CN201233439Y - 一种局部放电测试仪检定装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种局部放电测试仪检定装置，其采用大规模模数混合集成电路和高压驱动电路，由异步振荡电路、同步振荡电路、窄脉冲发生电路、时延调节电路、相位调整电路、高稳定度直流高压电源电路、二个高压脉冲发生电路组成；异步振荡电路和同步振荡电路均接窄脉冲发生电路；窄脉冲发生电路的一个输出接时延调节电路；窄脉冲发生电路的一个输出接相位调整电路；窄脉冲发生电路的一个输出接高压脉冲发生电路的输入端；窄脉冲发生电路的另一个输出接另一个高压脉冲发生电路的输入端；高稳定度直流高压电源电路的一个输出接一个高压脉冲发生电路；高稳定度直流高压电源电路的另一个输出接另一个高压脉冲发生电路。其优点是，结构合理、方便实用、制造成本较低、可靠性有保证。
Description
技术领域
本实用新型属于电子仪器测试测量领域，特别是一种局部放电测试仪检定装置。其涉及高压电器设备局部放电测试仪的检定和校准，具体地说它是一种符合GB/T 7354-2003《局部放电测量》的、能用来方便校准局部放电测试仪的特殊脉冲发生器构成的检定装置。
背景技术
局部放电测量是近代发展起来的一种对绝缘损害很小的分析绝缘缺陷的先进测量手段，它可以避免对高电压设备进行有破坏性的交流耐压试验。局部放电测试仪就是应用这种测量方法的工具，其用于测量高压电气设备局部放电信号，以视在放电量的大小表征高压电气设备绝缘局部放电的强度。由于局部放电测量是高压电力设备必不可少的绝缘试验项目，因此局部放电测试仪的准确度直接影响到电气设备的绝缘可靠程度，关系到电力系统的安全运行水平。局部放电测试仪的自身的性能对局放信号测量结果有决定性影响，而测量结果将影响到电力设备的安全运行。为了保证测量结果的科学性和公正性，仪器的性能必须有统一的标准，这就需要由专门机构对仪器进行校准。而开展局部放电测试仪校验工作，就需要一套满足新国标GB/T7354-2003要求的局部放电测试仪检定装置及完善的相关测试技术和实施方案。据申请人所知，国家知识产权局公开的(专利号为92227665.X)实用新型专利“高压高速脉冲源”和其它类似专利，以及目前广泛生产、使用的通用脉冲信号源，均无法用于按照新国标GB/T 7354-2003要求对局部放电测试仪进行检定、校准，其存在的共同的缺点是：不能提供从10mV～100V连续可调的波形且上升时间小于60ns的脉冲波，不能提供脉冲时延可变的双脉冲波。而要想按照新国标GB/T 7354-2003要求对局部放电测试仪进行方便地检定、校准，就必须提供上述两种脉冲波。申请人在研究中发现，目前，仅凭手头掌握的技术资料和产品信息，还难以找到合适的脉冲发生器用来对局部放电测试仪进行方便地检定、校准，同时也未见有相关文献提及能产生上述两种脉冲波的仪器或装置。
实用新型内容
本实用新型的目的是，针对上述现有技术存在的不足，同时为了满足新国标GB/T 7354-2003对局部放电测试仪检定、校准的要求，提出并设计一种局部放电测试仪检定装置。其是一种能方便地检定、校准局部放电测试仪的由特殊脉冲发生器构成的检定装置。
本实用新型技术解决方案是，采用大规模模数混合集成电路和高压驱动电路，其特征在于，由异步振荡电路、同步振荡电路、窄脉冲发生电路、时延调节电路、相位调整电路、高稳定度直流高压电源电路、二个高压脉冲发生电路组成；其中，异步振荡电路和同步振荡电路均接窄脉冲发生电路的输入端；窄脉冲发生电路的一个输出接时延调节电路的输入端；窄脉冲发生电路的一个输出接相位调整电路的输入端；窄脉冲发生电路的一个输出接高压脉冲发生电路的输入端；窄脉冲发生电路的的另一个输出接另一个高压脉冲发生电路的输入端；高稳定度直流高压电源电路的一个输出接高压脉冲发生电路的输入端；高稳定度直流高压电源电路的另一个输出接另一个高压脉冲发生电路的输入端。
