CN202145226U - 用于智能开关柜局部放电检测的数据采集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于智能开关柜局部放电检测的数据采集系统，其包括：若干个AD采样板，其中每一个AD采样板采集至少一路智能开关柜局部放电信号，所述各AD采样板中均对应设有一AD采样板总线；一DSP信号处理板，其上设有一DSP芯片以及一DSP信号处理板总线；一主板，其上设有若干个第一总线插槽和一个第二总线插槽，所述各AD采样板对应插设在第一总线插槽中，所述DSP信号处理板插设在第二总线插槽中，以实现各AD采样板与DSP信号处理板以及主板之间的相互连接和数据传输。采用上述数据采集系统对智能开关柜的局部放电信号进行采集，能够大大提高数据采集的速度，同时保证了数据采集系统的抗干扰能力，而且减小了数据采集系统的体积。

Description

用于智能开关柜局部放电检测的数据采集系统

技术领域

本实用新型涉及一种数据采集装置，尤其涉及一种多通道高速数据采集装置。

背景技术

开关柜是电力配电系统中的重要设备，而绝缘故障是严重威胁开关柜安全运行的重要隐患之一。

大量开关柜故障统计分析表明，局部放电是造成开关柜绝缘故障的主要原因，此外，局部放电也是绝缘劣化的重要征兆。因此，检测局部放电可以及时有效地发现开关柜内部存在的绝缘故障缺陷。

数据采集系统是对开关柜的局部放电进行检测的装置中必不可少的系统元件之一。现有的用于开光柜局部放电检测的数据采集系统所具有的采集通道较少，同时由于系统设置的原因，采集速度也比较慢，这就影响了数据采集的效果和效率，此外，较慢的数据采集速度还会使得所采集的局部放电信号中干扰信号的幅度较高，具有较低的信噪比，这些对局部放电信号的检测均是不利的。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于智能开关柜局部放电检测的数据采集系统，该数据采集系统具有多个数据采集通道，从而能够对多路局部放电信号进行采集；此外本实用新型所述的数据采集系统通过优选结构设置，还能大大提高数据采集的速度，从而一方面提高数据采集的效率，另一方面提高数据采集系统的抗干扰能力。

为了实现上述发明目的，本实用新型提供了一种用于智能开关柜局部放电检测的数据采集系统，其包括：

一主板，其上设有若干个第一总线插槽和一个第二总线插槽；

若干个具有总线的AD采样板，其分别对应插设于所述各第一总线插槽中，通过总线与所述主板连接，其中每一个AD采样板采集至少一路信号；

一具有总线的DSP信号处理板，其插设于所述第二总线插槽中，通过总线与主板的连接以实现与各AD采样板的连接和数据传输，所述DSP信号处理板上设有一DSP芯片，所述DSP芯片接收各AD采样板传输的数据。

在上述用于智能开关柜局部放电检测的数据采集系统中，所述每一个AD采样板均包括：

至少一信号放大器，其将接收的信号放大；

至少一低通滤波器，其与所述至少一信号放大器对应连接，将接收的信号进行滤波处理；

至少一信号变压器，其与至少一低通滤波器对应连接，将经过滤波的信号隔离处理后传输出去；

一AD芯片，其包括至少一AD转换器，所述至少一AD转换器与至少一信号变压器对应连接，所述AD芯片对信号变压器传输的信号进行采样；

一可编程器件，其与所述AD芯片连接，所述可编程器件控制AD芯片开始进行采样，所述可编程器件还与所述AD采样板总线连接；

一缓存元件，其与所述可编程器件和AD芯片分别连接，所述可编程器件控制AD芯片将采样数据传输至缓存元件进行缓存。

上述可编程器件为CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)或FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)。

上述缓存元件为一SRAM(Static RAM)存储阵列。

上述信号变压器为一射频耦合器。

在上述用于智能开关柜局部放电检测的数据采集系统中，所述信号放大器、低通滤波器和信号变压器的数量均为两个，所述AD芯片包括两个AD转换器。即每一个AD采样板具有两个采集通道，对应采集两路信号。

