CN217954610U - 一种特高频局部放电信号模拟测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种特高频局部放电信号模拟测试装置，包括信号发生器和信号采集器，所述信号发生器与所述信号采集器相连；所述信号发生器包括高频正弦发生模块、脉冲重复率调节模块、高频包络信号发生模块、信号调制模块、功率放大模块和发射天线；所述脉冲重复率调节模块的输出端与所述高频包络信号发生模块的输入端相连，所述高频包络信号发生模块的输出端与信号调制模块的输入端相连，所述高频正弦发生模块的输出端与所述信号调制模块的输入端相连，所述信号调制模块的输出端与功率放大模块的输入端相连，所述功率放大模块的输出端与发射天线相连，所述发射天线与所述信号采集器相连。本实用新型具有结构简单、通用性好等优点。

Description

一种特高频局部放电信号模拟测试装置

技术领域

本实用新型主要涉及电力测试设备技术领域，具体涉及一种特高频局部放电信号模拟测试装置。

背景技术

在电力系统的设备中，绝缘劣化是导致设备故障发生的主要原因之一，绝缘劣化往往会引起设备的局部放电(PD)，而长期的局部放电又会加剧绝缘劣化的程度，甚至造成绝缘击穿，导致重大事故的发生。因此，对电力设备进行局部放电监测，能为电力设备的故障预警提供重要信息，可以较早地发现故障隐患位置，有效避免重大事故的发生。局部放电发生时，由于电荷的迅速转移，形成持续时间在纳秒级的放电脉冲，并产生频率分量极其丰富的电磁信号(上限可达到数GHz)。

目前的特高频等局放在线监测技术性能已经得到认可，并且广泛应用在GIS、主变、开关柜等设备局放检测中。但敞开式变电站电力设备局放监测与定位巡检能力存在不足，尤其特高压变电站内，一次设备的都位于高处，人员无法达到高处进行空间信号的检测与定位。随着无人机局放巡检技术的在架空线路的广泛应用，构建全面位、多角度的线路、变电站立体化巡检体系，逐步实现巡检信息收集自动化，逐步减少敞开式变电站电力设备的局放监测与定位盲区。无人机搭载特高频局放检测实现敞开式变电站一次设备局放信号的有效检测与精确定位成为可能，因此急需研究套管或一次设备发生局部放电时，特高频局放信号穿透瓷瓶对信号检测的影响。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种结构简单、通用性好的特高频局部放电信号模拟测试装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种特高频局部放电信号模拟测试装置，包括信号发生器和信号采集器，所述信号发生器与所述信号采集器相连；所述信号发生器包括高频正弦发生模块、脉冲重复率调节模块、高频包络信号发生模块、信号调制模块、功率放大模块和发射天线；所述脉冲重复率调节模块的输出端与所述高频包络信号发生模块的输入端相连，所述高频包络信号发生模块的输出端与信号调制模块的输入端相连，所述高频正弦发生模块的输出端与所述信号调制模块的输入端相连，所述信号调制模块的输出端与功率放大模块的输入端相连，所述功率放大模块的输出端与发射天线相连，所述发射天线与所述信号采集器相连。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述高频包络信号发生模块包括直流电源V、电阻R1、电容C、开关S和电阻R2，所述直流电源、电阻R1、开关S和电阻R2依次串联形成回路，所述电容C的一端与直流电源V的负极相连，另一端与电阻R1和开关S的连接点相连。

所述脉冲重复率调节模块包括波形发生器ICL8038，所述波形发生器ICL8038的4#引脚经电阻RA连接电压V+，所述波形发生器ICL8038的5#引脚经电阻RB连接电压V+，所述波形发生器ICL8038的10#引脚经电容C连接电压V-，所述波形发生器ICL8038的12#引脚经电阻RC连接电压V-；所述波形发生器ICL8038的2#引脚、3#引脚、9#引脚输出波形。