其特征在于，异步振荡电路采用一个定时集成电路NE555。
其特征在于，同步振荡电路采用一个高速双运算放大器集成电路LM358芯片、一个高速比较器LM393。
其特征在于，窄脉冲发生电路采用一个定时集成电路NE555。
其特征在于，时延调节电路采用一个定时集成电路7555。
其特征在于，相位调整电路采用一个定时集成电路7555和6非门集成电路4069。
其特征在于，高压脉冲发生电路分别采用一个高压NPN晶体管和高压MOS晶体管。
其特征在于，高稳定度直流高压电源电路7采用一个脉宽调制集成电路SG3524。
本实用新型的优点是，按照新国标GB/T 7354-2003对局部放电测试仪检定、校准的要求，创新地组合和运用已有的成熟电路，设计出能提供从10mV～100V连续可调的波形上升时间小于60ns的脉冲波和脉冲时延可变的双脉冲波的一种特殊脉冲发生器。主要应用通用的定时集成电路和高压MOS晶体管等分立器件，其结构合理、方便实用、该装置的制造成本较低、可靠性有保证。
附图说明
图1，本实用新型的电路原理方框图；
图2，本实用新型的异步振荡电路的电路原理图；
图3，本实用新型的同步振荡电路的电路原理图；
图4，本实用新型的时延调节电路的电路原理图；
图5，本实用新型的窄脉冲发生电路的电路原理图；
图6，本实用新型的相位调整电路的电路原理图；
图7，本实用新型的高压脉冲发生电路的电路原理图；
图8，本实用新型的高稳定度直流高压电源电路的电路原理图。
具体实施方式
下面，结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示，本实用新型由异步振荡电路1、同步振荡电路2、时延调节电路3、窄脉冲发生电路4、相位调整电路5、高稳定度直流高压电源电路7、高压脉冲发生电路6、8组成。二个高压脉冲发生电路6、8的结构相同，均分别采用一个高压NPN晶体管和一个高压MOS品体管。
其中，异步振荡电路1的输出YBC和同步振荡电路2的输出TB均接窄脉冲发生电路4的输入端in；窄脉冲发生电路4的一个输出out接时延调节电路3的输入端in；窄脉冲发生电路4的一个输出out接相位调整电路5的输入端in；窄脉冲发生电路4的一个输出out接高压脉冲发生电路6的输入端in1；窄脉冲发生电路4的另一个输出out接高压脉冲发生电路8的输入端in1；时延调节电路3的一个输出out接高压脉冲发生电路6的输入端in1；相位调整电路5的一个输出out接高压脉冲发生电路8的输入端in1；高稳定度直流高压电源电路7的一个输出out接高压脉冲发生电路6的输入端in2；高稳定度直流高压电源电路7的另一个输出out接高压脉冲发生电路8的输入端in2。高压脉冲发生电路6输出脉冲时延可调的双脉冲；高压脉冲发生电路8输出电压高达100V且连续可调的正负脉冲。
本实用新型遵循集成创新的理念，选择应用广泛的通用定时集成电路，组成特定功能的单稳态、双稳态触发器来完成所需的异步振荡功能、同步振荡功能、时延调节功能、窄脉冲产生功能、相位调整功能。其基本工作原理是：异步振荡电路1产生频率可调、占空比50％的方波，同步振荡电路2产生与装置工作电源同步的固定频率的方波；上述同步、异步两个信号用来触发窄脉冲发生电路4，使其产生对应的同步或异步脉宽固定的窄脉冲波；时延调节电路3将窄脉冲发生电路4产生的窄脉冲波延时一可变时间，此延时后的窄脉冲波和原窄脉冲波同时输入高压脉冲发生电路6、驱动其产生脉冲时延可调的双脉冲；相位调整电路5将窄脉冲发生电路4产生的窄脉冲波反相后与原窄脉冲波同时输入高压脉冲发生电路8、驱动其产生电压高达100V且连续可调的正负脉冲。高稳定度直流高压电源电路7为二个高压脉冲发生电路即高压脉冲发生电路6和高压脉冲发生电路8提供电压稳定、纹波很小且电压连续可调的直流电源，保证其输出脉冲的稳定和准确。
