CN209250592U - 一种局部放电检测用内同步信号产生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种局部放电检测用内同步信号产生装置，包括振荡单元、分频单元、整形电路单元、供电单元和壳体，振荡单元、分频单元、整形电路单元和供电单元均安装在壳体内，壳体表面安装有充电接口、开关和输出接口；振荡单元的输出端与分频单元的输入端相连；分频单元的输出端与整形电路单元的输入端相连；整形电路单元的输出端与输出接口相连；所述的振荡单元、整形电路单元通过开关与供电单元电相连；充电接口与供电单元相连。本实用新型结构简单、体积小巧、成本低廉、集成度高，信号基础频率由晶振产生，不依靠外部器件，不受电源纹波的影响，具有较高的稳定性，可靠性高，便于在各种工况下使用。

Description

一种局部放电检测用内同步信号产生装置

技术领域

本实用新型属于局部放电检测领域，涉及一种局部放电检测用内同步信号产生装置。

背景技术

当电力系统中的高压设备内部出现绝缘缺陷时，会伴随有局部放电信号的产生，同时局部放电也是导致电力设备绝缘劣化的重要原因。实践证明，中、高压设备中高达85%的破坏性故障是由局部放电引起的。高压设备局部放电监测是高压设备状态监测的重要组成部分，能够及时发现高压设备的绝缘问题，为电力系统运行优化和状态检修提供数据和参考，减少事故停电和检修停电带来的巨大损失。

高压设备内部发生局部放电时，局部放电信号与设备运行的工频电压具有高度的相关性，这种特征不但是区分局部放电信号和干扰噪声的重要方法，而且还是识别各种放电类型（如GIS设备中可能发生的悬浮电位体放电，绝缘件内部气隙放电，沿面放电，金属尖端放电等）的基础。因此，分析高压电器设备的局部放电情况，必须使用稳定可靠的同步信号。

目前常用的获取同步信号的方法有：

1）从电压互感器二次端引入电压信号送至局部放电检测装置的高速采集卡，高速采集卡在采集局部放电信号的同时，同步采样该电压信号并通过该信号实现对各传感器信号的相位标定。该方法较为简单可靠，但目前越来越多的变电站开始使用电子互感器，其无法提供模拟量的二次电压信号，因此该方法在应用电子互感器的场合无法使用。

2）通过外加天线感应高压带电设备的工频信号，经滤波调理、积分放大后输出给局放检测系统使用。该方法需要增加天线和电子处理设备，设计复杂，且感应信号易受相邻高压设备的工频信号和其它电磁干扰影响，可靠性不高，现场应用极少。

3）通过433MHz-980MHz频段进行信号传输，该频段易受现场环境及放电干扰，传输很不稳定，在实际应用中可靠性不高，现场应用极少。

现有技术中的同步信号获取装置具有结构复杂、可靠性不高及不利于现场应用的缺点，对于高压设备局部放电的监测带来很大不便。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提出一种结构简单，集成度高、可靠性高，便于在各种工况下使用的局部放电检测用内同步信号产生装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种局部放电检测用内同步信号产生装置，包括振荡单元、分频单元、整形电路单元、供电单元和壳体；所述的振荡单元、分频单元、整形电路单元和供电单元均安装在壳体内；所述的壳体表面安装有充电接口、开关和输出接口；所述的振荡单元的输出端与分频单元的输入端相连；所述的分频单元的输出端与整形电路单元的输入端相连；所述的整形电路单元的输出端与输出接口相连；所述的振荡单元、整形电路单元通过开关与供电单元电相连；所述的充电接口与供电单元相连。

作为本实用新型的进一步说明，所述的供电单元为锂电池组。

作为本实用新型的进一步说明，所述的振荡单元主要由无源晶振Crystal、电容C1、电容C2、反馈电阻R1和反相器Q1组成；所述的无源晶振Crystal的一端与电容C1的一端、电阻R1的一端、反相器Q1的信号输出端相连，无源晶振Crystal的另一端与电阻R1的另一端、电容C2的一端、反相器Q1的信号输入端相连，电容C1的另一端与电容C2的另一端均接地，反相器Q1的电源输入端与供电单元的正极相连。

