CN201145723Y - 便携式电气设备局部放电超声探测器 - Google Patents

便携式电气设备局部放电超声探测器 Download PDF

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王书明
胡涛
潘瑾
刘宏亮
袁晓磊
张辰光
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Abstract

本实用新型涉及一种便携式电气设备局部放电超声探测器，它包括有机壳、超声波传感器、前置放大器、主放大器、A/D高速采集板、MCU应用板、数据存储卡、光电显示电路；超声波传感器的输出端经前置放大器接主放大器的输入端，主放大器的输出端接A/D高速采集板的输入端，A/D高速采集板与MCU应用板双向连接，MCU应用板与数据存储卡双向连接，MCU应用板的输出端与光电显示电路的输入端相连接。本实用新型的有益效果是能够实现在线检测、在线监测，并且具有小巧轻便，便于携带的特点；外部连接线缆少，接连简便，同时提高现场操作的安全性。

Description

便携式电气设备局部放电超声探测器
技术领域
本实用新型涉及一种便携式电气设备局部放电超声探测器。适用于变电站内高压电气设备绝缘带电检测。
背景技术
目前在电力系统设备采用的定期检修制度已经不适用电力系统改革发展的需要和电力用户对供电可靠性的要求。带电检测技术可以在不停电的情况下，对运行中的高压电器设备的绝缘状况进行诊断，然后根据所得结论对其安排必要的维修。这样既节省了停电维修费用，又保证了电力系统的可靠运行。
目前国内的变电站设备在线绝缘检测系统一般均为基于工控机的虚拟仪器，体积大且重，携带运输都不方便，且不易实现在线监测。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种小巧轻便，便于携带的便携式电气设备局部放电超声探测器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案：
本实用新型包括有机壳、超声波传感器、前置放大器、主放大器、A/D高速采集板、MCU应用板、数据存储卡、光电显示电路；超声波传感器的输出端经前置放大器接主放大器的输入端，主放大器的输出端接A/D高速采集板的输入端，A/D高速采集板与MCU应用板双向连接，MCU应用板与数据存储卡双向连接，MCU应用板的输出端与光电显示电路的输入端相连接。
本实用新型的有益效果是能够实现在线检测、在线监测，并且具有小巧轻便，便于携带的特点；外部连接线缆少，连接简便，同时提高了现场操作的安全性。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图
图2为主放大器的电路原理图
图3为光电显示电路的电路原理图
图4为第一壳体的结构示意图
图5为图4的仰视图
图6为图4的右视图
图7为第二壳体的结构示意图(主视图)
图8为图7的俯视图。
在图4-6中，1、第一壳体，2、弹簧，3、电路板，4、磁铁，5、橡胶防护套，6、超声波传感器，7、磁铁，8、螺丝孔，9、电源输入插座孔，10、信号输出插座孔，11、电源开关孔，12、电源输入插座孔，13、电源输出插头孔，14、信号输入插头孔，15、第二壳体，16腔室，L1、电源指示灯，L2、电池亏电指示，L3、L4、局部放电指示灯(当有放电事件发生时L3常亮，每发生一次放电事件L4闪烁一次)，L5、L6、通讯指示(L5为通讯收指示，L6为通讯发指示)。
具体实施方式
