CN114966345B - 一种高频电流局放信号采样装置及方法 - Google Patents

一种高频电流局放信号采样装置及方法 Download PDF

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Abstract

本申请提供的一种高频电流局放信号采样装置及方法。所述高频电流局放信号采样装置包括采样时钟生成电路、移相电路组、整形电路组和采样电路组；其中采样时钟生成电路生成预设采样时钟信号，移相电路组按照预设的相移调整控制信号对预设采样时钟信号进行移相处理，得到多个移相采样时钟信号；整形电路组对预设采样时钟信号和多个移相采样时钟信号进行整形处理，得到多个驱动采样时钟信号；采样电路组按照多个驱动采样时钟信号对外部高频电流局放信号进行实时采样，得到多个高频电流局放采样信号并进行实时输出。所述高频电流局放采样装置可以使用采样频率范围为10MHz‑40MHz的国产采样器件实现对高频电流局放信号进行实时有效的采样。

Description

一种高频电流局放信号采样装置及方法
技术领域
本申请涉及高压电力设备局部放电检测领域，特别涉及一种高频电流局放信号采样装置及方法。
背景技术
在高压电网系统中，设备绝缘劣化通常会导致局部放电现象(简称：局放)的发生，因此，局放试验成为检测高压电力设备绝缘性能及其变化趋势的有效手段。
现有技术中使用超声检测、化学实验、高频局放检测等局放试验方法来检测高压电力设备绝缘性能及其变化趋势。其中，对高频电流局放信号进行检测是一种最接近定量检测的局放试验方法。因此要对高频电流局放信号进行实时有效的采样，以提高检测的精度和实时性。
高频电流局放信号是3MHz-30MHz频段内的电流脉冲信号。如果要对高频电流局放信号进行实时有效的采样，则要求采样器件的频率达到100MHz以上。但是一般国产的采样器件的采样频率范围为10MHz-40MHz，无法直接对高频电流局放信号进行实时有效的采样。
发明内容
因为一般国产的采样器件的采样频率在10MHz-40MHz，无法直接对高频电流局放信号进行实时有效的采样。为了解决上述问题，本申请通过以下方面提供了一种高频电流局放信号采样装置及方法。
本申请的第一方面提供了一种高频电流局放信号采样装置，包括：
采样时钟生成电路用于生成预设采样时钟信号，分别传输至移相电路组和整形电路组；
移相电路组用于接收预设采样时钟信号，按照预设的相移调整控制信号对预设采样时钟信号进行移相处理，得到多个移相采样时钟信号并传输至整形电路组；
整形电路组用于对接收到的预设采样时钟信号和多个移相采样时钟信号进行整形处理，得到多个驱动采样时钟信号，传输至采样电路组；
采样电路组用于按照多个驱动采样时钟信号对外部高频电流局放信号进行实时采样，得到多个高频电流局放采样信号并进行实时输出。
可选的，移相电路组包括多个依次串联的移相电路；其中，相邻两个移相电路输出的两个移相采样时钟信号的相位间隔为预设相位间隔；
其中，第一个移相电路用于接收预设采样时钟信号，并进行预设相位间隔的移相处理，得到第一个移相采样时钟信号并分别传输至第二个移相电路和整形电路组；
目标移相电路用于接收前一个移相电路输出的移相采样时钟信号，并进行预设相位间隔的移相处理，得到对应的移相采样时钟信号，分别传输至下一个移相电路和整形电路组；其中，目标移相电路为移相电路组中除第一个移相电路和最后一个移相电路之外的任一个移相电路；
最后一个移相电路用于接收前一个移相电路输出的移相采样时钟信号，并进行预设相位间隔的移相处理，得到最后一个移相采样时钟信号，传输至整形电路组。
可选的，最后一个移相采样时钟信号与预设采样时钟信号的相位间隔小于等于九十度。
可选的，采样时钟生成电路包括晶体振荡器、以及与晶体振荡器连接的门闸电路；
晶体振荡器用于产生基准采样时钟信号；
门闸电路用于接收外部工频零点触发信号，并根据外部工频零点触发信号对基准采样时钟信号进行波形整形和开关输出控制处理，得到预设采样时钟信号。
