CN204557146U - 基于电缆局部放电测试的同步电压信号相频校核仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于电缆局部放电测试的同步电压信号相频校核仪，包括电缆加压处的低通滤波器、ADC转换器、第一单片机和第一实时时钟芯片，以及局放测试仪处的第二单片机以及第二实时时钟芯片；低通滤波器输入端与电缆加压处的电压信号输入端相连，输出端通过ADC转换器与第一单片机的SPI及其他GPIO接口相连；第一实时时钟芯片与第一单片机的I2C接口相连；第二实时时钟芯片与第二单片机的I2C接口相连；第一单片机和第二单片机之间进行通信。本实用新型保证了局放测试仪处的同步电压信号和电缆加压处的电压信号相位和频率的一致，从而完成了对同步电压信号的相频校核。
Description
技术领域
本实用新型涉及电缆局部放电测试技术领域，特别是涉及一种基于电缆局部放电测试的同步电压信号相频校核仪。
背景技术
电缆局部放电测试是电气设备中一项非常重要的试验。根据局部放电发生的位置和机理的不同，电气设备中发生的局部放电大致可分为三种类型：(1)绝缘介质内部的局部放电；(2)绝缘介质表面的局部放电；(3)高压电极尖端的电晕放电。各种局部放电的起始条件、放电波形以及放电随施加电压的变化规律各不相同。而对电缆来说我们常关心的是其绝缘介质内部的局部放电。
在新电缆投运时，在对电缆进行耐压试验的同时，也需要对电缆的各个接头进行局部放电测试，以便能发现电缆内部的绝缘缺陷。局部放电脉冲一般出现在同步电压信号的一三相位，其中同步电压信号为与电缆加压处频率和相位一致的局放测试仪处的参考电压信号。所以须获取到同步电压信号，才可以根据脉冲出现在同步电压信号的位置判断该脉冲是不是局部放电脉冲，从而确定电源内部是否有绝缘缺陷。但是在试验过程中，局放测试仪放在接头处，距离电缆加压的地方较远，所以要核对电缆加压处的电压信号和局放测试仪处同步电压信号的频率和相位，使之保持一致，存在困难。
实用新型内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种基于电缆局部放电测试的同步电压信号相频校核仪，能够使局放测试仪处的同步电压信号和电缆加压处的电压信号相位和频率保持一致。
一种基于电缆局部放电测试的同步电压信号相频校核仪，包括电缆加压处的低通滤波器、ADC转换器、第一单片机和第一实时时钟芯片，以及局放测试仪处的第二单片机以及第二实时时钟芯片；
低通滤波器输入端与电缆加压处的电压信号输入端相连，输出端通过ADC转换器与第一单片机的SPI及其他GPIO接口相连；第一实时时钟芯片与第一单片机的I2C接口相连；第二实时时钟芯片与第二单片机的I2C接口相连；第一单片机和第二单片机之间进行通信。
本实用新型基于电缆局部放电测试的同步电压信号相频校核仪，低通滤波器、ADC转换器、第一单片机、第一实时时钟芯片、第二单片机以及第二实时时钟芯片均采用现有技术中已有的器件实现。通过低通滤波器、ADC转换器、第一单片机以及第一实时时钟芯片的连接配合，以及第二单片机以及第二实时时钟芯片的连接配合，保证了局放测试仪处的同步电压信号和电缆加压处的电压信号相位和频率的一致，从而实现了对同步电压信号的相频校核。
附图说明
图1为本实用新型基于电缆局部放电测试的同步电压信号相频校核仪整体应用场景示意图；
图2是本实用新型基于电缆局部放电测试的同步电压信号相频校核仪实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的理解本实用新型要解决的技术问题、采取的技术方案以及达到的技术效果，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细描述。需要说明的是，文字描述中各器件前出现的第一、第二等字眼仅仅为了区别同一类型器件，并不对器件的数量和顺序等加以限定。
为了更好的理解本实用新型，首先对本实用新型同步电压信号相频校核仪的整体应用场景做简单介绍。