由图1-8所示的实施例可知，本实施例包括有机壳、超声波传感器、前置放大器、主放大器、A/D高速采集板、MCU应用板、数据存储卡、光电显示电路；超声波传感器的输出端经前置放大器接主放大器的输入端，主放大器的输出端接A/D高速采集板的输入端，A/D高速采集板与MCU应用板双向连接，MCU应用板与数据存储卡双向连接，MCU应用板的输出端与光电显示电路的输入端相连接。
所述的超声波传感器的型号为R15α；前置放大器的型号为2/4/6c；A/D高速采集板的型号为AD9243M；MCU应用板的型号为DEC6416；数据存储卡采用U盘。
所述的主放大器由跟随器、低通滤波放大器、放大兼跟随器三级组成，跟随器的输出端经低通滤波放大器接放大兼跟随器的输入端；跟随器由运算放大器U1及其外围元件电阻R1-R4、兼电容C1组成，运算放大器U1的正向输入端3脚依次经电阻R1、电容C1接前置放大器的输出端，电阻R3接在运算放大器U1的负向输入端2脚与地之间，电阻R2接在运算放大器U1的3脚与地之间，电阻R4接在运算放大器U1的5脚与2脚之间；低通滤波放大器由运算放大器U2其外围元件电阻R5-R7、电容C2-C3组成，运算放大器U2的负向输入端2脚依次经电阻R6、电阻R5接运算放大器U1的输出端5脚，运算放大器U2的正向输入端3脚接地，电容C2接在电阻R5与电阻R6的节点与地之间，电容C3接在运算放大器U2的5脚与2脚之间；电阻R7接在电阻R5与电阻R6的节点与运算放大器U2的5脚之间；放大兼跟随器由运算放大器U3及其外围元件电阻R8-R10，电容C4、电容C5组成，运算放大器U3的正向输入端3脚依次经电阻R8、电容C4接运算放大器U2的输出端5脚，电阻R9接在运算放大器U3的3脚与地之间，电阻R10接在运算放大器U3的5脚与负向输入端2脚之间，运算放大器U3的输出端经电容C5接在A/D高速采集板的输入端。
所述的光显示电路由单片机U4及其外围元件看门狗U5、电阻R17、排阻R18、电容C10-C11、晶体Y1、驱动芯片U6A-U6F、发光二极管L1-L6、电阻R11-R16、RS232通讯转换芯片U7及其外围元件电容C6-C9、电阻R19-R20组成；单片机U4的13脚、14脚分别与通讯转换芯片U7的12脚、10脚相连接，通讯转换芯片U7的7脚、13脚分别通过电阻R19、电阻R20接插座JP1的2脚、3脚；驱动芯片U6A-U6F的输入端分别接单片机U4的输出端36脚-39脚、13脚、14脚，驱动芯片U6A-U6F的输出端分别经个自对应的发光二极管串联支路接+5V，各光发光二极管串联支路分别由发光二极管L1-L6与相对应的电阻R11-R16串联组成；单片机U4的36-43脚分别经排阻R18的相应连接点接+5V。
所述的壳体由两个组成，一个壳体为装有超声传感器和前置放大器的第一壳体1，另一个壳体为装有主放大器、A/D高速采集板、数据存储卡、光电显示电路的第二壳体15；在第一壳体1的中下部设有装有超声波传感器6的腔室16，在超声波传感器6的顶面与腔室16的室壁之间装有弹簧2，在超声波传感器6的下部周壁上套有喇叭口状橡胶防护套5；在第一壳体1的底面上对称布有磁铁4、7。
使用时，本探测器的第一壳体1通过磁铁4、7牢固吸附在电气设备的金属外壳上，既可以快速巡检，也可以长期连续监测。
本探测器在超声波传感器的下部周壁上套有橡胶护套5，当本探测器贴紧被检测设备时，橡胶护套能够保护耦合面不受到雨水、灰尘、油污的侵入。
采用两个壳体的原因如下，由于大型变压器的散热片之间的间隙轻小，若将两个壳体合并为一个壳体，光显示部分的发光二极管不便观看。

Claims (5)