可选的，整形电路组包括多个整形电路；其中，
第一个整形电路用于接收预设采样时钟信号并进行整形处理，得到第一个驱动采样时钟信号，并传输至采样电路组；
目标整形电路的输入端接至移相电路组的输出端，用于接收对应的移相采样时钟信号并进行整形处理，得到对应的驱动采样时钟信号，并传输至采样电路组；其中目标整形电路为整形电路组中除第一个整形电路外的任一个整形电路。
可选的，采样电路组包括多个采样电路；其中，
每一个采样电路的输入端均接至整形电路组，用于接收对应的驱动采样时钟信号，并根据对应的驱动采样时钟信号对外部高频电流局放信号进行实时采样，获得对应的高频电流局放采样信号并进行实时输出。
可选的，还包括连接至采样电路组输出端的阻抗匹配电路；
阻抗匹配电路用于减少高频电流局放采样信号的反射，以平缓采样电路组的采样过程。
本申请的第二方面提供了一种高频电流局放信号采样方法，应用于本申请第一方面所述的高频电流局放信号采样装置；其中高频电流局放信号采样装置包括采样时钟生成电路、移相电路组、整形电路组以及采样电路组；所述方法包括：
采样时钟生成电路生成预设采样时钟信号；
移相电路组按照预设的相移调整控制信号对预设采样时钟信号进行移相处理，得到多个移相采样时钟信号；
整形电路组对预设采样时钟信号和多个移相采样时钟信号进行整形处理，得到多个驱动采样时钟信号；
采样电路组根据多个驱动采样时钟信号对外部高频电流局放信号进行实时采样，得到多个高频电流局放采样信号并进行实时输出。
可选的，采样时钟生成电路生成预设采样时钟信号，包括：
使用晶体振荡器生成基准采样时钟信号；
使用门闸电路接收外部工频零点触发信号，并根据外部工频零点触发信号对基准采样时钟信号进行波形整形和开关输出控制处理，得到预设采样时钟信号。
可选的，移相电路组得到的最后一个移相采样时钟信号与预设采样时钟信号的相位间隔小于等于九十度。
本申请提供的一种高频电流局放信号采样装置及方法，所述装置包括采样时钟生成电路、移相电路组、整形电路组和采样电路组；其中采样时钟生成电路生成预设采样时钟信号，移相电路组按照预设的相移调整控制信号对预设采样时钟信号进行移相处理，得到多个移相采样时钟信号；整形电路组对采样预设时钟信号和多个移相采样时钟信号进行整形处理，得到多个驱动采样时钟信号；采样电路组按照多个驱动采样时钟信号对外部高频电流局放信号进行实时采样，得到多个高频电流局放采样信号并进行实时输出。所述高频电流局放采样装置可以使用采样频率范围为10MHz-40MHz的国产采样器件实现对高频电流局放信号进行实时有效的采样。
附图说明
图1为本申请实施例公开的一种高频电流局放信号采样装置的结构示意图；
图2为本申请实施例公开的一种高频电流局放信号采样装置中移相电路的结构示意图；
图3为本申请实施例公开的一种高频电流局放信号采样装置中示例移相电路的移相结果示意图；
图4本申请实施例公开的一种高频电流局放信号采样方法的流程示意图。
具体实施方式
因为一般国产的采样器件的采样频率在10MHz-40MHz，无法直接对高频电流局放信号进行实时有效的采样。为了解决上述问题，本申请通过以下实施例公开了一种高频电流局放信号采样装置及方法。
参见图1，本申请一种实施例公开的一种高频电流局放信号采样装置，包括采样时钟生成电路，以及与采样时钟生成电路连接的移相电路组、以及分别与采样时钟生成电路和移相电路组连接的整形电路组，以及与整形电路组连接的采样电路组。
采样时钟生成电路用于生成预设采样时钟信号，分别传输至移相电路组和整形电路组。在一些实施方式中，采样时钟电路包括晶体振荡器、以及与晶体振荡器连接的门闸电路。
晶体振荡器用于产生基准采样时钟信号。在实际应用中，可以选用频率稳定度在5ppm以内的10MHz-40MHz有源温补晶振，以兼顾基准采样时钟信号的频率稳定度和整个装置的功耗和成本。
门闸电路用于接收外部工频零点触发信号，并根据外部工频零点触发信号对基准采样信号进行波形整形和开关输出控制处理，得到预设采样时钟信号，其中预设采样时钟信号为本实施例中高频电流局放信号采样装置的本振采样时钟信号。在实际应用中，可以采用高速74系列门电路组成晶振波形整形与开关输出电路，由外部工频零点触发信号进行10MHz本振采样时钟信号的输出控制。
