CN205301505U - 局部放电检测系统用工频同步相位无线触发器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种局部放电检测系统用工频同步相位无线触发器，包括：市电工频信号采样发射模块，用于将市电降压到预设值的交流电压做为原始的相位信号通过脉冲触发器和无线信号发射端进行发射；信号接收触发模块，用于接收无线信号发射端发射的信号，经过放大、电压比较后的信号触发，提供给便携式局部放电测量系统的触发通道。本实用新型具有如下优点：发射部分可以经受住对交流电源端口的浪涌脉冲，发射部分电路抗干扰好，解决了电源外部电网噪声污染干扰的问题；发射功率可以数字调整，掉电自动记忆断电前的频率数据,采用石英晶体稳频，即使温度改变发射频率不会漂移。

Description

局部放电检测系统用工频同步相位无线触发器

技术领域

本实用新型属于高压电气设备局部放电在线检测与故障诊断技术领域，具体涉及一种局部放电检测系统用工频同步相位无线触发器。

背景技术

近年来随着电网公司对高压电力设备的安全越来越重视，便携式局部放电测量系统在电网中的应用日益广泛。特高频法是气体绝缘变电站(以下简称GIS)监测中应用较为广泛的检测技术手段,检测频带一般在300MHz一800MHz之间,其该检测频段具有灵敏度高、抗干扰能力强特点,而且这种测量方式对于电力设备和电力检修人员而言都更加安全,特别适合于现场检测,较之于超声波和脉冲电流检测方法具有明显的优势,近年来电网公司通过特高频带电检测及时发现了大量的GIS内部的潜伏性缺陷，避免了重大事故的发生。特高频检测已成为目前电力设备在线监测领域最重要的检测技术手段。

在电力设备局部放电在线监测与故障诊断技术的研究领域,电力设备局部放电信号的相位信息是分析局部放电故障重要信息。便携式局部放电测量系统采集触发通道，一般采用有线工频相位触发器通过50欧姆阻抗同轴电缆与之相连接，由于受限于现场测量环境的影响，便携式局部放电测量系统的取电、布线并不是很方便，从而影响了局部测量检测设备使用的便携性，为此便携式局部放电测量系统的触发通道与工频相位触发器之间采用无线传输很有必要。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本实用新型的目的在于提出一种局部放电检测系统用工频同步相位无线触发器。

为了实现上述目的，本实用新型的第一方面的实施例公开了一种局部放电检测系统用工频同步相位无线触发器，包括：市电工频信号采样发射模块和信号接收触发模块，所述市电工频信号采样发射模块包括依次连接的市电接入端、变压器、光电隔离器、脉冲触发器、无线信号发射端，所述市电工频信号采样发射模块用于将市电降压到预设值的交流电压做为原始的相位信号,通过所述脉冲触发器和所述无线信号发射端进行发射；所述信号接收触发模块包括依次连接的无线信号接收端、放大电路、电压比较电路、脉冲触发电路和采集触发通道的连接接口，所述信号接收触发模块用于接收所述无线信号发射端发射的信号，经过放大、电压比较后的信号触发，提供给便携式局部放电测量系统的触发通道。

根据本实用新型实施例的局部放电检测系统用工频同步相位无线触发器，发射部分可以经受住对交流电源端口，分别在0°、90°、180°、270°相位施加正、负极性各5次，时间间隔为1分钟的4kV浪涌脉冲，也可以抗的住2kV电快速瞬变脉冲群，持续时间为15ms，其脉冲群间隔为300ms，单脉冲宽度为50ns±30％，脉冲幅度2kV，脉冲上升沿5ns±30％，脉冲重复率为5kHz±20％，正、负脉冲群干扰时间为1分钟，此电源滤波电路抗干扰好，解决了电源外部电网噪声污染干扰的问题。

另外，根据本实用新型上述实施例的局部放电检测系统用工频同步相位无线触发器，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，在所述市电接入端和所述变压器之间设置有EMC滤波电路。