1、一种便携式电气设备局部放电超声探测器，其特征在于它包括有机壳、超声波传感器、前置放大器、主放大器、A/D高速采集板、MCU应用板、数据存储卡、光电显示电路；超声波传感器的输出端经前置放大器接主放大器的输入端，主放大器的输出端接A/D高速采集板的输入端，A/D高速采集板与MCU应用板双向连接，MCU应用板与数据存储卡双向连接，MCU应用板的输出端与光电显示电路的输入端相连接。
2、根据权利要求1所述的便携式电气设备局部放电超声探测器，其特征在于超声波传感器的型号为R15α；前置放大器的型号为2/4/6c；A/D高速采集板的型号为AD9243M；MCU应用板的型号为DEC6416；数据存储卡采用U盘。
3、根据权利要求1所述的便携式电气设备局部放电超声探测器，其特征在于所述的主放大器由跟随器、低通滤波放大器、放大兼跟随器三级组成，跟随器的输出端经低通滤波放大器接放大兼跟随器的输入端；跟随器由运算放大器(U1)及其外围元件电阻(R1-R4)、兼电容(C1)组成，运算放大器(U1)的正向输入端3脚依次经电阻(R1)、电容(C1)接前置放大器的输出端，电阻(R3)接在运算放大器(U1)的负向输入端2脚与地之间，电阻(R2)接在运算放大器(U1)的3脚与地之间，电阻(R4)接在运算放大器(U1)的5脚与2脚之间；低通滤波放大器由运算放大器(U2)及其外围元件电阻(R5-R7)、电容(C2-C3)组成，运算放大器(U2)的负向输入端2脚依次经电阻(R6)、电阻(R5)接运算放大器(U1)的输出端5脚，运算放大器(U2)的正向输入端3脚接地，电容(C2)接在电阻(R5)与电阻(R6)的节点与地之间，电容(C3)接在运算放大器(U2)的5脚与2脚之间；电阻(R7)接在电阻(R5)与电阻(R6)的节点与运算放大器(U2)的5脚之间；放大兼跟随器由运算放大器(U3)及其外围元件电阻(R8-R10)，电容(C4)、电容(C5)组成，运算放大器(U3)的正向输入端3脚依次经电阻(R8)、电容(C4)接运算放大器(U2)的输出端5脚，电阻(R9)接在运算放大器(U3)的3脚与地之间，电阻(R10)接在运算放大器(U3)的5脚与负向输入端2脚之间，运算放大器(U3)的输出端经电容(C5)接在A/D高速采集板的输入端。
4、根据权利要求3所述的便携式电气设备局部放电超声探测器，其特征在于所述的光显示电路由单片机(U4)及其外围元件看门狗(U5)、电阻(R17)、排阻(R18)、电容(C10-C11)、晶体(Y1)、驱动芯片(U6A-U6F)、发光二极管(L1-L6)、电阻(R11-R16)、RS232通讯转换芯片(U7)及其外围元件电容(C6-C9)、电阻(R19-R20)组成；单片机(U4)的13脚、14脚分别与通讯转换芯片(U7)的12脚、10脚相连接，通讯转换芯片(U7)的7脚、13脚分别通过电阻(R19)、电阻(R20)接插座(JP1)的2脚、3脚；驱动芯片(U6A-U6F)的输入端分别接单片机(U4)的输出端36脚-39脚、13脚、14脚，驱动芯片(U6A-U6F)的输出端分别经个自对应的发光二极管串联支路接+5V，各光发光二极管串联支路分别由发光二极管(L1-L6)与相对应的电阻(R11-R16)串联组成；单片机(U4)的36-43脚分别经排阻(R18)的相应连接点接+5V。
5、根据权利要求4所述的便携式电气设备局部放电超声探测器，其特征在于所述的壳体由两个组成，一个壳体为装有超声传感器和前置放大器的第一壳体(1)，另一个壳体为装有主放大器、A/D高速采集板、数据存储卡、光电显示电路的第二壳体(15)；在第一壳体(1)的中下部设有装有超声波传感器(6)的腔室(16)，在超声波传感器(6)的顶面与腔室(16)的室壁之间装有弹簧(2)，在超声波传感器(6)的下部周壁上套有喇叭口状橡胶防护套(5)；在第一壳体(1)的底面上对称布有磁铁(4、7)。
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