移相电路组用于接收预设采样时钟信号，按照预设的相移调整控制信号对预设采样时钟信号进行移相处理，得到多个移相采样时钟信号并传输至整形电路组。
移相电路组有两个输入信号，一个是预设采样时钟信号，用于作为移相处理的输入信号；另一个是相移调整控制信号，是一个可变信号，根据被采信号的特征进行具体设置，用于将所述采样装置的采样点进行按需分布，以实现充分利用所述采样装置，优化和提高采样点有效性的目的。当被采信号为高频电流局放信号时，通过预设相移调整控制信号，控制移相电路组的移相角度为0°～90°，结合根据外部工频零点触发信号对采样装置工作的开始时间窗进行触发，充分有效的将采样装置的采样点集中分布在高频电流局放信号大概率发生的前四分之一个工频周期内，降低了整体采样的无效数据量，提高采样的精准性。也就是说，要求移相电路组中得到的最后一个移相采样时钟信号与输入的预设采样时钟信号的相位间隔小于等于九十度。
在一种实施方式中，移相电路组包括多个依次串联的移相电路；其中，相邻两个移相电路输出的移相采样时钟信号的相位间隔为预设相位间隔。
第一个移相电路用于接收预设采样时钟信号，并进行预设相位间隔的移相处理，得到第一个移相采样时钟信号并分别传输至第二个移相电路和整形电路组；目标移相电路用于接收前一个移相电路输出的移相采样时钟信号，并进行预设相位间隔的移相处理，得到目标移相采样时钟信号，分别传输至下一个移相电路和整形电路组；其中，目标移相电路为所述移相电路组中除了第一个和最后一个之外的任意一个移相电路；最后一个移相电路用于接收前一个移相电路输出的移相采样时钟信号，并进行预设相位间隔的移相处理，得到最后一个移相采样时钟信号，传输至整形电路组。
需要说明的是，预设相位间隔由预设的相移调整控制信号来控制。在一些示例中，预设相位间隔是均匀分布的；在另外一些示例中，预设相位间隔是非均匀分布的。根据具体的应用场景来进行具体的设计。
作为示例，本实施例中的移相电路采用基于宽带运放的一阶积分移相电路设计，移相设计范围为0°～90°，如图2所示。在实际应用中，采用基于宽带运放的一阶积分移相电路设计，电路设计简单，并且能够实现稳定的移相效果。
图2中电调可变电阻网络RJ与电容C组成运放输入积分电路，通过电子化动态调节RJ的阻值，对前级采样时钟信号进行移相；电阻R1与电阻R2为负反馈接法，防止运放发生自激，维持工作稳定。为了进一步说明移相电路的作用，本示例给出输入为10MHz本振时钟时，调整电调可变电阻网络RJ后，移相电路的移相波形，如图3所示。其中10MHz本振采样时钟信号的周期为100ns，线条1表示的是前级采样时钟信号，线条2表示的是移相后的采样时钟信号。从图3中可以看出，输出波形滞后6.2ns，可以算出移相角度约为22°。
整形电路组用于对接收到的预设采样时钟信号和多个移相采样时钟信号进行整形处理，得到多个驱动采样时钟信号，传输至采样电路组。
在一种实施方式中，整形电路组包括多个整形电路；其中第一个整形电路用于接收预设采样时钟信号并进行整形处理，得到第一个驱动采样时钟信号，并传输至采样电路组；目标整形电路的输入端接至移相电路组的输出端，用于接收对应的所述移相采样时钟信号并进行整形处理，得到对应的驱动采样时钟信号，并传输至采样电路组；其中目标整形电路为整形电路组中除第一个整形电路外的任意一个整形电路。
在实际应用中，整形电路采用高速电压比较器构成，确保获得可靠的驱动采样时钟信号输入到后续的采样电路组中。高速电压比较器通过对判断电平的调节，使输入的预设采样时钟信号和多个移相采样时钟信号整形为标准的CMOS电平的方波，得到多个驱动采样时钟信号，输入到后端的采样电路组中。
采样电路组用于按照多个驱动采样时钟信号对外部高频电流局放信号进行实时采样，得到多个高频电流局放采样信号并进行实时输出。