进一步地，所述EMC滤波电路包括：依次串联的市电接入端、电感、热敏电阻RT1、保险F1、共模电感L3的第一脚和变压器输入端；所述EMC滤波电路还包括：压敏电阻PR1，压敏电阻PR1的一端与热敏电阻RT1和保险F1连接，压敏电阻PR1的另一端与电感L2、电容CY2、电容CX1、共模电感L3的第四脚连接；压敏电阻PR2，压敏电阻PR2的一端设置在热敏电阻RT1与共模电感L3的第二脚和电容CY3、电容CX2连接，压敏电阻PR2的另外一端设置在共模电感L3的第三脚和电容CX2、电容CY4节点上；安规电容CX1，安规电容CX1的一端设置在保险F1和共模电感L3之间第一脚的节点上，第一安规电容CX1的另外一端设置在电感L2、电容CY2和共模电感L3第四脚的节点上；安规电容CX2，安规电容CX2的一端设置在共模电感L3第二脚、电容CY3和压敏电阻PR2的节点上，第二安规电容CX2的另外一端设置在共模电感L3的第三脚、电容CY4和压敏电阻PR2的节点上；电容CY1，电容CY1的一端设置在电感L1和热敏电阻RT1之间的节点上，电容CY1的另外一端接地；电容CY2，电容CY2的一端设置在电感L2、压敏电阻PR1和共模电感L3的第四脚、X电容CX1之间的节点上，电容CY2的另外一端接地；电容CY3，电容CY3的一端设置在共模电感L3的第二脚和电容CX2、压敏电阻PR2之间的节点上，电容CY3的另外一端接地；电容CY4，电容CY4的一端设置在共模电感L3的第三脚、电容CX2和压敏电阻PR2之间的节点上，电容CY4的另外一端接地。进一步地，所述市电工频信号采样发射模块还包括:滤波、整流、稳压电路，用于对所述脉冲触发器和所述无线信号发射端连接。

进一步地，在所述无线信号接收端和所述放大器之间设置有滤波电路。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型一个实施例的市电工频信号采样发射模块的示意图；

图2是本实用新型一个实施例的EMC滤波电路的电路图；

图3是本实用新型一个实施例的信号接收触发模块组成的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参照下面的描述和附图，将清楚本实用新型的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本实用新型的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本实用新型的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本实用新型的实施例的范围不受此限制。相反，本实用新型的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

首先介绍本装置的工作原理：首先把市电经过EMC滤波，再经过变压器降压，产生一个工频方波信号，该方波驱动触发器，输出便携式局放测量采集所需要的脉冲，脉冲幅值4V，脉冲宽度100us,重复频率50Hz，无线FM调频发射电路把脉冲信号发射。然后无线接收电路把发射的脉冲信号，经过滤波、放大、比较还原成工频周期的脉冲，脉冲幅值4V，脉冲宽度100us。

以下结合附图描述根据本实用新型实施例的局部放电检测系统用工频同步相位无线触发器。

局部放电检测系统用工频同步相位无线触发器由市电工频信号采样发射模块和信号接收触发模块组成。

请参考图1，市电工频信号采样发射模块由市电接口、EMC滤波电路、变压器、滤波整流稳压电路、光电隔离器、脉冲触发器和信号处理与无线FM发射模块组成。市电工频信号采样发射模块的作用是：把市电AC220V通过滤波降压到AC7.5V,降压后的交流源一路经过滤波、整流成直流5V供电给电路(脉冲触发器和信号处理与无线FM发射模块)；另一路做为原始的相位信号、经过光电隔离后传输至触发器的输入端，触发器的输出端信号通过无线FM调频的方式发射出去。

脉冲触发电路，把光耦输出重复频率为50Hz的方波，做为单稳态触发器74LS221的信号脉冲输入端，触发器输出的脉冲幅值4V，脉冲宽度100us,重复频率50Hz。输出的脉冲宽度也可以根据实际测量需要调整参数修改。

信号处理及无线FM发射模块，脉冲触发器输出的脉冲连接到信号处理及无线FM发射电路的输入端，经过DSP数字处理，使用天线FM调频发射出去。发射电路的核心为DSP数字处理芯片AC1507CF9L4K-E和FM发射芯片QN8027。该发射模块接有液晶显示屏、发射功率调节按钮，且有ATMEL24C02NEEPROM存储器，它可以保存设定好的发射频率数据，具有掉电后存储内容不丢失的功能。

在本实用新型的一个实施例中，EMC滤波电路的结构如图2所示，

用于消除市电噪声污染后，连接到变压器降压。此部分电路中L1、L2为电感,L3为共模电感，RT1为热敏电阻，CY1、CY2、CY3、CY4为Y电容，F1为保险PR1、PR2为压敏电阻CX1、CX2为X1安规电容。

降压、滤波整流、稳压电路，通过变压器把市电降压到AC7.5V，经电解电容滤波，整流桥RS207整流之后，用三端稳压器LT1117-5稳压到DC5V，供电给芯片及相关电路。