作为本实用新型的进一步说明，所述的分频单元主要由多个T触发器级联组成；所述的第一个T触发器的T引脚、CLK引脚与反相器Q1的信号输出端相连，相邻的两个T触发器间，上一级T触发器的反向输出端Q′引脚与下一级T触发器的T引脚、CLK引脚相连。分频单元由N个T触发器级联构成，T触发器1的反向输出端Q′引脚的输出信号为1/2分频，T触发器2的反向输出端Q′引脚的输出信号为1/4分频，重复此连接方式N次,以实现1/2ⁿ分频。

作为本实用新型的进一步说明，所述的整形电路单元主要由施密特触发器Q2、偏置电阻R2和偏置电阻R3组成；所述的施密特触发器Q2的负极输入端与分频单元中最后一个T触发器的Q′引脚、供电单元的负极相连，施密特触发器Q2的正极输入端与供电单元的正极、偏置电阻R2的一端、偏置电阻R3的一端相连，偏置电阻R3的另一端接地，偏置电阻R2的另一端与施密特触发器Q2输出端、输出接口相连。

本实用新型的工作原理：

振荡单元用于稳定产生一个固定频率的方波信号，然后接入分频单元；

分频单元以多级联触发器为主，将方波信号进行分频处理至工频信号，并将处理后的信号接入整形电路单元；

整形电路单元根据需求对信号进行整形处理后接入时钟源或信号发射装置；

供电单元为振荡单元和整形电路单元供电；

通过充电接口可以便于外接充电器对供电单元进行充电；开关可以控制振荡单元和整形电路单元电源的开断；输出接口可以便于接入时钟源或信号发射装置；供电单元为采用5V直流电源；

本实用新型中的振荡单元、分频单元、整形电路单元可以集成在一块电路板上，然后再固定安装在壳体内部。

与现有技术相比较，本实用新型具备的有益效果：

本实用新型中信号基础频率由晶振产生，不依靠外部器件，不受电源纹波的影响，具有较高的稳定性，可靠性高；并且装置结构简单紧凑，体积小巧，成本低廉，集成度高，便于在各种工况下使用。

附图说明

图1为本实用新型的架构图。

图2为本实用新型的结构示意图。

图3为本实用新型的电路原理图。

附图标记：1-充电接口，2-开关，3-壳体，4-输出接口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

实施例：

一种局部放电检测用内同步信号产生装置，包括振荡单元、分频单元、整形电路单元、供电单元和壳体3；所述的振荡单元、分频单元、整形电路单元和供电单元均安装在壳体3内；所述的壳体3表面安装有充电接口1、开关2和输出接口4；所述的振荡单元的输出端与分频单元的输入端相连；所述的分频单元的输出端与整形电路单元的输入端相连；所述的整形电路单元的输出端与输出接口4相连；所述的振荡单元、整形电路单元通过开关2与供电单元电相连；所述的充电接口1与供电单元相连。

所述的供电单元为锂电池组。

在本实施例中，各电路单元可以采用以下电路设计：

所述的振荡单元主要由无源晶振Crystal、电容C1、电容C2、反馈电阻R1和反相器Q1组成；所述的无源晶振Crystal的一端与电容C1的一端、电阻R1的一端、反相器Q1的信号输出端相连，无源晶振Crystal的另一端与电阻R1的另一端、电容C2的一端、反相器Q1的信号输入端相连，电容C1的另一端与电容C2的另一端均接地，反相器Q1的电源输入端与供电单元的正极相连。

所述的分频单元主要由N个T触发器级联组成；所述的第一个T触发器1的T引脚、CLK引脚与反相器Q1的信号输出端相连，相邻的两个T触发器间，上一级T触发器的反向输出端Q′引脚与下一级T触发器的T引脚、CLK引脚相连。