所述高频正弦发生模块包括比较器LM311。

所述发射天线包括全向发射天线。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的特高频局部放电信号模拟测试装置，可以通过高频正弦发生模块产生工频模拟信号，也可以通过脉冲重复率调节模块和高频包络信号发生模块得到衰减振荡高频信号，也可以通过工频模拟信号与衰减振荡高频信号得到模拟放电信号，从而实现不同局部放电信号的模拟，从而提高整个模拟测试装置的通用性；上述模拟测试装置整体结构简单且易于实现。

附图说明

图1为本实用新型的模拟测试装置在实施例的方框结构图。

图2为本实用新型中的高频包络信号发生模块在实施例的电路图。

图3为本实用新型中的脉冲重复率调节模块在实施例的电路图。

图4为本实用新型中的高频正弦发生模块在实施例的电路图。

图例说明：1、信号发生器；11、控制器；12、高频正弦发生模块；13、脉冲重复率调节模块；14、高频包络信号发生模块；15、信号调制模块；16、功率放大模块；17、发射天线；2、信号采集器。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1所示，本实施例的特高频局部放电信号模拟测试装置，包括信号发生器1和信号采集器2，信号发生器1与信号采集器2相连；信号发生器1包括控制器11、高频正弦发生模块12、脉冲重复率调节模块13、高频包络信号发生模块14、信号调制模块15、功率放大模块16和发射天线17；其中控制器11分别与高频正弦发生模块12、脉冲重复率调节模块13、高频包络信号发生模块14、信号调制模块15和功率放大模块16相连；脉冲重复率调节模块13的输出端与高频包络信号发生模块14的输入端相连，高频包络信号发生模块14的输出端与信号调制模块15的输入端相连，高频正弦发生模块12的输出端与信号调制模块15的输入端相连，信号调制模块15的输出端与功率放大模块16的输入端相连，功率放大模块16的输出端与发射天线17相连，发射天线17与信号采集器2相连。具体地，高频正弦发生模块12产生工频模拟信号，脉冲重复率调节模块13产生脉冲信号，通过高频包络信号发生模块14得到衰减振荡高频信号，工频模拟信号和衰减振荡高频信号进行调制得到模拟放电信号，再经发射天线17发出，再由信号采集器2接收，从而实现形成最终的测试。

本实用新型的特高频局部放电信号模拟测试装置，可以通过高频正弦发生模块12产生工频模拟信号，也可以通过脉冲重复率调节模块13和高频包络信号发生模块14得到衰减振荡高频信号，也可以通过工频模拟信号与衰减振荡高频信号得到模拟放电信号，从而实现不同局部放电信号的模拟，从而提高整个模拟测试装置的通用性；上述模拟测试装置整体结构简单且易于实现。

如图3所示，在一具体实施例中，脉冲重复率调节模块13包括波形发生器ICL8038，波形发生器ICL8038的4#引脚经电阻RA连接电压V+，波形发生器ICL8038的5#引脚经电阻RB连接电压V+，波形发生器ICL8038的10#引脚经电容C连接电压V-，波形发生器ICL8038的12#引脚经电阻RC连接电压V-；波形发生器ICL8038的2#引脚、3#引脚、9#引脚输出波形。

如图4所示，在一具体实施例中，高频包络信号发生模块14包括直流电源V、电阻R1、电容C、开关S和电阻R2，直流电源、电阻R1、开关S和电阻R2依次串联形成回路，电容C的一端与直流电源V的负极相连，另一端与电阻R1和开关S的连接点相连。直流电源V经过充电电阻R1对电容C通电，通过高速开关S的通断实现对负载R2的放电，在R2两端形成双指数函数包络信号U。选取参数合适的电阻、电容，保证电容C在开关导通前充分充电。