如图1所示，控制调压器的电压通过变压器T输入到电感L以及电容分压杆，电容分压杆和电感L将输出的电压施加到电缆上，对电缆进行耐压试验。同时局放测试仪接在电缆的接口处，对电缆进行局部放电测试。本实用新型同步电压信号相频校核仪使局放测试仪处的同步电压信号的频率和相位与电缆加压处的电压信号的频率和相位保持一致。
下面结合附图对本实用新型基于电缆局部放电测试的同步电压信号相频校核仪的具体实施方式做详细描述。
如图2所示，一种基于电缆局部放电测试的同步电压信号相频校核仪，包括电缆加压处低通滤波器310、ADC转换器(模数转换器)320、第一单片机330和第一实时时钟芯片(RTC，Real-Time Clock)340，以及第二单片机370以及第二实时时钟芯片380。
低通滤波器310输入端与电缆加压处的电压信号输入端相连，输出端通过ADC转换器320与第一单片机330的SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)及其他GPIO(General Purpose Input Output，通用输入/输出)接口相连；第一实时时钟芯片340与第一单片机330的I2C(Inter－Integrated Circuit)接口相连。第二实时时钟芯片380与第二单片机370的I2C接口相连；第一单片机330和第二单片机370之间进行通信。
电缆加压处的电压模拟信号输入低通滤波器310；低通滤波器310将所述电压模拟信号中的高频信号滤除，并将滤除高频信号后的电压模拟信号发送给ADC转换器320；ADC转换器320将接收的电压模拟信号转换为电压数字信号；第一单片机330使能ADC转换器320，接收ADC转换器320发送的所述电压数字信号，将所述电压数字信号转换为同频率同相位的第一方波信号，同时使能第一实时时钟芯片340开始计时；第一单片机330在所述第一方波信号到达第一零相位时记录第一实时时钟芯片340的第一当前时间，在到达第一零相位的下一个零相位时记录第一实时时钟芯片340的第二当前时间，根据第二当前时间与第一当前时间的差值得到所述第一方波信号的周期，并将所述周期以及所述第二当前时间发送给第二单片机370；
第二单片机370接收所述周期以及所述第二当前时间，并使能第二实时时钟芯片380开始计时；第二实时时钟芯片380在计时时间达到预设时间时，发出脉冲使能第二单片机370的IO(输入输出)中断，第二单片机370发出第二方波信号，其中所述预设时间为所述周期的整数倍与所述第二当前时间的和，第二方波信号的周期与第一方波信号的周期相等。
如图1所示，电缆加压处的电压信号可以为电缆加压处的电容分压杆侧的电压信号。通过调节电缆加压处的电容分压杆得到2V(伏)左右的电压信号，该电压信号的频率一般为20～300Hz(赫兹)，然后将取得的电压信号输入低通滤波器310。需要说明的是，上述2伏左右电压信号仅用于实例，本实用新型并不对获得的电压信号的具体电压值做出限定。
第一单片机330和第二单片机370可以为MSP430系列单片机，例如MSP430F6等，该单片机主频为20M(兆)，并且有内置定时器。第一实时时钟芯片340和第二实时时钟芯片380可以采用晶振为32k(千赫兹)，并具有定时报警功能的现有RTC。本实用新型同步电压信号相频校核仪所包含的其它各器件均可以采用现有技术中已有的器件实现，在此不予一一实例。
RTC通过I2C协议可以将秒、分、时、日期、星期、月和年等信息发送给单片机。RTC的晶振为32k时，通过对RTC寄存器的设置，可以得到的最小计时点为0.03ms(毫秒)，这个最小点可以通过RTC特定的管脚的输出方波来计时。而获取的电压信号的最高频率一般为300HZ，实际所取频率多为几十赫兹，所以RTC计时误差换算到相位上只有不到10度，这个误差在局部放电测试中是容许的。
第一单片机330上电后对低通滤波器310、ADC转换器320以及第一实时时钟芯片340等进行初始化。低通滤波器310去除输入的电压模拟信号中的高频干扰信号，然后发送给ADC转换器320。ADC转换器320将电压模拟信号转换成电压数字信号。第一单片机330使能ADC转换器320接收电压数字信号，将电压数字信号转换为同频率同相位的第一方波信号，并同时使能第一实时时钟芯片340开始计时。第一单片机330在所述方波信号到达第一零相位时，记录第一实时时钟芯片340的当前时间T1(精确到最小计时点)。第一单片机330在所述方波信号到达第一零相位的下一个零相位时，记录第一实时时钟芯片340对应的当前时间T2，则T2-T1就是方波信号的周期T。需要说明的是，第一零相位不一定是测得的方波信号的第一个零相位；周期T并不限制于相邻零相位点的时间相减，还可以根据其他方式实现。