在一种实施方式中，采样电路组包括多个采样电路；其中每一个采样电路的输入端均接至整形电路组，用于接收对应的驱动采样时钟信号，并根据对应的驱动采样时钟信号对外部高频电流局放信号进行实时采样，获得对应的高频电流局放采样信号并进行实时输出。
进一步的，第一个整形电路接收采样时钟生成电路直接输出的预设采样时钟信号，并整形处理成第一个驱动采样时钟信号，传输至采样电路组中的第一个采样电路；第二个整形电路接收移相电路组中第一个移相电路输出的移相采样时钟信号，并整形处理成第二个驱动采样时钟信号，传输至采样电路组中的第二个采样电路；第三个整形电路接收移相电路组中第二个移相电路输出的移相采样时钟信号，并整形处理成第三个驱动采样时钟信号，传输至采样电路组中的第三个采样电路，以此类推。
在本实施例中，预设采样时钟信号和多个移相采样时钟信号可以看成是一组时序采样时钟信号，依次经过整形处理后，得到一组时序的驱动采样时钟信号，驱动采样电路组对外部高频电流局放信号进行实时采样，以实现使用低于被采信号频率的采样电路对被采信号进行实时高效的采样。
作为示例，以30MHz高频电流局放信号为被采信号，选用10MHz采样速率的低速ADC作为采样电路；对应的，作为用于产生基准采样时钟信号的晶体振荡器选用10MHz的温补晶振。在90°的移相范围内，设置包含7个移相电路的移相电路组，并对应设置8个10MHz的低速ADC进行采样，等效于80MHz的采样频率；如果继续增加，则可以突破100MHz的高速采样频率，从而以低速ADC器件实现了高速采样的目的。
在一些其他的实施例中，所述高频电流局放信号采样装置还包括连接至采样电路组输出端的阻抗匹配电路。阻抗匹配电路用于减少高频电流局放采样信号的反射，最大化平缓整个采样过程。在实际应用中，阻抗匹配电路以纯电阻组成星型连接，目的是降低每个采样ADC输入端的信号影响，减少高频电流局放采样信号的反射，最大化平缓整个采样过程。
本申请实施例提供了一种高频电流局放采样装置，包括采样时钟生成电路、移相电路组、整形电路组和采样电路组；其中采样时钟生成电路生成预设采样时钟信号，移相电路组按照预设的相移调整控制信号对预设采样时钟信号进行移相处理，得到多个移相采样时钟信号；整形电路组对采样预设时钟信号和多个移相采样时钟信号进行整形处理，得到多个驱动采样时钟信号；采样电路组按照多个驱动采样时钟信号对外部高频电流局放信号进行实时采样，得到多个高频电流局放采样信号并进行实时输出。所述高频电流局放采样装置可以使用采样频率范围为10MHz-40MHz的国产采样器件实现对高频电流局放信号进行实时有效的采样，进一步使得高压电网系统中检测高压电力设备绝缘性能的核心采样装置不再依赖于国际大厂的高性能高规格元件，降低了产品生产成本中的供应链成本和风险。
在本实施例提供的高频电流局放信号采样装置中，通过移相电路组的动态移相控制，以工频零点为采样基准，实现在高频电流局放大概率发生的前四分之一工频周期进行集中采样，降低了整体采样的无效数据量，提高了采样的精准性。
进一步的，本实施例提供的高频电流局放信号采样装置为纯硬件设计，没有软件调试需求，开发时间短，设备一致性高，产品运行可靠性高，易于部署到电缆管沟等恶劣的工况环境中。本实施例提供的一种高频电流局放信号采样装置可以用于但不限于用于地下电缆接头处高频电流局放在线监测系统的前端采样装置的低成本实现、地上户外GIS装置的接地线高频电流局放信号采样的传感器实现等场景中。
本申请另一实施例提供了一种高频电流局放信号采样方法，用于上述实施例中提供的高频电流局放信号采样装置中；其中，所述高频电流局放信号采样装置包括采样时钟生成电路、移相电路组、整形电路组以及采样电路组。图4为本申请实施例提供的高频电流局放信号采样方法的流程示意图。参见图4，所述高频电流局放信号采样方法包括：
步骤10，采样时钟生成电路生成预设采样时钟信号。
在一些示例中，采样时钟电路包括晶体振荡器、以及与所述晶体振荡器连接的门闸电路。
晶体振荡器用于产生基准采样时钟信号。在实际应用中，可以选用频率稳定度在5ppm以内的10MHz-40MHz有源温补晶振，以兼顾基准采样时钟信号的频率稳定度和整个装置的功耗和成本。
