富的电磁波超高频分量，超高频局部放电检测设备通过监测开关柜内局部放电时激发的300MHz至3GHz的电磁波来判断开关柜内部绝缘缺陷故障的严重性。但是对于这些设备的测试性能，缺乏有效的检验手段。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种局部放电信号发生器，能够产生模拟真实的四种典型的局部放电信号，超高频局部放电检测设备通过检测局部放电信号发生器产生的局部放电信号，展示检测结果，从而判断该超高频局部放电检测设备的测试性能。

实现上述目的的技术方案是：

一种局部放电信号发生器，包括键盘以及依次相连的光敏二极管、同步触发电路、单片机、信号发生电路和输出接口，所述键盘与单片机相连；

所述同步触发电路包括第一电源、第一三极管、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，其中：

所述光敏二极管的正极通过第一电容接所述第一三极管的基极，光敏二极管的负极接地；

所述第一电阻与光敏二极管并联；

所述第三电阻的一端连接第一电源，第三电阻的另一端连接第一三极管的集电极；

所述第二电阻的一端连接第一电源，第二电阻的另一端连接第一三极管的基极；

所述第二电容的一端通过第四电阻与所述第一三极管的集电极相连，第二电容的另一端连接所述第一三极管的发射极并接地；

所述第四电阻与第二电容的相接端连接所述单片机的输入端；

所述信号发生电路包括第二电源、第二三极管、第五电阻和第六电阻，其中：所述单片机的输出端通过第五电阻连接所述第二三极管的基极，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极通过第六电阻与第二电源相连；

所述输出接口与第二三极管的集电极相连，所述输出接口接地。

上述的局部放电信号发生器，其中，所述输出接口的类型为N型、BNC型或SMA型。

本发明的局部放电信号发生器与现有技术相比，产生的模拟信号能够精准捕抓同步信号的相位，保证多次产生信号之间与50Hz的同步关系，能够输出模拟真实的四种典型的局部放电类型的信号，超高频局部放电检测设备通过检测局部放电信号发生器产生的局部放电信号，展示检测结果，从而判断该局部放电检测设备的测试性能。

附图说明

图1是本发明的局部放电信号发生器的结构示意图；

图2是本发明的同步触发电路的电路图；

图3是本发明的信号生成电路的电路图。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员能更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对其具体实施方式进行详细地说明：

请参阅图1，本发明的局部放电信号发生器，包括键盘4以及依次相连的光敏二极管D、同步触发电路1、单片机3、信号发生电路2和输出接口J。

键盘4与单片机3相连。

再请参阅图2，同步触发电路1包括第一电源DVCC1、第一三极管Q1、第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，其中:光敏二极管D的正极通过第一电容C1接第一三极管Q1的基极，光敏二极管D的负极接地；第一电阻R1与光敏二极管D并联；第三电阻R3的一端连接第一电源DVCC1，第三电阻R3的另一端连接第一三极管Q1的集电极；第二电阻R2的一端连接第一电源DVCC1，第二电阻R2的另一端连接第一三极管Q1的基极；第二电容C2的一端通过第四电阻R4与第一三极管Q1的集电极相连，第二电容C2的另一端连接第一三极管Q1的发射极并接地；第四电阻R4与第二电容C2的相接端连接单片机3的输入端；

再请参阅图3，信号发生电路2包括第二电源DVCC2、第二三极管Q2、第五电阻R5和第六电阻R6，其中：单片机3的输出端通过第五电阻R5连接第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的集电极通过第六电阻R6与第二电源DVCC2相连；输出接口J与第二三极管Q2的集电极相连，输出接口J同时接地。

电力设备中由于绝缘缺陷而产生的局部放电现象，其信号与工频电源相位有强烈的相关性。例如：电晕缺陷放电的局部放电脉冲大多发生在工频电源负半周上；气隙缺陷两端承受正向或反向电压时的放电特性较为一致，因此其局部放电脉冲分布的正负半周对称且相关性强；悬浮电极缺陷位于高压端和接地屏蔽之间，而与两者均不相连，故其正负半周的局部放电脉冲也较为对称而发生的次数较为稀少；微粒缺陷放电随着微粒的跳动而产生放电，局部放电脉冲次数稀少且发生时刻与工频相位不相关。

一般的信号源只能采用自身内部设备的重复频率，例如设定50Hz周期发生率信号，即输出信号与50Hz的信号保持同步。但由于电网电压的频率不是精确的50Hz，一般在49Hz至51Hz之间飘动，本发明的局部放电信号发生器的电源为普通的工频电源日光灯，使用本发明的局部放电信号发生器，产生的模拟信号能够精准捕抓同步信号的相位，保证多次产生信号之间与50Hz的同步关系。

本发明的局部放电信号发生器在安装时，光敏二极管D、同步触发电路1、单片机3、、键盘4信号发生电路2和输出接口J均安装于一个塑料壳体内，塑料壳体采用不小于120×100×60mm的外形即可，其中：光敏二极管D装在壳体上部，并在壳体上开设相应的窗口，让外部灯光能够照射到光敏二极管D；同步触发电路1和信号发生电路2内置于塑料壳体内并用螺丝固定；键盘4贴于塑料壳体正面的外侧，方便使用人员通过键盘4上的按键改变输出的模拟的局部放电信号的缺陷模型类别；输出接口J根据待检设备的接口类型，可以选择N型、BNC型或SMA型连接器。本发明的局部放电信号发生器在使用时，局部放电信号发生器通过输出接口J与超高频局部放电检测装置相连，使用人员通过键盘4上的按键改变输出的模拟的局部放电信号的缺陷模型类别，超高频局部放电检测装置通通过检测局部放电信号发生器产生的局部放电信号，展示检测结果，从而判断该局部放电检测装置的测试性能。

在本实施例中，第一电容C1＝1UF，第二电容C2＝33NF，第一电阻R1＝10KΩ，第二电阻R2＝2MΩ，第三电阻R3＝5KΩ，第四电阻R4＝1KΩ，第五电阻R5＝1KΩ，第六电阻R6＝1KΩ。

综上所述，本发明的局部放电信号发生器，产生的模拟信号能够精准捕抓同步信号的相位，保证多次产生信号之间与50Hz的同步关系，能够产生模拟真实的局部放电信号，超高频局部放电检测装置通过检测局部放电信号发生器产生的局部放电信号，展示检测结果，从而判断该局部放电检测装置的测试性能。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (2)

1.一种局部放电信号发生器，包括键盘以及依次相连的光敏二极管、同步触发电路、单片机、信号发生电路和输出接口，所述键盘与单片机相连，其特征在于，

所述同步触发电路包括第一电源、第一三极管、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，其中：

所述光敏二极管的正极通过第一电容接所述第一三极管的基极，光敏二极管的负极接地；

所述第一电阻与光敏二极管并联；

所述第三电阻的一端连接第一电源，第三电阻的另一端连接第一三极管的集电极；

所述第二电阻的一端连接第一电源，第二电阻的另一端连接第一三极管的基极；

所述第二电容的一端通过第四电阻与所述第一三极管的集电极相连，第二电容的另一端连接所述第一三极管的发射极并接地；

所述第四电阻与第二电容的相接端连接所述单片机的输入端；

所述信号发生电路包括第二电源、第二三极管、第五电阻和第六电阻，其中：所述单片机的输出端通过第五电阻连接所述第二三极管的基极，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极通过第六电阻与第二电源相连；

所述输出接口与第二三极管的集电极相连，所述输出接口接地。

2.根据权利要求1所述的局部放电信号发生器，其特征在于，所述输出接口的类型为N型、BNC型或SMA型。