CN207081803U - 一种用于gis设备超高频局部放电测试仪的金属探测电路及金属探测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于GIS设备超高频局部放电测试仪的金属探测电路及金属探测器，所述金属探测电路包括依次连接的高频振荡电路模块、放大整形信号处理模块、开关量输出模块和电源报警模块四部分。所述电路解决了传统模糊判断GIS设备绝缘盘是否采用金属屏蔽的问题，极大地缩短了判断时间，有效提高了工作测试效率，用于制备成金属探测器后，方便携带，操作简单，具有很强的通用性。

Description

一种用于GIS设备超高频局部放电测试仪的金属探测电路及 金属探测器

技术领域

本实用新型涉及电力设备技术领域，具体涉及一种用于GIS设备超高频局部放电测试仪的金属探测电路及金属探测器。

背景技术

气体绝缘全封闭组合电器(GIS)是把整个变电站内的设备全部封闭在一个接地的金属外壳内，具有高度集成化、小型化、美观化、安装方便和运行性能可靠的特点。在GIS设备实际运行中，由于设备制造工艺不良，内部有气泡，导电部分接触不良，电极表面有毛刺、刮伤，或者安装欠佳出现有尖锐边缘的台阶，内部有自由导电微粒等，造成设备局部放电，绝缘击穿的事故时有发生，导致严重的经济损失和不良的社会影响。GIS局部放电检测是一种非破坏型的检测，可以弥补耐压试验的不足，可以发现绝缘中的薄弱环节，防止工艺和安装过程中的绝缘缺陷故障，并能确定放电位置，从而进行有效处理，减少绝缘事故。因此，采用GIS局部放电检测显得十分重要。在 GIS局部放电多种测试方法中，超高频测试方法比其他方法测试适用性更强，采集对各种信号更精确，对各种缺陷故障更敏感。但是，GIS设备绝缘盘一旦采用金属屏蔽接地，超高频测试方法则不适合使用。因此，正确判断GIS设备绝缘盘是否金属屏蔽接地的是一项十分重要的工作。

目前，判别GIS设备绝缘盘的使用方法为传统型判断方法：即通过咨询厂家设计，设计师根据设计图来断定GIS设备绝缘盘是否金属屏蔽接地，如果没有金属屏蔽接地的话，则可以使用超高频局部放电测试仪；如果金属屏蔽接地的话，则考虑设备是否预留注塑孔或者观望窗，能否通过注塑孔或者观望窗来辅助完成超高频局部放电测试，若两者均否，此时断定不能使用超高频测试方法。

因此，为了解决上述GIS设备绝缘盘是否金属屏蔽接地测试困难的问题，现需提供一种准确度高、测试效率高、便于携带和使用方便快捷用于GIS设备超高频局部放电测试仪的金属探测器，以提高准确判断能否使用超高频局部放电测试，提升GIS局部放电检测的准确性，保障电力系统的安全稳定可靠运行。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供了一种用于GIS设备超高频局部放电测试仪的金属探测电路及金属探测器，所述电路能够运用到用于GIS设备超高频局部放电测试仪的金属探测器中，具有准确度高、便于携带和使用方便的特点，能够准确测量GIS设备绝缘盘是否金属屏蔽接地，以便使用超高频测试方法进行局部放电测试，与传统的方法相比，极大地缩短了测试时间，清晰明确，精准判断，从而提高工作测试效率，有利于其普及和推广。

本实用新型的目的可以通过如下技术方案实现：

一种用于GIS设备超高频局部放电测试仪的金属探测电路，所述电路包括依次连接的高频振荡电路模块、放大整形信号处理模块、开关量输出模块和电源报警模块四部分。

所述高频振荡电路模块由耦合电容C1、耦合电容C2、三极管VT1、三极管VT2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电感线圈L1、电感线圈L2构成，所述耦合电容C1与电感线圈L1、电感线圈L2连接，所述电感线圈L1与电感线圈L2连接，所述三极管VT1发射极与耦合电容C1连接，三极管VT1基极与电阻R1、三极管VT2基极连接，所述三极管VT2发射极与电阻R2连接，三极管VT2集电极与耦合电容C2、电阻 R4、电阻R5连接，所述电阻R2与电阻R3连接，所述电阻R3与电感线圈L1、电感线圈L2连接，耦合电容C2与电感线圈L2、耦合电容C1、二极管D1连接，控制电源开关S0与电阻R4、电阻R1连接；

所述放大整形信号处理模块由三极管VT3、三极管VT4、电阻R5、电阻R6、电阻 R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10和电阻R11构成，所述三极管VT3基极与电阻R5、电阻R9连接，三极管VT3发射极与电阻R6、电阻R7连接，三极管VT3集电极与电阻R8 连接，所述三极管VT4基极与电阻R8、电阻R10、二极管D3连接，三极管VT4集电极与电阻R10、电阻R11连接，三极管VT4发射极与电阻R9、电阻R12连接，电阻R7与二极管D1连接，控制电源开关S0与电阻R6、电阻R11连接；