门闸电路用于接收外部工频零点触发信号，并根据外部工频零点触发信号对基准采样信号进行控制处理，获得预设采样时钟信号，其中预设采样时钟信号为本实施例中高频电流局放信号采样装置的本振采样时钟信号。在实际应用中，可以采用高速74系列门电路组成晶振波形整形与开关输出电路，由外部工频零点触发信号进行本振采样时钟信号的输出控制。
步骤20，移相电路组对预设采样时钟信号进行移相处理，得到多个移相采样时钟信号。
在一些示例中，移相电路组有两个输入信号，一个预设采样时钟信号，用于作为移相处理的输入信号；另一个是相移调整控制信号，是一个可变信号，根据被采信号的特征进行具体设置，用于将所述采样装置的采样点进行按需分布，以实现充分利用所述采样装置，优化和提高采样点有效性的目的。当被采信号为高频电流局放信号时，通过预设相移调整控制信号，控制移相电路组的移相角度为0°～90°，结合根据外部工频零点触发信号对采样装置工作的开始时间窗进行触发，充分有效的将采样装置的采样点集中分布在高频电流局放信号大概率发生的前四分之一个工频周期内，降低了整体采样的无效数据量，提高采样的精准性。也就是说，要求移相电路组中得到的最后一个移相采样时钟信号与输入的预设采样时钟信号的相位间隔小于等于九十度。
在一种实施方式中，移相电路组包括多个依次串联的移相电路；其中相邻两个移相电路输出的移相采样时钟信号的相位间隔为预设相位间隔。其中，第一个移相电路用于接收预设采样时钟信号，并进行预设相位间隔的移相处理，得到第一个移相采样时钟信号并分别传输至第二个移相电路和整形电路组；目标移相电路用于接收前一个移相电路输出的移相采样时钟信号，并进行预设相位间隔的移相处理，得到目标移相采样时钟信号，分别传输至下一个移相电路和整形电路组；其中，目标移相电路为移相电路组中除了第一个和最后一个之外的任意一个移相电路；最后一个移相电路用于接收前一个移相电路输出的移相采样时钟信号，并进行预设相位间隔的移相处理，得到最后一个移相采样时钟信号，传输至整形电路组。
步骤30，整形电路组对预设采样时钟信号和移相采样时钟信号进行整形处理，获得多个驱动采样时钟信号。
在一种实施方式中，整形电路组包括多个整形电路；其中第一个整形电路用于接收预设采样时钟信号并进行整形处理，得到第一个驱动采样时钟信号，并传输至采样电路组；目标整形电路的输入端接至移相电路组的输出端，用于接收对应的所述移相采样时钟信号并进行整形处理，得到对应的驱动采样时钟信号，并传输至采样电路组；其中目标整形电路为整形电路组中除第一个整形电路外的任意一个整形电路。
在一些示例中，整形电路采用高速电压比较器构成，以确保获得可靠的驱动采样时钟信号输入到后续的采样电路组中。高速电压比较器通过对判断电平的调节，使输入的预设采样时钟信号和多个移相采样时钟信号整形为标准的CMOS电平的方波，得到多个驱动采样时钟信号，输入到后端的采样电路组中。
步骤40，采样电路组根据多个驱动采样时钟信号对外部高频电流局放信号进行实时采样，得到多个高频电流局放采样信号并进行实时输出。
在一种实施方式中，采样电路组包括多个采样电路；其中每一个采样电路的输入端均接至整形电路组，用于接收对应的驱动采样时钟信号，并根据对应的驱动采样时钟信号对外部高频电流局放信号进行实时采样，获得对应的高频电流局放采样信号并进行实时输出。
进一步的，第一个整形电路接收采样时钟生成电路直接输出的预设采样时钟信号，并整形处理成第一个驱动采样时钟信号，传输至采样电路组中的第一个采样电路；第二个整形电路接收移相电路组中第一个移相电路输出的移相采样时钟信号，并整形处理成第二个驱动采样时钟信号，传输至采样电路组中的第二个采样电路；第三个整形电路接收移相电路组中第二个移相电路输出的移相采样时钟信号，并整形处理成第三个驱动采样时钟信号，传输至采样电路组中的第三个采样电路，以此类推。