如图2所示，在一具体实施例中，高频正弦发生模块12包括比较器LM311。可采用市电电压作为高频正弦发生模块12输入信号，在电压正向过零时输出上升沿信号，重复调用放电包络信号，则PD模拟信号源可持续输出具有工频相位特征的模拟信号。

在一具体实施例中，信号调制模块15为常规的信号调制器；功率放大模块16为常规的功率放大器，发射天线17为全向发射天线17；信号采集器2可以采用上海华乘局部放电综合巡检仪PDS-T90。控制器11采用NIUSB-6211，实现信号控制与传输，其中NIUSB-6211是一款多功能DAQ模块，在高采样率下也能保持较高采样精度，属于总线供电USBM系列，可以支持16路模拟输入，单通道采样率可达250kS/s。该模块一共包含4路数字输出线，4路数字输入线，2路模拟输出，编程输入范围可以变化(±0.2V～±10V)，为数字触发，内有2个计数器/定时器。

模拟测试流程为：

信号发生器1可模拟四种类型的放电特高频信号，信号频带在300MHz～1500MHz之间，信号可调全通频段为300MHz～1500MHz；高通频段为1100MHz～1500MHz；低通频段为300MHz～700MHz；同时，可产生多种局部放电信号和多种噪声信号。

将特高频信号发生器1放置在瓷瓶附近的空旷区域，测试特高频信号；选取220kV电压互感器瓷瓶作为试验对象，将特高频信号发生器1放置在瓷瓶外，特高频信号采集器2与信号发生器1起始测试距离为0.2m，此后从1m距离开始按1m梯度递增进行测试，直至特高频信号幅值为0dB；

再将特高频信号发生器1放置在瓷瓶内部，测试特高频信号；

将特高频信号发生器1放置在瓷瓶内部，在瓷瓶内部放置灯光，特高频信号采集器2与信号发生器1起始测试距离为0.2m，此后从1m距离开始按1m梯度递增进行测试，直至特高频信号幅值为0dB。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种特高频局部放电信号模拟测试装置，其特征在于，包括信号发生器(1)和信号采集器(2)，所述信号发生器(1)与所述信号采集器(2)相连；所述信号发生器(1)包括高频正弦发生模块(12)、脉冲重复率调节模块(13)、高频包络信号发生模块(14)、信号调制模块(15)、功率放大模块(16)和发射天线(17)；所述脉冲重复率调节模块(13)的输出端与所述高频包络信号发生模块(14)的输入端相连，所述高频包络信号发生模块(14)的输出端与信号调制模块(15)的输入端相连，所述高频正弦发生模块(12)的输出端与所述信号调制模块(15)的输入端相连，所述信号调制模块(15)的输出端与功率放大模块(16)的输入端相连，所述功率放大模块(16)的输出端与发射天线(17)相连，所述发射天线(17)与所述信号采集器(2)相连；

所述高频包络信号发生模块(14)包括直流电源V、电阻R1、电容C、开关S和电阻R2，所述直流电源、电阻R1、开关S和电阻R2依次串联形成回路，所述电容C的一端与直流电源V的负极相连，另一端与电阻R1和开关S的连接点相连。

2.根据权利要求1所述的特高频局部放电信号模拟测试装置，其特征在于，所述脉冲重复率调节模块(13)包括波形发生器ICL8038，所述波形发生器ICL8038的4#引脚经电阻R_A连接电压V+,所述波形发生器ICL8038的5#引脚经电阻R_B连接电压V+,所述波形发生器ICL8038的10#引脚经电容C连接电压V-,所述波形发生器ICL8038的12#引脚经电阻R_C连接电压V-；所述波形发生器ICL8038的2#引脚、3#引脚、9#引脚输出波形。

3.根据权利要求1或2所述的特高频局部放电信号模拟测试装置，其特征在于，所述高频正弦发生模块(12)包括比较器LM311。

4.根据权利要求1或2所述的特高频局部放电信号模拟测试装置，其特征在于，所述发射天线(17)包括全向发射天线。

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