CN210053387U - 一种用于高压电力设备局放检测的高通滤波器及检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于高压电力设备局放检测的高通滤波器及检测仪，其中，一种用于高压电力设备局放检测的高通滤波器，包括电感L1、电容C2和电感L3，所述电容C2的一端连接电感L1，电容C2另一端接电感L3，电感L1、电感L3的另一端均接地；并且，电容C2与电感L1的公共端接信号输入端，电容C2与电感L3的公共端接信号输出端。一种用于高压电力设备局放检测的检测仪，包括依次相连的高频电流传感器、所述的一种用于高压电力设备局放检测的高通滤波器、低通滤波器、有源放大器、ADC模数转换器和后端系统；本检测仪结构简单、操作使用方便，适合在相应的高压电力设备高频电流/地电波局放检测中大面积推广使用。

Description

一种用于高压电力设备局放检测的高通滤波器及检测仪

技术领域

本实用新型涉及电子仪器技术领域，具体涉及一种用于高压电力设备局放检测的高通滤波器及检测仪。

背景技术

高压电气设备，例如气体绝缘全封闭组合电气(GIS)，变压器，开关柜，高压电缆等设备，绝缘系统若发生局部放电的时候，会在接地线上产生高频电流(频率高达Mhz级别)，设备的金属表面会产生暂态对地高频电压信号(简称TEV波，频率高达数十Mhz)，因此高压设备的接地线高频电流检测、金属表面的地电波检测时高压设备带电检测的重要内容，电力系统在大力推广这一新技术。

对于接地线高频电流检测，一般要求的检测频段是3Mhz～30Mhz；对于暂态地电波(下文称TEV波)的一般要求的检测频段是3Mhz～100Mhz。上限截止频率30Mhz，100Mhz属于中频频段，无源低通滤波器在市场上较好购买；而下限截止频率3Mhz的无源高通滤波器市场上没有成品。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：对于接地线高频电流检测，一般要求的检测频段是3Mhz～30Mhz；对于暂态地电波(下文称TEV波)的一般要求的检测频段是3Mhz～100Mhz，上限截止频率30Mhz，100Mhz属于中频频段，无源低通滤波器在市场上较好购买；而市场上没有针对此目标参数的下限截止频率3Mhz的无源高通滤波器，本实用新型提供了解决上述问题的一种用于高压电力设备局放检测的高通滤波器及检测仪，专门用于局放检测用。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种用于高压电力设备局放检测的高通滤波器，包括电感L1、电容C2和电感L3，所述电容C2的一端连接电感L1，电容C2另一端接电感L3，电感L1、电感L3的另一端均接地；并且，电容C2与电感L1的公共端接信号输入端，电容C2与电感L3的公共端接信号输出端。

优选方案，所述电感L1、电感L3的感量均为2.65uH，所述电容C2的容量为2.12nF。

优选方案，所述电感L1、电容C2和电感L3组成网络的特性阻抗为50Ω。

一种用于高压电力设备局放检测的检测仪，包括依次相连的高频电流传感器、所述的一种用于高压电力设备局放检测的高通滤波器、低通滤波器、有源放大器、ADC模数转换器和后端系统；

所述高频电流传感器，用于测量接地线高频电流信号，并将所述接地线高频电流信号传送给所述的一种用于高压电力设备局放检测的高通滤波器；

所述的一种用于高压电力设备局放检测的高通滤波器，用于将所述接地线高频电流信号滤除3Mhz的干扰信号，输出低阻电压信号，并将所述低阻电压信号传送给所述低通滤波器；

所述低通滤波器，用于对从所述的一种用于高压电力设备局放检测的高通滤波器传送来的信号滤除30Mhz以上的干扰信号，并将滤除30Mhz以上干扰信号后的信号传送给所述有源放大器；