在本实施例中，预设采样时钟信号和多个移相采样时钟信号可以看成是一组时序采样时钟信号，依次经过整形处理后，得到一组时序的驱动采样时钟信号，驱动采样电路组对外部高频电流局放信号进行实时采样，以实现使用低于被采信号频率的采样电路对被采信号进行实时高效的采样。
本实施例提供了一种高频电流局放信号采样方法，应用于本申请第一实施例提供的高频电流局放信号采样装置中，包括采样时钟电路生成预设采样时钟信号；移相电路组对预设采样时钟信号进行移相处理，得到多个移相采样时钟信号；整形电路组对预设采样时钟信号和移相采样时钟信号进行整形处理，获得多个驱动采样时钟信号；采样电路组根据多个驱动采样时钟信号对外部高频电流局放信号进行实时采样，得到多个高频电流局放采样信号并进行实时输出。在本实施例提供的高频电流局放信号采样方法中，使用动态移相的方法实现用采样频率10MHz级别的低速ADC器件对频率范围30MHz以内的高频局放脉冲电流进行采样；并在动态调整中，使ADC器件的采样点更多的集中在有效部分，提高了采样器件的有效利用率；进一步，应用本实施例提供的高频电流局放信号采样方法，使得采样电路的关键部件完全可以采用市场上成熟的国产化器件，降低了整体产品的供应链风险。
以上内容仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
本说明书中各个实施例之间相似相同部分互相参见即可。

Claims (8)

1.一种高频电流局放信号采样装置，应用于高压电力设备绝缘性能检测，其特征在于，包括：
采样时钟生成电路用于生成预设采样时钟信号，分别传输至移相电路组和整形电路组；
所述移相电路组用于接收所述预设采样时钟信号和预设的相移调整控制信号，按照预设的相移调整控制信号对所述预设采样时钟信号进行移相处理，得到多个移相采样时钟信号并传输至所述整形电路组，所述预设的相移调整控制信号为可变信号，用于实现采样点的按需分布；所述多个移相采样时钟信号中的最后一个移相采样时钟信号与所述预设采样时钟信号的相位间隔小于等于九十度；
所述整形电路组用于对接收到的所述预设采样时钟信号和多个所述移相采样时钟信号进行整形处理，得到多个驱动采样时钟信号，传输至采样电路组；
所述采样电路组用于按照多个所述驱动采样时钟信号对外部高频电流局放信号进行实时采样，得到多个高频电流局放采样信号并进行实时输出，所述采样电路组包括模数转换器ADC，所述ADC的频率低于被采信号的频率。
2.根据权利要求1所述的高频电流局放信号采样装置，其特征在于，所述移相电路组包括多个依次串联的移相电路；其中，相邻两个所述移相电路输出的两个所述移相采样时钟信号的相位间隔为预设相位间隔；
其中，第一个所述移相电路用于接收所述预设采样时钟信号，并进行所述预设相位间隔的移相处理，得到第一个所述移相采样时钟信号并分别传输至第二个所述移相电路和所述整形电路组；
目标移相电路用于接收前一个所述移相电路输出的所述移相采样时钟信号，并进行所述预设相位间隔的移相处理，得到对应的移相采样时钟信号，分别传输至下一个所述移相电路和所述整形电路组；其中，所述目标移相电路为所述移相电路组中除第一个移相电路和最后一个移相电路之外的任一个所述移相电路；
最后一个所述移相电路用于接收前一个所述移相电路输出的所述移相采样时钟信号，并进行预设相位间隔的移相处理，得到最后一个所述移相采样时钟信号，传输至所述整形电路组。
3.根据权利要求1所述的高频电流局放信号采样装置，其特征在于，所述采样时钟生成电路包括晶体振荡器、以及与所述晶体振荡器连接的门闸电路；
所述晶体振荡器用于产生基准采样时钟信号；
所述门闸电路用于接收外部工频零点触发信号，并根据所述外部工频零点触发信号对所述基准采样时钟信号进行波形整形和开关输出控制处理，得到所述预设采样时钟信号。
4.根据权利要求1所述的高频电流局放信号采样装置，其特征在于，所述整形电路组包括多个整形电路；其中，
第一个所述整形电路用于接收所述预设采样时钟信号并进行整形处理，得到第一个所述驱动采样时钟信号，并传输至所述采样电路组；
