CN220894447U - 一种电缆运行局部放电监测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电缆局放监测技术领域，具体地说，涉及一种电缆运行局部放电监测电路，包括电缆接地线、高频电流传感器、带通滤波电路、放大电路、隔离电路和检测仪器，高频电流传感器套设在电缆接地线外，高频电流传感器第一输出端接带通滤波电路，高频电流传感器第二输出端接地，带通滤波电路用于滤除干扰信号，放大电路用于放大信号，隔离电路用于避免信号传输中产生的干扰，带通滤波电路、放大电路、隔离电路和检测仪器依次连接。本实用新型中带通滤波电路可滤除干扰信号，再通过放大电路放大电压信号，之后通过隔离电路隔离，防止电连接引起的干扰，提高检测的准确性，便于根据结果推断故障位置，实用性更强。
Description
技术领域
本实用新型涉及电缆局放监测技术领域，具体地说，涉及一种电缆运行局部放电监测电路。
背景技术
电缆由于埋在土壤下面，地下环境恶劣，电缆长期与土壤中的腐蚀成分和水分接触，电缆在传输电力中也会发热，电缆材料或制造上的缺陷也会导致绝缘层迅速老化，进而出现电路短路等故障，进而影响电力系统的正常运行，当电缆内部发生局部放电时，高频电流会沿着地线导向大地，在地线上安装电流互感器即可检测高频电流。
公告号为CN216646700U的实用新型专利中公开了一种电缆局放检测装置，安装在高压电缆上，包括第一高频电流互感器、第二高频电流互感器、第三高频电流互感器和处理器，第一高频电流互感器套设在电缆内芯外侧，第二高频电流互感器套设在接地电缆外侧，第三高频电流互感器套设在高压电缆外侧；处理器分别连接第一高频电流互感器、第二高频电流互感器和第三高频电流互感器，处理器包括加法电路和减法电路，加法电路的输入端分别连接第一高频电流互感器和第二高频电流互感器，减法电路的输入端分别连接加法电路的输出端和第三高频电流互感器。
虽然该实用新型可以有效检测高压电缆接头局放信号，准确率高，并且可以排除电缆环流造成的干扰，但是电连接会对信号造成干扰，进而影响最终结果，影响判断故障的位置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电缆运行局部放电监测电路，以解决上述背景技术中提出的电连接会对信号造成干扰的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种电缆运行局部放电监测电路，包括电缆接地线、高频电流传感器、带通滤波电路、放大电路、隔离电路和检测仪器，所述高频电流传感器套设在所述电缆接地线外，所述高频电流传感器第一输出端接所述带通滤波电路，所述高频电流传感器第二输出端接地，所述带通滤波电路用于滤除干扰信号，所述放大电路用于放大信号，所述隔离电路用于避免信号传输中产生的干扰，所述带通滤波电路、所述放大电路、所述隔离电路和所述检测仪器依次连接。
作为优选，所述高频电流传感器包括高通滤波电路和低通滤波电路；
所述高通滤波电路包括第一电容C1和第一电阻R1，第一电容C1第一端接所述高频电流传感器第一输出端，第一电容C1第二端接第一电阻R1第一端，第一电阻R1第二端接地；
所述低通滤波电路包括第二电阻R2和第二电容C2，第二电阻R2第一端接第一电容C1第二端，第二电容C2第一端接第二电阻R2第二端，第二电容C2第二端接地。
作为优选，所述放大电路包括第一放大器U1、第二放大器U2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5；
第三电阻R3第一端接第二电阻R2第二端，第三电阻R3第二端接第一放大器U1同相输入端，第一放大器U1反相输入端接输出端，第二放大器U2同相输入端接第一放大器U1输出端，第四电阻R4第一端接第二放大器U2反相输入端，第四电阻R4第二端接地，第五电阻R5第一端接第二放大器U2反相输入端，第五电阻R5第二端接第二放大器U2输出端。
作为优选，所述隔离电路包括供电电源VCC、第三放大器U3、第四放大器U4、第六电阻R6、第七电阻R7和光耦，光耦型号为HCNR200；