如图2所示，异步振荡电路1由一个定时集成电路NE555(IC5)，连接到IC5的5脚的电容C24，连接到IC5的2脚和6脚的充电电容C23、连接到IC5的7脚和6脚的充电电阻R27、R28，连接到IC5的8脚的滤波电容C25、C31组成。电容C23、C24的另一端按地、C25、C31的负极接地。IC5的为3脚为异步振荡电路1的输出YBC。
如图3所示，同步振荡电路2是由一个高速双运算放大器集成电路LM358芯片(由IC7A、IC7B组合)、一个高速比较器LM393即(由IC2A、IC2B组合)及其外围元器件组成。其中，C26、R24耦合同步信号到IC7B的5脚，偏置电路R7、D5通过R5接到IC7B的6脚，D3、D4组成IC7B的保护电路，IC7B的7脚经R4接至IC7A的3脚，R16接IC7A的2脚、R17接IC7A的1脚和2脚、且R16与R17串接组成反馈回路，R19、R20、R21、R22、R23、R25、R26与IC2A、IC2B组成双限比较器、输出同步脉冲信号，C14、C27、C32是IC7和IC2的滤波电路。
如图4所示，时延调节电路3是由一个定时集成电路7555(IC3)及其外围元器件C5、C7、C9、C28、C35、D2、R3、R9组成。输入信号in经微分电路D2、C9、R9整形接至IC3的2脚，电容C24连接到IC5的5脚，R3、C5组成的充电电路接至IC5的6、7脚，C28、C35是连到IC3的8脚的滤波电路。
如图5所示，窄脉冲发生电路4是由一个定时集成电路NE555(IC7)及其外围元器件C39、C41、C43、D4、R211、R221、R231组成。输入信号in经微分电路D4、C39、R211整形接至IC7的2脚，电容C43连接到IC7的5脚，R221、R231、C41组成的充电电路接至IC7的6、7脚，IC7的3脚输出信号out。
如图6所示，相位调整电路5是由一个定时集成电路7555(IC1)和非门集成电路4069(IC4A、IC4B、IC4C并联组合)及其外围元器件C4、C6、C8、D1、R1、R8组成。输入信号in经IC4反相后、再经微分电路D1、C8、R8整形接至IC1的2脚，电容C6连接到IC1的5脚，R1、C4组成的充电电路接至IC1的6、7脚，IC1的3脚为相位调整电路5的输出端，输出信号out。
如图7所示，高压脉冲发生电路6和高压脉冲发生电路8都是由一个高压NPN晶体管Q1和一个高压MOS晶体管BG2及其外围元器件R15、R18、R30、C2、C3、C22组成。其中，R18接Q1的发射极，R30、C3接BG2的基极，R15接BG2的漏极，C2、C22是电源滤波电路。
窄脉冲发生电路4的一个输出out接高压脉冲发生电路6的输入端in1；窄脉冲发生电路4的另一个输出out接高压脉冲发生电路8的输入端in1；时延调节电路3的一个输出out接高压脉冲发生电路6的输入端in1；相位调整电路5的一个输出out接高压脉冲发生电路8的输入端in1；高稳定度直流高压电源电路7的一个输出out接高压脉冲发生电路6的输入端in2；高稳定度直流高压电源电路7的另一个输出out接高压脉冲发生电路8的输入端in2。