目标整形电路的输入端接至所述移相电路组的输出端，用于接收对应的所述移相采样时钟信号并进行整形处理，得到对应的所述驱动采样时钟信号，并传输至所述采样电路组；其中目标整形电路为所述整形电路组中除第一个所述整形电路外的任一个所述整形电路。
5.根据权利要求1所述的高频电流局放信号采样装置，其特征在于，所述采样电路组包括多个采样电路；其中，
每一个所述采样电路的输入端均接至所述整形电路组，用于接收对应的所述驱动采样时钟信号，并根据对应的所述驱动采样时钟信号对外部高频电流局放信号进行实时采样，获得对应的所述高频电流局放采样信号并进行实时输出。
6.根据权利要求1所述的高频电流局放信号采样装置，其特征在于，还包括连接至所述采样电路组输出端的阻抗匹配电路；
所述阻抗匹配电路用于减少所述高频电流局放采样信号的反射，以平缓所述采样电路组的采样过程。
7.一种高频电流局放信号采样方法，应用于高压电力设备绝缘性能检测，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-6中任一项所述的高频电流局放信号采样装置；其中所述高频电流局放信号采样装置包括采样时钟生成电路、移相电路组、整形电路组以及采样电路组；所述方法包括：
所述采样时钟生成电路生成预设采样时钟信号；
所述移相电路组按照预设的相移调整控制信号对所述预设采样时钟信号进行移相处理，得到多个移相采样时钟信号，所述预设的相移调整控制信号为可变信号，用于实现采样点的按需分布；所述多个移相采样时钟信号中的最后一个移相采样时钟信号与所述预设采样时钟信号的相位间隔小于等于九十度；
所述整形电路组对所述预设采样时钟信号和多个所述移相采样时钟信号进行整形处理，得到多个驱动采样时钟信号；
所述采样电路组根据多个所述驱动采样时钟信号对外部高频电流局放信号进行实时采样，得到多个高频电流局放采样信号并进行实时输出，所述采样电路组包括模数转换器ADC，所述ADC的频率低于被采信号的频率。
8.根据权利要求7所述的高频电流局放信号采样方法，其特征在于，所述采样时钟生成电路生成预设采样时钟信号，包括：
使用晶体振荡器生成基准采样时钟信号；
使用门闸电路接收外部工频零点触发信号，并根据所述外部工频零点触发信号对所述基准采样时钟信号进行波形整形和开关输出控制处理，得到所述预设采样时钟信号。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5491729A (en) * 1992-07-06 1996-02-13 3Com Corporation Digital phase-locked data recovery circuit
US5757705A (en) * 1997-01-22 1998-05-26 Micron Technology, Inc. SDRAM clocking test mode
JP2003309543A (ja) * 2002-04-15 2003-10-31 Fujitsu Ltd クロック復元回路およびデータ受信回路
CN103491038A (zh) * 2013-10-16 2014-01-01 清华大学 用于高速串行接口接收端的1/4速率4抽头判决反馈均衡器
CN105490681A (zh) * 2015-11-20 2016-04-13 沈阳东软医疗系统有限公司 一种信号处理方法及装置
CN110289859A (zh) * 2019-06-19 2019-09-27 北京工业大学 基于多片adc的并行时间交替高速采样系统
CN111458953A (zh) * 2020-05-07 2020-07-28 上海交通大学 基于光子并行采样的光模数转换架构及其实现方法
CN113162643A (zh) * 2021-03-01 2021-07-23 深圳市国微电子有限公司 时钟恢复电路及接收芯片

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003347936A (ja) * 2001-11-02 2003-12-05 Seiko Epson Corp クロック整形回路および電子機器