所述有源放大器，用于对从所述低通滤波器传送来的信号进行放大处理；

所述ADC模数转换器，用于对从所述有源放大器传送来的信号进行模数转换处理，并把处理的信号传送给所述后端系统；

所述后端系统，用于接收ADC模数转换器转换后的数字信号，并进行后续展示，以供使用。

进一步地，所述有源放大器的放大倍数为40DB。

本实用新型具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型的一种用于高压电力设备局放检测的高通滤波器，结构简单、合理，是一款基于巴特沃斯高通滤波器，专门用于局放检测用，能够很好地实现对下限截止频率3Mhz的滤除处理，将信号中低于3Mhz的部分滤除；

2、本实用新型的一种用于高压电力设备局放检测的检测仪，结构简单，操作使用方便，适合在相应的高压电力设备高频电流/地电波局放检测中大面积推广使用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型的一种用于高压电力设备局放检测的高通滤波器电路图。

图2为本实用新型的一种用于高压电力设备局放检测的高通滤波器电路测试图。

图3为本实用新型的一种用于高压电力设备局放检测的检测仪结构图图一。

图4为本实用新型的一种用于高压电力设备局放检测的检测仪结构图图二。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1、图2所示，一种用于高压电力设备局放检测的高通滤波器，包括电感L1、电容C2和电感L3，所述电容C2的一端连接电感L1，电容C2另一端接电感L3，电感L1、电感L3的另一端均接地；并且，电容C2与电感L1的公共端接信号输入端，电容C2与电感L3的公共端接信号输出端。

所述电感L1、电感L3的感量均为2.65uH，所述电容C2的容量为2.12nF。

所述电感L1、电容C2和电感L3组成网络的特性阻抗为50Ω。

上述设计主要是基于以下考虑，LC无源高通滤波器主要由电感电容器件组成的选频装置，主要的设计类型有：

(1)巴特沃斯滤波器，这种类型的特点是信号在通带内的幅频特性是平坦的，没有波动，缺点是在过渡带陡度不够，如要达到理想的陡度需要增加阶数。

(2)切比雪夫滤波器，这种类型的特点是在过渡段比巴特沃斯滤波器具有更陡的陡度，但是在通带内幅频特性有微小的起伏。

(3)椭圆滤波器，椭圆滤波器在过段频段的陡度更大，是上述三种滤波器最陡的，但作为代价，其在带通、带阻内幅频特性都有起伏。

由于本实用新型要设计的高通滤波器-3db截止频率点为3Mhz，相对而言频率不算太高，巴特沃斯滤波器的特点是通带内幅频特性没有起伏，且可以通过增加阶数来达到理想的过渡段陡度。

因此，具体的设计指标如下：LC巴特沃斯高通滤波器，-3db转折点频率3Mhz，1Mhz处的衰减量不小于20db，滤波器特性阻抗50欧姆。

首先，确定该滤波器的阶数：n≥{lg(10^0.1a2-1)/2lg(fc/f2)}，其中n为所设计的滤波器阶数，必须取整数。a2是位于带阻起始频率f2处以db表示的带阻衰减量，此处为20；fc是衰减量为3db的带通截止频率，本设计为3Mhz；f2为带阻起始频率，本设计为1Mhz。通过计算，本设计中，n＝3，即为三阶LC高通滤波器，采用第一阶并联的结构，结构图如图1所示。

再通过归一化的电感电容关系换算出，电感L1＝L3＝2.65uH，电容C2＝2.12nF，该高通滤波器电路网络的特性阻抗为50欧姆。

如图2所示，图2为一种用于高压电力设备局放检测的高通滤波器电路测试图，由信号发生器产生幅值1Vvpp，频率0.1-25Mhz的正弦波信号，经过所述的一种用于高压电力设备局放检测的高通滤波器后，最终接入到示波器。

最终测试数据如下表1所示：

表1测试数据表

由表1测试数据中可以看出，在3Mhz以上的频段内幅值有波动主要是由信号发生器的信号源有拨动造成的，在3-4Mhz过渡段的起伏是由转折段的过冲造成，通频段内的幅值约为2000MV，3Mhz幅值约为1400mv，1400/2000＝0.7，约等于下降-3db的0.707倍。在1Mhz处幅值30mv，2000/30＝66.7，衰减约36.5db，远高于设计要求20db，达到设计指标。