如图2所示，本实用新型同步电压信号相频校核仪还可以包括与所述第一单片机330的UART接口(通用异步收发传输器)连接的第一UART转GPRS(通用分组无线服务技术)模块350。第一单片机330可以通过第一UART转GPRS模块350将所述周期以及所述第二当前时间发送给第二单片机370。本实用新型同步电压信号相频校核仪还可以包括与所述第二单片机370的UART接口相连的第二UART转GPRS模块360，第二单片机370通过第二UART转GPRS模块360接收所述周期以及所述第二当前时间。第一UART转GPRS模块350和第二UART转GPRS模块360均可以采用现有技术中已有模块实现。
第二单片机370上电后对第二实时时钟芯片380等进行初始化，通过第二UART转GPRS模块360接收周期T和第二当前时间T2，并使能第二实时时钟芯片380开始计时。在这里只需要将T2顺延整数倍个周期T，就可以以此矫正为零相位时刻，发出同步电压信号。为了尽量减小传输途中的时延等误差，可以将整数倍定为10(或100)倍等。然后利用第二实时时钟芯片380自带的报警功能设置，当计时时间到了T2+10(或100等)T即可发出脉冲，使能第二单片机370IO中断，第二单片机370便可在此时发出周期为T的第二方波信号，也即同步电压信号，保证了局放测试仪处的同步电压信号和电缆加压处的电压信号相位和频率的一致。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (4)
1.一种基于电缆局部放电测试的同步电压信号相频校核仪，其特征在于，包括电缆加压处的低通滤波器、ADC转换器、第一单片机和第一实时时钟芯片，以及局放测试仪处的第二单片机以及第二实时时钟芯片；
低通滤波器输入端与电缆加压处的电压信号输入端相连，输出端通过ADC转换器与第一单片机的SPI及其他GPIO接口相连；第一实时时钟芯片与第一单片机的I2C接口相连；第二实时时钟芯片与第二单片机的I2C接口相连；第一单片机和第二单片机之间进行通信。
2.根据权利要求1所述的基于电缆局部放电测试的同步电压信号相频校核仪，其特征在于，还包括与所述第一单片机的UART接口连接的第一UART转GPRS模块。
3.根据权利要求1所述的基于电缆局部放电测试的同步电压信号相频校核仪，其特征在于，还包括与所述第二单片机的UART接口相连的第二UART转GPRS模块。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的基于电缆局部放电测试的同步电压信号相频校核仪，其特征在于，第一单片机和第二单片机为MSP430系列单片机。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108306641A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-07-20 | 广东电网有限责任公司 | 一种用于局放测试的相频追踪装置 |
| CN112834873A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-05-25 | 深圳供电局有限公司 | 局放测试系统及电缆测试系统 |
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- 2015-04-30 CN CN201520277314.6U patent/CN204557146U/zh not_active Expired - Fee Related
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