所述的整形电路单元主要由施密特触发器Q2、偏置电阻R2和偏置电阻R3组成；所述的施密特触发器Q2的负极输入端与分频单元中最后一个T触发器N的Q′引脚、供电单元的负极相连，施密特触发器Q2的正极输入端与供电单元的正极、偏置电阻R2的一端、偏置电阻R3的一端相连，偏置电阻R3的另一端接地，偏置电阻R2的另一端与施密特触发器Q2输出端、输出接口4相连。

该实施例的工作原理：

振荡单元用于稳定产生一个固定频率的方波信号，然后接入分频单元；

分频单元以多级联触发器为主，将方波信号进行分频处理至工频信号，并将处理后的信号接入整形电路单元；

整形电路单元根据需求对信号进行整形处理后接入时钟源或信号发射装置；

供电单元为振荡单元和整形电路单元供电；

通过充电接口1可以便于外接充电器对供电单元进行充电；开关2可以控制振荡单元和整形电路单元电源的开断；输出接口4可以便于接入时钟源或信号发射装置；供电单元为采用5V直流电源；

振荡单元、分频单元、整形电路单元可以集成在一块电路板上，然后再固定安装在壳体3内部；

分频单元由N个T触发器级联构成，T触发器1的反向输出端Q′引脚的输出信号为1/2分频，T触发器2的反向输出端Q′引脚的输出信号为1/4分频，重复此连接方式N次,以实现1/2ⁿ分频。

显然，上述实施例仅仅是为了清楚的说明本实用新型所作的举例，而并非对实施的限定。对于所述领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种局部放电检测用内同步信号产生装置，其特征在于：包括振荡单元、分频单元、整形电路单元、供电单元和壳体（3）；

所述的振荡单元、分频单元、整形电路单元和供电单元均安装在壳体（3）内；所述的壳体（3）表面安装有充电接口（1）、开关（2）和输出接口（4）；

所述的振荡单元的输出端与分频单元的输入端相连；所述的分频单元的输出端与整形电路单元的输入端相连；所述的整形电路单元的输出端与输出接口（4）相连；所述的振荡单元、整形电路单元通过开关（2）与供电单元电相连；所述的充电接口（1）与供电单元相连。

2.根据权利要求1所述一种局部放电检测用内同步信号产生装置，其特征在于：所述的供电单元为锂电池组。

3.根据权利要求1所述一种局部放电检测用内同步信号产生装置，其特征在于：所述的振荡单元主要由无源晶振Crystal、电容C1、电容C2、反馈电阻R1和反相器Q1组成；所述的无源晶振Crystal的一端与电容C1的一端、电阻R1的一端、反相器Q1的信号输出端相连，无源晶振Crystal的另一端与电阻R1的另一端、电容C2的一端、反相器Q1的信号输入端相连，电容C1的另一端与电容C2的另一端均接地，反相器Q1的电源输入端与供电单元的正极相连。

4.根据权利要求3所述一种局部放电检测用内同步信号产生装置，其特征在于：所述的分频单元主要由多个T触发器级联组成；所述的第一个T触发器的T引脚、CLK引脚与反相器Q1的信号输出端相连，相邻的两个T触发器间，上一级T触发器的反向输出端Q′引脚与下一级T触发器的T引脚、CLK引脚相连。

5.根据权利要求4所述一种局部放电检测用内同步信号产生装置，其特征在于：所述的整形电路单元主要由施密特触发器Q2、偏置电阻R2和偏置电阻R3组成；所述的施密特触发器Q2的负极输入端与分频单元中最后一个T触发器的Q′引脚、供电单元的负极相连，施密特触发器Q2的正极输入端与供电单元的正极、偏置电阻R2的一端、偏置电阻R3的一端相连，偏置电阻R3的另一端接地，偏置电阻R2的另一端与施密特触发器Q2输出端、输出接口（4）相连。