专利名称：局部放电测量的校准脉冲发生器的制作方法
技术领域：
局部放电测量的校准脉冲发生器技术领域[0001]本实用新型涉及高压设备测试技术领域，特别是涉及局部放电测量的校准脉冲发 生器。
背景技术：
[0002]多年来的研究表明，局部放电信号的数量、幅度和极性可以直接反映高压电力设 备绝缘系统的状况。局部放电测试通过对视在放电量、放电相位、放电重复率、放电电流以 及功率等局部放电参量的测量来判定绝缘性能和电力设备的状态，而这些值的准确性与在 局部放电测试中承担校准任务的校准仪的性能密切相关，校准仪不但要确保测量系统的准 确性，并且还要确保对于不同的测量系统，如果被用来进行相同的测试，会得到相同的结 果O[0003]因此，局部放电测量的校准脉冲发生器装置显得十分重要，它不仅能为局部放电 测量仪的校准和局部放电测量回路的校准提供一个方便的校准器，使测试准确度更高，并 能够提高局部放电测试的可靠性。[0004]目前使用的局部放电测量的校准脉冲发生器输出频率单一，仅能输出12个变化 范围以下的视在电荷放电量，其输出校准信号的放电量范围在l—1000pc，校准器的精度为 5%左右，较难满足目前高压电器产品设备放电量测量的精度要求。实用新型内容[0005]基于此，有必要针对上述问题，提供一种局部放电测量的校准脉冲发生器，能够满 足高精度的放电检测的需求。[0006]一种局部放电测量的校准脉冲发生器，包括[0007]与外围设备相连的主控制器，以及与所述主控制器相连的调整输出设备；[0008]其中，所述外围设备包括输入单元、数据交互单元、输出界面显示单元；[0009]所述主控制器包括显示单元；[0010]所述调整输出设备包括分别与所述主控制器相连的频率调整单元、输出电荷量大 小调整单元，分别与所述频率调整单元的输出端、所述输出电荷量大小调整单元输出端相 连的校准脉冲发生单元，与该校准脉冲发生单元的输出端相连的校准脉冲输出单元。[0011]上述局部放电测量的校准脉冲发生器，用于校准局放试验测试系统和局放测试回 路校验用的视在电荷校准器，能够满足高精度的放电检测的需求。[0012]在其中一个实施例中，所述输入单元，包括电源单元、按键单元、电池状态检测单 元，其中，所述电池状态检测通过所述主控制器的模拟AD通道与所述主控制器进行通信。[0013]在其中一个实施例中,所述数据交互单元,包括数据存储单元、RS232串口单元。[0014]在其中一个实施例中，所述输出界面显示单元,包括IXD1602液晶显示单元。[0015]在其中一个实施例中，所述主控制器，包括基于MS-8051内核的单片机控制单J Li ο[0016]在其中一个实施例中，所述输入单元,包括电荷量调档输入单元,其中，电荷量 的选择范围拥有 18 个档次，分别是:1OOnC, 80nC,50nC,20nC, IOnC, 5nC, 2nC, lnC，750pC， 500pC,200pC,IOOpC,50pC,20pC,IOpC,5pC,2pC, lpC。[0017]在其中一个实施例中，所述输入单元，包括频率调档输入单元，其中，该频率调档 输入单元在联机状态下的频率调整范围为20HZ — 800HZ连续可调；在离线状态下的频率调 整范围为100HZ或者400HZ。[0018]本实用新型所述一种局部放电测量的校准脉冲发生器，所述脉冲产生模块P产生 的校准脉冲是由方波信号经过频率调整模块F、输出电荷量大小调整模块Q并行处理后，通 过RC混合网络及输出电容搭配，对电流波形进行微分处理后，得到符合要求的阶跃波形输 出，以满足高精度的放电检测的需求。
[0019]图1为本实用新型局部放电测量的校准脉冲发生器的示意图；[0020]图2为本实用新型局部放电测量的校准脉冲发生器的实施例示意图。
具体实施方式
[0021]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新 型作进一步地详细描述。[0022]图1为本实用新型局部放电测量的校准脉冲发生器的示意图，包括[0023]与外围设备相连的主控制器，以及与所述主控制器相连的调整输出设备；[0024]其中，所述外围设备包括输入单元、数据交互单元、输出界面显示单元；[0025]所述主控制器包括显示单元；[0026]所述调整输出设备包括分别与所述主控制器相连的频率调整单元、输出电荷量大 小调整单元，分别与所述频率调整单元的输出端、所述输出电荷量大小调整单元输出端相 连的校准脉冲发生单元，与该校准脉冲发生单元的输出端相连的校准脉冲输出单元。[0027]所述输入单元、数据交互单元、输出界面显示单元、频率调整单元、输出电荷量大 小调整单元分别与主控制器相连，频率调整单元和输出电荷量大小调整单元并行连接后与 校准脉冲产生单元相连，校准脉冲输出单元与校准脉冲产生单元相连，产生不同电荷量、不 同频率的校准脉冲。