第六电阻R6第一端接第二放大器U2输出端，第三放大器U3反相输入端和光耦三脚均接第六电阻R6第二端，第三放大器U3同相输入端接地，第三放大器U3输出端接光耦一脚，光耦二脚接供电电源VCC，光耦四脚接地，光耦五脚和第四放大器U4同相输入端均接地，光耦六脚接第四放大器U4反相输入端，第七电阻R7第一端接第四放大器U4反相输入端，第七电阻R7第二端接第四放大器U4输出端，第四放大器U4输出端接所述检测仪器。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
该实用新型通过设置带通滤波电路滤除干扰信号，再通过放大电路放大电压信号，之后通过隔离电路隔离，防止电连接引起的干扰，提高检测的准确性，便于根据结果推断故障位置，实用性更强。
附图说明
图1为实用新型的整体结构示意图；
图2为实用新型中带通滤波电路的电路图；
图3为实用新型中放大电路的电路图；
图4为实用新型中隔离电路的电路图。
图中：
1、电缆接地线；
2、高频电流传感器；
3、带通滤波电路；30、高通滤波电路；31、低通滤波电路；
4、放大电路；
5、隔离电路；
6、检测仪器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-图4，本实用新型提供技术方案：
一种电缆运行局部放电监测电路，包括电缆接地线1、高频电流传感器2、带通滤波电路3、放大电路4、隔离电路5和检测仪器6，高频电流传感器2套设在电缆接地线1外，高频电流传感器2第一输出端接带通滤波电路3，高频电流传感器2第二输出端接地，带通滤波电路3用于滤除干扰信号，放大电路4用于放大信号，隔离电路5用于避免信号传输中产生的干扰，带通滤波电路3、放大电路4、隔离电路5和检测仪器6依次连接，可去除电连接对信号的干扰，提高检测结果的准确性，实用性更强。
在本实施例中，高频电流传感器2包括高通滤波电路30和低通滤波电路31，目前高频电流法主要检测的局部放电信号范围为3～30MHz；
高通滤波电路30包括第一电容C1和第一电阻R1，第一电容C1第一端接高频电流传感器2第一输出端，第一电容C1第二端接第一电阻R1第一端，第一电阻R1第二端接地，截止频率为3Mhz左右；
低通滤波电路31包括第二电阻R2和第二电容C2，第二电阻R2第一端接第一电容C1第二端，第二电容C2第一端接第二电阻R2第二端，第二电容C2第二端接地，截止频率为30Mhz左右。
具体地，放大电路4包括第一放大器U1、第二放大器U2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5；
第三电阻R3第一端接第二电阻R2第二端，第三电阻R3第二端接第一放大器U1同相输入端，第一放大器U1反相输入端接输出端，第二放大器U2同相输入端接第一放大器U1输出端，第四电阻R4第一端接第二放大器U2反相输入端，第四电阻R4第二端接地，第五电阻R5第一端接第二放大器U2反相输入端，第五电阻R5第二端接第二放大器U2输出端，第一放大器U1起到电压跟随器的作用，能够初步隔离，并减少阻抗，提高带载能力，第二放大器U2将电压信号放大。
进一步地，隔离电路5包括供电电源VCC、第三放大器U3、第四放大器U4、第六电阻R6、第七电阻R7和光耦，光耦型号为HCNR200；
第六电阻R6第一端接第二放大器U2输出端，第三放大器U3反相输入端和光耦三脚均接第六电阻R6第二端，第三放大器U3同相输入端接地，第三放大器U3输出端接光耦一脚，光耦二脚接供电电源VCC，光耦四脚接地，光耦五脚和第四放大器U4同相输入端均接地，光耦六脚接第四放大器U4反相输入端，第七电阻R7第一端接第四放大器U4反相输入端，第七电阻R7第二端接第四放大器U4输出端，第四放大器U4输出端接检测仪器6，输入侧输入电压为Vin，输出电压为Vout，流过第六电阻R6电流I1=Vin/R6，流过第七电阻R7的电流I2=Vout/R7，查询光耦数据表中的输出增益K，I2=K*I1，输出电压可由Vout/Vin=K*（R7/R6）计算得出。