US8179173B2 (en) * 2010-03-12 2012-05-15 Raytheon Company Digitally calibrated high speed clock distribution
CN102621878A (zh) * 2012-01-04 2012-08-01 西安近代化学研究所 高精度时间间隔测量装置
CN203011936U (zh) * 2013-01-09 2013-06-19 国电联合动力技术有限公司 风力发电机的转速测量系统
CN103401551B (zh) * 2013-08-23 2016-03-30 中国人民解放军国防科学技术大学 一种SerDes技术中高速串行信号的采样方法及装置
US9721627B2 (en) * 2013-10-04 2017-08-01 Cavium, Inc. Method and apparatus for aligning signals
CN103944583B (zh) * 2014-04-28 2017-05-10 中国人民解放军国防科学技术大学 SerDes中高速串行信号的并行化处理方法及装置
CN105306058A (zh) * 2015-10-30 2016-02-03 南京理工大学 一种基于时钟调相的高速数字信号采集系统
CN107911118A (zh) * 2017-12-08 2018-04-13 成都聚利中宇科技有限公司 一种多通道采样跟踪保持设备及信号采样方法
CN208076602U (zh) * 2018-04-03 2018-11-09 浙江正泰电器股份有限公司 电流采样信号的阻抗匹配电路的布线结构
CN114167241B (zh) * 2021-12-07 2024-09-17 北京泰岳天成科技有限公司 高频电流局放信号监测方法、传感装置及局放监测系统
CN114280441B (zh) * 2021-12-10 2023-07-04 武汉三江中电科技有限责任公司 一种方便扩展的局部放电信号模拟方法、装置及可读介质
CN114487907A (zh) * 2022-01-25 2022-05-13 中国长江三峡集团有限公司 基于北斗授时的交流电缆两端泄漏电流同步检测提取方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5491729A (en) * 1992-07-06 1996-02-13 3Com Corporation Digital phase-locked data recovery circuit
US5757705A (en) * 1997-01-22 1998-05-26 Micron Technology, Inc. SDRAM clocking test mode
JP2003309543A (ja) * 2002-04-15 2003-10-31 Fujitsu Ltd クロック復元回路およびデータ受信回路
CN103491038A (zh) * 2013-10-16 2014-01-01 清华大学 用于高速串行接口接收端的1/4速率4抽头判决反馈均衡器
CN105490681A (zh) * 2015-11-20 2016-04-13 沈阳东软医疗系统有限公司 一种信号处理方法及装置
CN110289859A (zh) * 2019-06-19 2019-09-27 北京工业大学 基于多片adc的并行时间交替高速采样系统
CN111458953A (zh) * 2020-05-07 2020-07-28 上海交通大学 基于光子并行采样的光模数转换架构及其实现方法
CN113162643A (zh) * 2021-03-01 2021-07-23 深圳市国微电子有限公司 时钟恢复电路及接收芯片

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