如图8所示，高稳定度直流高压电源电路7是由一个脉宽调制集成电路SG3524(IC2)及其外围元器件R15、R181、R30、C211、C3、C22等组成。其中，C19、C17、C12是电源滤波电路，W4、R54、R56组成分压电路将输出电压经C211、R12、R15反馈至IC2的1脚，R2、R181接至IC2的2脚，C13接至IC2的16脚，R11接至IC2的6脚，C5接至IC2的7脚，C9、R10接至IC2的9脚，R36接至IC2的4、5脚，R23接至IC2的12脚，R24接至IC2的13脚，R22接至IC2的11脚和BG5的发射极，R25接至IC2的14脚和BG4的发射极，BG4、BG5的集电极接变压器T1、T2的输入，T1、T2的输出经D6、D10整流、L2、C38滤波后输出高稳定度直流高压。
本实用新型的总体性能指标如下：
校准脉冲电压幅值可调，调节范围从10mV至110V连续；
校准脉冲值允许误差：≤1％；
校准脉冲发生器输出内阻：<100Ω；
具备与工频电源同步的功能，为感应同步方式；
脉冲上升沿：<60ns；
脉冲间隔时间3～240us可调；
脉冲频率可调，范围1Hz～3kHz。
本实用新型满足新国标GB/T7354-2003对局部放电测试仪检定、校准的要求，能提供从10mV～100V连续可调的波形上升时间小于60ns的脉冲波和脉冲时延可变的双脉冲波，能有效应用于局部放电测试仪的检定、校准工作。
Claims (8)
1、一种局部放电测试仪检定装置，采用大规模模数混合集成电路和高压驱动电路，其特征在于，由异步振荡电路(1)、同步振荡电路(2)、窄脉冲发生电路(4)、时延调节电路(3)、相位调整电路(5)、高稳定度直流高压电源电路(7)、二个高压脉冲发生电路(6)、(8)组成；其中，异步振荡电路(1)和同步振荡电路(2)均接窄脉冲发生电路(4)的输入端；窄脉冲发生电路(4)的一个输出接时延调节电路(3)的输入端；窄脉冲发生电路(4)的一个输出接相位调整电路(5)的输入端；窄脉冲发生电路(4)的一个输出接高压脉冲发生电路(6)的输入端；窄脉冲发生电路(4)的另一个输出接另一个高压脉冲发生电路(8)的输入端；高稳定度直流高压电源电路(7)的一个输出接高压脉冲发生电路(6)的输入端；高稳定度直流高压电源电路(7)的另一个输出接另一个高压脉冲发生电路(8)的输入端。
2、根据权利要求1所述的局部放电测试仪检定装置，其特征在于，异步振荡电路(1)采用一个定时集成电路NE555。
3、根据权利要求1所述的一种局部放电测试仪检定装置，其特征在于，同步振荡电路(2)采用一个高速双运算放大器集成电路LM358芯片、一个高速比较器LM393。
4、根据权利要求1所述的一种局部放电测试仪检定装置，其特征在于，窄脉冲发生电路(4)采用一个定时集成电路NE555。
5、根据权利要求1所述的一种局部放电测试仪检定装置，其特征在于，时延调节电路(3)采用一个定时集成电路7555。
6、根据权利要求1所述的一种局部放电测试仪检定装置，其特征在于，相位调整电路(5)采用一个定时集成电路7555和6非门集成电路4069。
7、根据权利要求1所述的一种局部放电测试仪检定装置，其特征在于，高压脉冲发生电路(6)、(8)分别采用一个高压NPN晶体管和高压MOS晶体管。
8、根据权利要求1所述的一种局部放电测试仪检定装置，其特征在于，高稳定度直流高压电源电路(7)采用一个脉宽调制集成电路SG3524。
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