在上述用于智能开关柜局部放电检测的数据采集系统中，所述主板上还设有一电源，其与所述各AD采样板和一个DSP信号处理板连接，为其供电；所述主板上还设有一同步采样控制信号产生电路，其与各AD采样板连接，控制各AD采样板同步采样。

在上述用于智能开关柜局部放电检测的数据采集系统中，，所述DSP信号处理板上还设有一TCP/IP接口，用于与网络连接，实现大量数据的远程稳定传输。

本实用新型所述的用于智能开关柜局部放电检测的数据采集系统在进行数据采集时，由AD采样板接收信号，并对其进行放大、滤波、隔离这些必要的信号调理处理，然后由AD采样板中的AD芯片进行数据采样，采集到的数据：可以由可编程器件控制读入可编程器件中进行滤波处理，然后由可编程器件控制写入缓存元件，由缓存元件对采集的数据进行缓存，等待后端的数据处理装置将采集的数据取走；也可以由编程器件控制直接写入缓存元件，由缓存元件对采集的数据进行缓存，等待后端的DSP信号处理板将采集的数据取走。DSP信号处理板将采集的数据取走后，由DSP芯片进行处理，然后传输至后续数据处理装置中。

本实用新型所述的用于智能开关柜局部放电检测的数据采集系统由于采用了上述技术方案，使得其较之现有的数据采集系统，大大提高了数据采集的速度，同时保证了数据采集系统的抗干扰能力，而且还减小了数据采集系统的体积，因此具有很强的适用性。

附图说明

图1为本实用新型所述的用于智能开关柜局部放电检测的数据采集系统的结构框图。

图2为本实用新型所述的用于智能开关柜局部放电检测的数据采集系统在一种实施方式中AD采样板的结构框图。

图3为本实用新型所述的用于智能开关柜局部放电检测的数据采集系统在一种实施方式中DSP信号处理板的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例来对本实用新型所述的用于智能开关柜局部放电检测的数据采集系统作进一步说明。

如图1所示，本实施例中的用于智能开关柜局部放电检测的数据采集系统包括主板，主板上具有4个用于插设AD采样板的总线插槽以及一个用于插设DSP信号处理板的总线插槽，4块AD采样板和一块DSP信号处理板对应插设在上述各总线插槽中，从而实现了AD采样板与DSP信号处理板之间的相互连接和数据传输。主板具有电源，从而为AD采样板和DSP信号处理板供电，此外，主板通过同步采样控制信号产生电路控制4块AD采样板进行同步信号采样。AD采样板将采集到的数据传输给DSP信号处理板，然后由DSP信号处理板上的DSP芯片进行处理，然后通过设于DSP信号处理板上的TCP/IP接口与网络连接，而将大量的数据传输到后续的服务器中进行进一步的处理。

图2为本实施例中的AD采样板的结构框图。如图2所示，本实施例中的AD采样板可以同时采集两路信号，其包括：两个信号放大器，将接收的差分模拟信号转换为单端信号；两个低通滤波器，其分别与两个信号放大器对应连接，对单端信号进行滤波；两个射频耦合器(即信号变压器)，其分别与两个低通滤波器对应连接，对经过滤波的信号进行隔离处理；具有两个AD转换器的AD芯片，与两个射频耦合器连接，对经过上述放大、滤波和隔离调理处理的信号进行数据采样；CPLD(或者FPGA)与该AD芯片连接，控制AD芯片开始进行数据采样，并控制AD芯片将采集到的数据放入SRAM存储阵列进行缓存。上述CPLD(或者FPGA)可以灵活处理AD芯片输出的采集数据，其既可以将该采集数据先读入CPLD(或者FPGA)中进行滤波处理后，再将其写入SRAM存储阵列进行缓存，也可以直接给出SRAM存储阵列的写控制信号，将AD芯片输出的采集数据直接写入SRAM存储阵列进行缓存。因此在本实施例中，SRAM存储阵列、AD芯片与CPLD(或者FPGA)之间是相互连接的，而CPLD(或者FPGA)还与AD采样板的总线连接，从而将采集数据通过总线传输到DSP信号处理板进行进一步的处理。在本实施例中，AD采样板还包括一个与CPLD(或者FPGA)连接的MCU(Micro Control Unit，微控制单元)，其与AD采样板的总线之间通过I2C/SPI/UART等通信总线连接。本实施例中采用CPLD(或者FPGA)控制采样过程可以很好的提高系统的运转性能，而SRAM存储阵列则具有大容量存储的优势。