本实用新型的电缆运行局部放电监测电路在使用时，当电缆内部发生局放时，高频电流会沿着电缆接地线1导向大地，套设在电缆接地线1外的高频电流传感器2可输出电压信号，之后依次经过带通滤波电路3、放大电路4和隔离电路5，最终到达检测仪器6；
带通滤波电路3由高通滤波电路30和低通滤波电路31组成，高通滤波电路30截止频率为3Mhz左右，低通滤波电路31截止频率为30Mhz左右，可阻挡高于30Mhz和低于3Mhz的信号，减少干扰；
放大电路4中的第一放大器U1起到电压跟随器的作用，可以初步隔离前后级电路，并减少阻抗，提高带载能力，接着由第二放大器U2将电压信号放大；
隔离电路5中，第三放大器U3总是试着让第一光敏二极管PD1的电压为0，输入侧输入电压为Vin，输出电压为Vout，那么第三放大器U3的输出将倾向移动到负电压以造成发光二极管LED的电流流动，这个输入电压Vin将使电流流过第六电阻R6，发光二极管LED的光输出由产生电流I1的第一光敏二极管PD1检测，且可以通过I1=Vin/R6计算，第四放大器U4和第七电阻R7形成了将I2转换为输出电压Vout的转阻放大器，其中电流I2=Vout/R7，查询光耦数据表中的输出增益K，I2=K*I1，输出电压可由Vout/Vin=K*（R7/R6）计算得出，能够防止电连接引起的干扰，提高检测的准确性，便于根据结果推断故障位置，实用性更强。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种电缆运行局部放电监测电路，包括电缆接地线（1）、高频电流传感器（2）、带通滤波电路（3）、放大电路（4）、隔离电路（5）和检测仪器（6），其特征在于：所述高频电流传感器（2）套设在所述电缆接地线（1）外，所述高频电流传感器（2）第一输出端接所述带通滤波电路（3），所述高频电流传感器（2）第二输出端接地，所述带通滤波电路（3）用于滤除干扰信号，所述放大电路（4）用于放大信号，所述隔离电路（5）用于避免信号传输中产生的干扰，所述带通滤波电路（3）、所述放大电路（4）、所述隔离电路（5）和所述检测仪器（6）依次连接。
2.根据权利要求1所述的电缆运行局部放电监测电路，其特征在于：所述高频电流传感器（2）包括高通滤波电路（30）和低通滤波电路（31）；
所述高通滤波电路（30）包括第一电容C1和第一电阻R1，第一电容C1第一端接所述高频电流传感器（2）第一输出端，第一电容C1第二端接第一电阻R1第一端，第一电阻R1第二端接地；
所述低通滤波电路（31）包括第二电阻R2和第二电容C2，第二电阻R2第一端接第一电容C1第二端，第二电容C2第一端接第二电阻R2第二端，第二电容C2第二端接地。
3.根据权利要求1所述的电缆运行局部放电监测电路，其特征在于：所述放大电路（4）包括第一放大器U1、第二放大器U2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5；
第三电阻R3第一端接第二电阻R2第二端，第三电阻R3第二端接第一放大器U1同相输入端，第一放大器U1反相输入端接输出端，第二放大器U2同相输入端接第一放大器U1输出端，第四电阻R4第一端接第二放大器U2反相输入端，第四电阻R4第二端接地，第五电阻R5第一端接第二放大器U2反相输入端，第五电阻R5第二端接第二放大器U2输出端。
4.根据权利要求1所述的电缆运行局部放电监测电路，其特征在于：所述隔离电路（5）包括供电电源VCC、第三放大器U3、第四放大器U4、第六电阻R6、第七电阻R7和光耦，光耦型号为HCNR200；
第六电阻R6第一端接第二放大器U2输出端，第三放大器U3反相输入端和光耦三脚均接第六电阻R6第二端，第三放大器U3同相输入端接地，第三放大器U3输出端接光耦一脚，光耦二脚接供电电源VCC，光耦四脚接地，光耦五脚和第四放大器U4同相输入端均接地，光耦六脚接第四放大器U4反相输入端，第七电阻R7第一端接第四放大器U4反相输入端，第七电阻R7第二端接第四放大器U4输出端，第四放大器U4输出端接所述检测仪器（6）。
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