所述开关量输出模块由三极管VT5、二极管D1、发光二极管D2、二极管D3、二极管D4、电阻R12、电阻R13和电阻R14构成，所述三极管VT5基极与电阻R13、发光二极管D2连接，三极管VT5集电极与电阻R14、二极管D3、二极管D4、蜂鸣器HA连接，三极管VT5发射极与二极管D1、二极管D4、电阻R13,所述二极管D2与电阻R12连接，控制电源开关S0与电阻R14连接；

所述电源报警模块由电源VCC、蜂鸣器HA和控制电源开关S0构成，所述电源VCC 和控制电源开关S0连接，所述蜂鸣器HA与三极管VT5集电极、电阻R14、二极管D3、二极管D4连接，二极管D1与二极管D4及大地连接。

进一步地，所述电源VCC采用干电池，电源电压范围为DC6-36V之间，用于高频振荡电路模块、放大整形信号处理模块、开关量输出模块和电源报警模块提供电源。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本实用新型的一种用于GIS设备超高频局部放电测试仪的金属探测电路及金属探测器解决了传统模糊判断GIS设备绝缘盘是否采用金属屏蔽的问题，极大地缩短了判断时间，有效提高了工作测试效率。

2、本实用新型的一种用于GIS设备超高频局部放电测试仪的金属探测电路采用市面上容易获取，简单方便快捷的干式电池，续航能力强，易于获取，便于携带，利于更换保存，提高其通用性。

3、本实用新型的一种用于GIS设备超高频局部放电测试仪的金属探测电路能够应用于金属探测器上，操作简单、携带方便。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种用于GIS设备超高频局部放电测试仪的金属探测电路工作原理图。

图2为本实用新型实施例一种用于GIS设备超高频局部放电测试仪的金属探测电路的电路图。

图3为利用本实用新型的一种用于GIS设备超高频局部放电测试仪的金属探测电路制成的金属探测器的模块图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例：

本实施例提供了一种用于GIS设备超高频局部放电测试仪的金属探测电路，电路图如图2所示，包括依次连接的高频振荡电路模块、放大整形信号处理模块、开关量输出模块和电源报警模块四部分。

所述高频振荡电路模块由耦合电容C1、耦合电容C2、三极管VT1、三极管VT2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电感线圈L1、电感线圈L2构成，所述耦合电容C1与电感线圈L1、电感线圈L2连接，所述电感线圈L1与电感线圈L2连接，所述三极管VT1发射极与耦合电容C1连接，三极管VT1基极与电阻R1、三极管VT2基极连接，所述三极管VT2发射极与电阻R2连接，三极管VT2集电极与耦合电容C2、电阻 R4、电阻R5连接，所述电阻R2与电阻R3连接，所述电阻R3与电感线圈L1、电感线圈L2连接，耦合电容C2与电感线圈L2、耦合电容C1、二极管D1连接，控制电源开关S0与电阻R4、电阻R1连接；

所述放大整形信号处理模块由三极管VT3、三极管VT4、电阻R5、电阻R6、电阻 R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10和电阻R11构成，所述三极管VT3基极与电阻R5、电阻R9连接，三极管VT3发射极与电阻R6、电阻R7连接，三极管VT3集电极与电阻R8 连接，所述三极管VT4基极与电阻R8、电阻R10、二极管D3连接，三极管VT4集电极与电阻R10、电阻R11连接，三极管VT4发射极与电阻R9、电阻R12连接，电阻R7与二极管D1连接，控制电源开关S0与电阻R6、电阻R11连接；

所述开关量输出模块由三极管VT5、二极管D1、发光二极管D2、二极管D3、二极管D4、电阻R12、电阻R13和电阻R14构成，所述三极管VT5基极与电阻R13、发光二极管D2连接，三极管VT5集电极与电阻R14、二极管D3、二极管D4、蜂鸣器HA连接，三极管VT5发射极与二极管D1、二极管D4、电阻R13,所述二极管D2与电阻R12连接，控制电源开关S0与电阻R14连接；

所述电源报警模块由电源VCC、蜂鸣器HA和控制电源开关S0构成，所述电源VCC 和控制电源开关S0连接，所述蜂鸣器HA与三极管VT5集电极、电阻R14、二极管D3、二极管D4连接，二极管D1与二极管D4及大地连接。

本实施例的用于GIS设备超高频局部放电测试仪的金属探测电路采用电感式NPN型接近开关元件为主，由LC高频振荡器电路产生一个交变磁场，利用金属物体在靠近这个能产生电磁场的振荡感应头，且达到感应检测距离时，在金属目标内部产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式的检测目的，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断，启动报警鸣笛。这种接近开关所能检测的物体必须是金属物体。