取样、光电隔离电路，把降压后的AC7.5V通过电阻分压给光耦4N25，光耦输出重复频率为50Hz的方波，方波幅值5V。

如图3所示，信号接收触发模块作用是把FM发射电路发送的脉冲通过天线接收过来，经过DSP数字信号处理还原脉冲信号。该接收电路核心为DSP数字处理AC1507CF9L5K-E芯片和FM接收芯片QN8035。该接收电路配有液晶显示、以及按钮可以调节接收功率，设计有ATMEL24C02NEEPROM存储器，用于保存设定好的接收频率数据，掉电后里面内容不会丢失。

滤波放大电路，由于接收过来的脉冲信号比较弱必须要经过滤波放大，电路采用运放LM358，把脉冲信号幅值提高到3V左右。

电压比较电路，设定好参考电压为2.5V,放大后的脉冲信号与之比较，如果脉冲幅值高于设定的值，脉冲信号通过，此设计可以有效的剔除环境噪声干扰。经过电压比较电路之后的脉冲，重复频率为50Hz，脉宽为20us，

脉冲触发电路，经过电压比较之后的脉冲信号，做为触发器的输入端，触发器修正参数，使得触发器输出脉冲幅值4V，脉冲宽度100us,重复频率50Hz。

另外，本实用新型实施例的局部放电检测系统用工频同步相位无线触发器的其它构成以及作用对于本领域的技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (5)

1.一种局部放电检测系统用工频同步相位无线触发器，其特征在于，包括：市电工频信号采样发射模块和信号接收触发模块，

所述市电工频信号采样发射模块,包括依次连接的市电接入端、变压器、光电隔离器、脉冲触发器、无线信号发射端，所述市电工频信号采样发射模块用于将市电降压到预设值的交流电压做为原始的相位信号，通过所述脉冲触发器和所述无线信号发射端进行发射；

所述信号接收触发模块，包括依次连接的无线信号接收端、放大器、电压比较电路、脉冲触发电路和采集触发通道的连接接口，所述信号接收触发模块用于接收所述无线信号发射端发射的信号，经过放大、电压比较后的信号触发，提供给便携式局部放电测量系统的触发通道。

2.根据权利要求1所述的局部放电检测系统用工频同步相位无线触发器，其特征在于，所述市电接入端和所述变压器之间设置有EMC滤波电路。

3.根据权利要求2所述的局部放电检测系统用工频同步相位无线触发器，其特征在于，所述EMC滤波电路包括：依次串联的市电接入端、电感、热敏电阻RT1、保险F1、共模电感L3的第一脚和变压器输入端；

所述EMC滤波电路还包括：

压敏电阻PR1，压敏电阻PR1的一端与热敏电阻RT1和保险F1连接，压敏电阻PR1的另一端与电感L2、电容CY2、电容CX1、共模电感L3的第四脚连接；

压敏电阻PR2，压敏电阻PR2的一端设置在热敏电阻RT1与共模电感L3的第二脚和电容CY3、电容CX2连接，压敏电阻PR2的另外一端设置在共模电感L3的第三脚和电容CX2、电容CY4节点上；

安规电容CX1，安规电容CX1的一端设置在保险F1和共模电感L3之间第一脚的节点上，第一安规电容CX1的另外一端设置在电感L2、电容CY2和共模电感L3第四脚的节点上；

安规电容CX2，安规电容CX2的一端设置在共模电感L3第二脚、电容CY3和压敏电阻PR2的节点上，第二安规电容CX2的另外一端设置在共模电感L3的第三脚、电容CY4和压敏电阻PR2的节点上；

电容CY1，电容CY1的一端设置在电感L1和热敏电阻RT1之间的节点上，电容CY1的另外一端接地；

电容CY2，电容CY2的一端设置在电感L2、压敏电阻PR1和共模电感L3的第四脚、X电容CX1之间的节点上，电容CY2的另外一端接地；

电容CY3，电容CY3的一端设置在共模电感L3的第二脚和电容CX2、压敏电阻PR2之间的节点上，电容CY3的另外一端接地；

电容CY4，电容CY4的一端设置在共模电感L3的第三脚、电容CX2和压敏电阻PR2之间的节点上，电容CY4的另外一端接地。

4.根据权利要求1所述的局部放电检测系统用工频同步相位无线触发器，其特征在于，所述市电工频信号采样发射模块还包括滤波整流稳压电路，用于对所述脉冲触发器和所述无线信号发射端连接。

5.根据权利要求1所述的局部放电检测系统用工频同步相位无线触发器，其特征在于，所述无线信号接收端和放大电路之间设置有滤波电路。