CN110554343A - 一种特高频局放信号模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种特高频局放信号模拟装置，包括微处理芯片、信号发生器、驱动放大电路、恒压源、充电电阻、放电电阻、第一继电器、第二继电器和电容。本实新型通过微处理芯片控制信号发生器输出方波信号，通过方波信号控制第一继电器和第二继电器进行开断，由于第一继电器和第二继电器的工作逻辑相反，因此当第一继电器闭合，第二继电器断开时，恒压源通过充电电阻给电容进行充电；当第一继电器断开，第二继电器闭合时，充电后的电容通过放电电阻进行放电吗，从而模拟一个局部放电的发生过程，对传感器进行测试。本发明结构简单，操作便捷，能够模拟特高频局部信号，实现对GIS传感器的检测，有效保障了电力设备的安全。
Description
技术领域
本发明涉及信号发生装置领域，更具体地，涉及一种特高频局放信号模拟装置。
背景技术
局部放电试验具有较高的灵敏度。对于新设计和制造的高压电气设备，通过局部放电测量可以及时发现绝缘中的薄弱环节，防止设计与制造工艺上的差错及材料的使用不当，是鉴别产品绝缘或设备运行可靠性的一种重要方法，它能发现耐压试验无法发现的设备缺陷。局部放电测试是当前电力设备预防性试验的重要项目之一。
在GIS设备局部放电测试中，当GIS设备内部发生局部放电时，首先要由局放测试仪的传感器接收，再由局放测试仪予以分析和处理。由于现在的局放测试传感器厂家众多，产品良莠不齐，很多传感器因为质量问题，其灵敏度很低，这样便可能造成以下问题即：
当GIS设备使用这种传感器来接收局放信号时，当GIS设备内部发生了局放，可能该传感器无法检测到这种信号。
GIS局放测试仪一般测试局放信号中的高频部分，而高频信号在传播过程中会衰减比较大，当GIS设备内部发生局放时，可能因为传感器的装设位置较远，而检测不到这种局放信号。
发明内容
本发明克服了现有GIS局放测试仪的缺陷，提供了一种新的特高频局放信号模拟装置。本发明可模拟高电压幅值的特高频局部放电，用来检测GIS局放测试传感器是否能正常工作。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种特高频局放信号模拟装置，包括微处理芯片、信号发生器、驱动放大电路、恒压源、充电电阻、放电电阻、第一继电器、第二继电器、电容，其中，
所述的微处理芯片的输出端与信号发生器的输入端电连接；
所述的信号发生器的输出端与驱动放大电路的输入端电连接；
所述的驱动放大电路的输出端与第一继电器的控制端电连接；
所述的驱动放大电路的输出端与第二继电器的控制端电连接；
所述的第一继电器的动作逻辑与第二继电器动作逻辑相反；
所述的恒压源的输出端与充电电阻的一端电连接；
所述的充电电阻的另一端与第一继电器的开关侧的一端电连接；
所述的第一继电器的开关侧的另一端与电容的一端电连接；
所述的电容的另一端接地；
所述的第一继电器的开关侧的另一端与第二继电器的开关侧的一端电连接；
所述的第二继电器的开关侧的另一端与放电电阻的一端电连接；
所述的放电电阻的另一端接地。
本发明工作过程如下：
通过微处理芯片控制信号发生器输出方波信号，通过方波信号控制第一继电器和第二继电器进行开断，由于第一继电器和第二继电器的工作逻辑相反，因此当第一继电器闭合，第二继电器断开时，恒压源通过充电电阻给电容进行充电；当第一继电器断开，第二继电器闭合时，充电后的电容通过放电电阻进行放电吗，从而模拟一个局部放电的发生过程，对传感器进行测试。
在一种优选的方案中，所述的特高频局放信号模拟装置设置在GIS绝缘盆的传感器内或GIS设备内部。
在一种优选的方案中，所述的驱动放大电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一二极管、第二二极管、NPN三极管、PNP三极管，其中，
所述的第一二极管的阴极作为驱动放大电路的输入端，第一二极管的阳极与第二电阻的一端电连接；
所述的第二电阻的另一端与NPN三极管的基级电连接；
所述的第二电阻的另一端与第一电阻的一端电连接；
所述的第一电阻的另一端接正电源；
所述的NPN三极管的集电极接正电源；
所述的NPN三极管的发射极与PNP三极管的发射极电连接，NPN三极管的发射极作为驱动放大电路的输出端；
所述的第一二极管的阴极与第二二极管的阳极电连接；
所述的第二二极管的阴极与PNP三极管的基极电连接；
所述的第二二极管的阴极与第三电阻的一端电连接；
所述的第三电阻的另一端接负电源；
所述的PNP三极管的集电极接负电源。
在一种优选的方案中，所述的电容是是高频瓷片电容。
本优选方案中，瓷片电容拥有比电解电容更低的ESR（等效串联电阻）。
在一种优选的方案中，所述的恒压源要求输出电压大于100V，输出电流大于1A。
本优选方案中，由于需要模拟近似阶跃信号，因此需要实行快速的充放电，恒压源要求输出电压大于100V，输出电流大于1A。
在一种优选的方案中，所述的第一继电器和第二继电器是5V继电器。
本优选方案中，采用微型继电器通过高电流通过继电器接点，可能造成接点损坏，所以需要5V继电器。
在一种优选的方案中，所述的信号发生器是ICL8038。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明结构简单，操作便捷，能够模拟特高频局部信号，实现对GIS传感器的检测，有效保障了电力设备的安全。
附图说明