所述金属探测电路的工作原理图如图1所示，VT1、VT2、L1、L2、R1、R2、R3、 R4、C1、C2组成基极调谐式振荡电路，它是利用振荡的有无构成高频接近开关，有金属接近时振荡停止的电路。VT1集电极开路是当二极管使用，作用是温度补偿。VT2做主振晶体管，R1为VT2的基极偏置电阻，它与LC谐振回路并联。C1、C2为偶合电容，同时起隔离作用，R2、R3组成射极直流负反馈电阻，L1、L2和C1构成选频网络，L1、 L2是振荡线圈，L2是正反馈线圈。VT3、VT4是做触发、放大整形,控制VT5与LED管 D2,VT5为开关控制输出。

接通电源时，电流通过LC振荡回路产生振荡，通过L2反馈回VT2基极，VT2导通。VT2集电极电位高，通过R5耦合至VT3基极，VT3基极低电位不导通，那么VT4基极高电位不通，VT5不导通。VT5集电极电位高，可视为1输出高电平。

当有金属感应物接近时，振荡遭到破坏、L2相当于断开，VT2截止，集电极高电位。通过R5耦合至VT3基极，VT3导通，集电极低电位通过R8耦合至VT4，VT4导通，通过R12推动D2点亮，同时给VT5基极提供高电位，使VT5导通，VT5集电极低电位输出。因为VT5是NPN管，因此外接负载必须接在OUT与VCC之间，负载才有动作。此时外接一个报警蜂鸣器，有动作信号，蜂鸣器动作鸣笛，断定该物质为金属物体。

当完成检测被测物体后，切断控制电源开关S0即可复归鸣笛，当重新闭合控制电源开关S0，即可重新测试。

利用本实施例的一种用于GIS设备超高频局部放电测试仪的金属探测电路制成的金属探测器的模块图如图3所示，包括控制电源开关、电源、金属探测器和蜂鸣器，所述金属探测器的电源VCC采用干电池，电源电压范围为DC6-36V之间，用于高频振荡电路模块、放大整形信号处理模块、开关量输出模块和电源报警模块提供电源。

以上所述，仅为本实用新型专利较佳的实施例，但本实用新型专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利所公开的范围内，根据本实用新型专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型专利的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于GIS设备超高频局部放电测试仪的金属探测电路，其特征在于：所述电路包括依次连接的高频振荡电路模块、放大整形信号处理模块、开关量输出模块和电源报警模块四部分。

2.根据权利要求1所述的一种用于GIS设备超高频局部放电测试仪的金属探测电路，其特征在于：所述高频振荡电路模块由耦合电容C1、耦合电容C2、三极管VT1、三极管VT2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电感线圈L1、电感线圈L2构成，所述耦合电容C1与电感线圈L1、电感线圈L2连接，所述电感线圈L1与电感线圈L2连接，所述三极管VT1发射极与耦合电容C1连接，三极管VT1基极与电阻R1、三极管VT2基极连接，所述三极管VT2发射极与电阻R2连接，三极管VT2集电极与耦合电容C2、电阻R4、电阻R5连接，所述电阻R2与电阻R3连接，所述电阻R3与电感线圈L1、电感线圈L2连接，耦合电容C2与电感线圈L2、耦合电容C1、二极管D1连接，控制电源开关S0与电阻R4、电阻R1连接；

所述放大整形信号处理模块由三极管VT3、三极管VT4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10和电阻R11构成，所述三极管VT3基极与电阻R5、电阻R9连接，三极管VT3发射极与电阻R6、电阻R7连接，三极管VT3集电极与电阻R8连接，所述三极管VT4基极与电阻R8、电阻R10、二极管D3连接，三极管VT4集电极与电阻R10、电阻R11连接，三极管VT4发射极与电阻R9、电阻R12连接，电阻R7与二极管D1连接，控制电源开关S0与电阻R6、电阻R11连接；

所述开关量输出模块由三极管VT5、二极管D1、发光二极管D2、二极管D3、二极管D4、电阻R12、电阻R13和电阻R14构成，所述三极管VT5基极与电阻R13、发光二极管D2连接，三极管VT5集电极与电阻R14、二极管D3、二极管D4、蜂鸣器HA连接，三极管VT5发射极与二极管D1、二极管D4、电阻R13,所述二极管D2与电阻R12连接，控制电源开关S0与电阻R14连接；

所述电源报警模块由电源VCC、蜂鸣器HA和控制电源开关S0构成，所述电源VCC和控制电源开关S0连接，所述蜂鸣器HA与三极管VT5集电极、电阻R14、二极管D3、二极管D4连接，二极管D1与二极管D4及大地连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于GIS设备超高频局部放电测试仪的金属探测电路，其特征在于：所述电源VCC采用干电池，电源电压范围为DC6-36V之间，用于高频振荡电路模块、放大整形信号处理模块、开关量输出模块和电源报警模块提供电源。

4.一种用于GIS设备超高频局部放电测试仪的金属探测器，其特征在于：采用了权利要求2所述的一种用于GIS设备超高频局部放电测试仪的金属探测电路。