图3为本实施例中的DSP信号处理板的结构框图，该DSP信号处理板为本领域内常用的信号处理板：各块AD采集板采集的数据由总线传输到DSP信号处理板，由设于其上的DSP芯片TMS320C6713B读取并存储在SDRAM中；DSP信号处理板的HPI口提供了主机与DSP芯片的通讯，FLASH存储程序；采集的数据在DSP芯片中进行去噪、取样分析后，由W3100和RTL8201组成的网络接口将采样原始数据传送到上位机中去。

要注意的是，以上列举的仅为本实用新型的具体实施例，显然本实用新型不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于智能开关柜局部放电检测的数据采集系统，其特征在于，包括：

一主板，其上设有若干个第一总线插槽和一个第二总线插槽；

若干个具有总线的AD采样板，其分别对应插设于所述各第一总线插槽中，通过总线与所述主板连接，其中每一个AD采样板采集至少一路信号；

一具有总线的DSP信号处理板，其插设于所述第二总线插槽中，通过总线与主板的连接以实现与各AD采样板的连接和数据传输，所述DSP信号处理板上设有一DSP芯片，所述DSP芯片接收各AD采样板传输的数据。

2.如权利要求1所述的用于智能开关柜局部放电检测的数据采集系统，其特征在于，所述每一AD采样板均包括：

至少一信号放大器，其将接收的信号放大；

至少一低通滤波器，其与所述至少一信号放大器对应连接，对接收的信号进行滤波处理；

至少一信号变压器，其与至少一低通滤波器对应连接，将经过滤波的信号隔离处理后传输出去；

一AD芯片，其包括至少一AD转换器，所述至少一AD转换器与至少一信号变压器对应连接，所述AD芯片对信号变压器传输的信号进行采样；

一可编程器件，其与所述AD芯片连接，所述可编程器件控制AD芯片开始进行采样，所述可编程器件还与所述AD采样板总线连接；

一缓存元件，其与所述可编程器件和AD芯片分别连接，所述可编程器件控制AD芯片将采样数据传输至缓存元件进行缓存。

3.如权利要求2所述的用于智能开关柜局部放电检测的数据采集系统，其特征在于，所述信号放大器、低通滤波器和信号变压器的数量均为两个，所述AD芯片包括两个AD转换器。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的用于智能开关柜局部放电检测的数据采集系统，其特征在于，所述主板上还设有一电源，其与所述各AD采样板和一个DSP信号处理板连接，为其供电；所述主板上还设有一同步采样控制信号产生电路，其与各AD采样板连接，控制其同步采样。

5.如权利要求1-3中任意一项所述的用于智能开关柜局部放电检测的数据采集系统，其特征在于，所述DSP信号处理板上还设有一TCP/IP接口。

6.如权利要求2所述的用于智能开关柜局部放电检测的数据采集系统，其特征在于，所述可编程器件为一CPLD或一FPGA。

7.如权利要求2、3、6中任意一项所述的用于智能开关柜局部放电检测的数据采集系统，其特征在于，所述缓存元件为一SRAM存储阵列。

8.如权利要求2所述的用于智能开关柜局部放电检测的数据采集系统，其特征在于，所述信号变压器为一射频耦合器。

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