图1为实施例的模块图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
如图1所示，一种特高频局放信号模拟装置，包括MSP430F5、ICL8038、驱动放大电路、第一5V继电器、第二5V继电器、充电电阻、充电电阻、放电电阻、恒压源和高频瓷片电容，其中，
MSP430F5的输出端与ICL8038的输入端电连接；
ICL8038的输出端与驱动放大电路的输入端电连接；
驱动放大电路的输出端与第一5V继电器的控制端电连接；
驱动放大电路的输出端与第二5V继电器的控制端电连接；
第一5V继电器的动作逻辑与第二5V继电器动作逻辑相反；
恒压源的输出端与充电电阻的一端电连接；
充电电阻的另一端与第一5V继电器的开关侧的一端电连接；
第一5V继电器的开关侧的另一端与高频瓷片电容的一端电连接；
高频瓷片电容的另一端接地；
第一5V继电器的开关侧的另一端与第二5V继电器的开关侧的一端电连接；
第二5V继电器的开关侧的另一端与放电电阻的一端电连接；
放电电阻的另一端接地；
恒压源要求输出电压大于100V，输出电流大于1A。
其中，驱动放大电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一二极管、第二二极管、NPN三极管、PNP三极管，其中，
第一二极管的阴极作为驱动放大电路的输入端，第一二极管的阳极与第二电阻的一端电连接；
第二电阻的另一端与NPN三极管的基级电连接；
第二电阻的另一端与第一电阻的一端电连接；
第一电阻的另一端接正电源；
NPN三极管的集电极接正电源；
NPN三极管的发射极与PNP三极管的发射极电连接，NPN三极管的发射极作为驱动放大电路的输出端；
第一二极管的阴极与第二二极管的阳极电连接；
第二二极管的阴极与PNP三极管的基极电连接；
第二二极管的阴极与第三电阻的一端电连接；
第三电阻的另一端接负电源；
PNP三极管的集电极接负电源。
本实施例工作过程：
通过MSP430F5控制ICL8038输出方波信号，通过方波信号控制第一5V继电器和第二5V继电器进行开断，由于第一5V继电器和第二5V继电器的工作逻辑相反，因此当第一5V继电器闭合，第二5V继电器断开时，恒压源通过充电电阻给高频瓷片电容进行充电；当第一5V继电器断开，第二5V继电器闭合时，充电后的高频瓷片电容通过放电电阻进行放电吗，从而模拟一个局部放电的发生过程，对传感器进行测试。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种特高频局放信号模拟装置，其特征在于，包括微处理芯片、信号发生器、驱动放大电路、恒压源、充电电阻、放电电阻、第一继电器、第二继电器、电容，其中，
所述的微处理芯片的输出端与信号发生器的输入端电连接；
所述的信号发生器的输出端与驱动放大电路的输入端电连接；
所述的驱动放大电路的输出端与第一继电器的控制端电连接；
所述的驱动放大电路的输出端与第二继电器的控制端电连接；
所述的第一继电器的动作逻辑与第二继电器动作逻辑相反；
所述的恒压源的输出端与充电电阻的一端电连接；
所述的充电电阻的另一端与第一继电器的开关侧的一端电连接；
所述的第一继电器的开关侧的另一端与电容的一端电连接；
所述的电容的另一端接地；
所述的第一继电器的开关侧的另一端与第二继电器的开关侧的一端电连接；
所述的第二继电器的开关侧的另一端与放电电阻的一端电连接；
所述的放电电阻的另一端接地。
2.根据权利要求1所述的特高频局放信号模拟装置，其特征在于，所述的特高频局放信号模拟装置设置在GIS绝缘盆的传感器内或GIS设备内部。
3.根据权利要求1或2所述的特高频局放信号模拟装置，其特征在于，所述的驱动放大电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一二极管、第二二极管、NPN三极管、PNP三极管，其中，
所述的第一二极管的阴极作为驱动放大电路的输入端，第一二极管的阳极与第二电阻的一端电连接；
所述的第二电阻的另一端与NPN三极管的基级电连接；
所述的第二电阻的另一端与第一电阻的一端电连接；
所述的第一电阻的另一端接正电源；
所述的NPN三极管的集电极接正电源；
所述的NPN三极管的发射极与PNP三极管的发射极电连接，NPN三极管的发射极作为驱动放大电路的输出端；
所述的第一二极管的阴极与第二二极管的阳极电连接；
所述的第二二极管的阴极与PNP三极管的基极电连接；
所述的第二二极管的阴极与第三电阻的一端电连接；
所述的第三电阻的另一端接负电源；
所述的PNP三极管的集电极接负电源。
4.根据权利要求3所述的特高频局放信号模拟装置，其特征在于，所述的电容是是瓷片电容。
5.根据权利要求1、2或4所述的特高频局放信号模拟装置，其特征在于，所述的恒压源要求输出电压大于100V，输出电流大于1A。
6.根据权利要求5所述的特高频局放信号模拟装置，其特征在于，所述的第一继电器和第二继电器是5V继电器。
7.根据权利要求1、2或4所述的特高频局放信号模拟装置，其特征在于，所述的第一继电器和第二继电器是5V继电器。
8.根据权利要求1、2、4或6所述的特高频局放信号模拟装置，其特征在于，所述的信号发生器是ICL8038。
9.根据权利要求7所述的特高频局放信号模拟装置，其特征在于，所述的信号发生器是ICL8038。
10.根据权利要求5所述的特高频局放信号模拟装置，其特征在于，所述的信号发生器是ICL8038。
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