实施例2

如图3、图4所示，本实施例与实施例1的区别在于，一种用于高压电力设备局放检测的检测仪，包括依次相连的高频电流传感器、所述的一种用于高压电力设备局放检测的高通滤波器、低通滤波器、有源放大器、ADC模数转换器和后端系统；

所述高频电流传感器，用于测量接地线高频电流信号，并将所述接地线高频电流信号传送给所述的一种用于高压电力设备局放检测的高通滤波器；

所述的一种用于高压电力设备局放检测的高通滤波器，用于将所述接地线高频电流信号滤除3Mhz的干扰信号，输出低阻电压信号，并将所述低阻电压信号传送给所述低通滤波器；

所述低通滤波器，用于对从所述的一种用于高压电力设备局放检测的高通滤波器传送来的信号滤除30Mhz以上的干扰信号，并将滤除30Mhz以上干扰信号后的信号传送给所述有源放大器；

所述有源放大器，用于对从所述低通滤波器传送来的信号进行放大处理，其中，所述有源放大器的放大倍数为40DB；

所述ADC模数转换器，用于对从所述有源放大器传送来的信号进行模数转换处理，并把处理的信号传送给所述后端系统；

所述后端系统，用于接收ADC模数转换器转换后的数字信号，并进行后续展示，以供使用。

工作原理是：本实用新型用于高压电力设备局放检测的检测仪，是通过高频电流传感器测量接地线高频电流信号，并将测量的接地线高频电流信号传送给上述的一种用于高压电力设备局放检测的高通滤波器，该高通滤波器对高频电流传感器采集到的信号进行滤波处理，滤除3Mhz的干扰信号，输出低阻电压信号，并将所述低阻电压信号传送给低通滤波器，低通滤波器滤除30Mhz以上干扰信号后的信号，再经过有源放大器对滤除后的信号进行40DB倍数放大，并传给ADC模数转换器把信号进行模数转换，最终把处理后的信号传送给后端系统进行后续展示，以供使用。

本检测仪结构简单、操作使用方便，适合在相应的高压电力设备高频电流/地电波局放检测中大面积推广使用。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于高压电力设备局放检测的高通滤波器，其特征在于：包括电感L1、电容C2和电感L3，所述电容C2的一端连接电感L1，电容C2另一端接电感L3，电感L1、电感L3的另一端均接地；并且，电容C2与电感L1的公共端接信号输入端，电容C2与电感L3的公共端接信号输出端。

2.根据权利要求1所述的一种用于高压电力设备局放检测的高通滤波器，其特征在于：所述电感L1、电感L3的感量均为2.65uH，所述电容C2的容量为2.12nF。

3.根据权利要求1所述的一种用于高压电力设备局放检测的高通滤波器，其特征在于：所述电感L1、电容C2和电感L3组成网络的特性阻抗为50Ω。

4.一种用于高压电力设备局放检测的检测仪，其特征在于：包括依次相连的高频电流传感器、权利要求1至3中任意一项所述的高通滤波器、低通滤波器、有源放大器、ADC模数转换器和后端系统；

所述高频电流传感器，用于测量接地线高频电流信号，并将所述接地线高频电流信号传送给权利要求1至3中任意一项所述的高通滤波器；

权利要求1至3中任意一项所述的高通滤波器，用于将所述接地线高频电流信号滤除3Mhz的干扰信号，输出低阻电压信号，并将所述低阻电压信号传送给所述低通滤波器；

所述低通滤波器，用于对从权利要求1至3中任意一项所述高通滤波器传送来的信号滤除30Mhz以上的干扰信号，并将滤除30Mhz以上干扰信号后的信号传送给所述有源放大器；

所述有源放大器，用于对从所述低通滤波器传送来的信号进行放大处理；

所述ADC模数转换器，用于对从所述有源放大器传送来的信号进行模数转换处理，并把处理的信号传送给所述后端系统；

所述后端系统，用于接收ADC模数转换器转换后的数字信号，并进行后续展示，以供使用。

5.根据权利要求4所述的一种用于高压电力设备局放检测的检测仪，其特征在于：所述有源放大器的放大倍数为40DB。

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