[0028]本实用新型所述一种局部放电测量的校准脉冲发生器，所述校准器的输出电压脉 冲上升时间(从波前10%峰值点到波前90%峰值点的时间)小于6nS，输出电压脉冲衰减时 间(从峰值的100%下降至IJ 10%的时间)大于15uS。[0029]图2为本实用新型局部放电测量的校准脉冲发生器的实施例示意图。[0030]在其中一个实施例中，所述输入单元，包括电源单元、按键单元、电池状态检测单 元，其中，所述电池状态检测通过所述主控制器的模拟AD通道与所述主控制器进行通信。[0031]在其中一个实施例中,所述数据交互单元,包括数据存储单元、RS232串口单元。[0032]在其中一个实施例中，所述输出界面显示单元,包括IXD1602液晶显示单元。[0033]在其中一个实施例中，所述主控制器，包括基于MS-8051内核的单片机控制单J Li ο[0034]在其中一个实施例中，所述频率调整单元，包括PWM信号的生成单元、PWM信号的 整形单元。[0035]在其中一个实施例中，所述输出电荷量大小调整单元,包括D/A转换单元、放大 单元、高压偏置电压单元。[0036]在其中一个实施例中，所述校准脉冲发生单元，包括尖峰脉冲产生单元。[0037]在其中一个实施例中，所述校准脉冲输出单元，包括3_8译码器控制单元、电荷 量选择输出单元、输出端子单元。[0038]在其中一个实施例中，所述输入单元,包括电荷量调档输入单元,其中，电荷量 的选择范围拥有 18 个档次，分别是:1OOnC, 80nC,50nC,20nC, IOnC, 5nC, 2nC, lnC，750pC， 500pC,200pC,IOOpC,50pC,20pC,IOpC,5pC,2pC, lpC。[0039]在其中一个实施例中，所述输入单元，包括频率调档输入单元，其中，该频率调档 输入单元在联机状态下的频率调整范围为20HZ — 800HZ连续可调；在离线状态下的频率调 整范围为100HZ或者400HZ。[0040]
以下结合附图2对本实用新型做进一步的详细说明。[0041]如图2所示，输入单元包括电源单元、按键单元、电池状态检测单元；数据交互单 元包括数据存储单元、RS232串口单元；输出界面显示模块L包括IXD1602显示；主控制器 采用基于MS-8051内核的单片机；频率调整单元包括PWM信号的生成单元、PWM信号的整 形单元；输出电荷量大小调整单元包括D/A转换单元、放大单元(运放1、运放2)、高压偏 置电压单元；校准脉冲产生单元包括尖峰脉冲产生单元；校准脉冲输出单元包括3-8译 码器控制单元、电荷量选择输出单元、输出端子单元。[0042]本实用新型所述一种局部放电测量的校准脉冲发生器，所述输入单元中，电源单 元由4节干电池组成，其输出电压为5V、14V ;按键单元包括3个按键，分别是电源开关按 键、频率选择按键、电荷量大小选择按键；电源状态检测单元是利用主控模块M中的一个 ADC通道、基准电压来检测当前电源电压的大小，所述基准电压为2. 048V。[0043]本实用新型所述一种局部放电测量的校准脉冲发生器，所述数据交互单元中，数 据存储器是24C02，可允许的最大存储字节为128，该存储器与主控制器M的通信方式为模 拟I2C总线。所述RS232串口主要由MAX232组成，用来下载程序或者与PC机相连，通过电 脑直接控制校准器校准脉冲的输出电荷量、频率，所述电荷量选择包括18个档次，分别是 IOOnC,80nC,50nC,20nC,IOnC,5nC,2nC,InC,750pC,500pC,200pC,IOOpC,50pC,20pC,IOpC, 5pC，2pC，IpC ;频率为 20HZ — 800HZ 连续可调。[0044]本实用新型所述一种局部放电测量的校准脉冲发生器，所述输出界面显示单元 中，所用显示器为LCD1602，用于显示当前电池的电量、当前选择的校准脉冲电荷量及频率。[0045]本实用新型所述一种局部放电测量的校准脉冲发生器，所述主控制器单元由 MS-8051内核的STC90C58AD单片机组成，工作频率为11. 0592MHZ,该单片机带有8路模数 转换通道。[0046]本实用新型所述一种局部放电测量的校准脉冲发生器，所述频率调整单元中， 当校准器与PC机断开通信时，PWM信号由单片机PO. 2输出，该波形输出频率为100HZ与 400HZ，负频宽为250us。[0047]本实用新型所述一种局部放电测量的校准脉冲发生器，所述输出电荷量大小调整单元中D/A转换单元由10位的LTC1451组成，由此可知，通过调整电压输出值来调整输出 电荷量。[0048]本实用新型所述一种局部放电测量的校准脉冲发生器，高压偏置单元可发生DC OV 100V电压，即UO’电容有2个档次，IOOpF及InF，输出电荷最大为100nC。当输出电荷 量范围为(T500pC时，调用低压发生单元LTC1451，及IOOpC电容。当输出电荷量范围为 ln(T5nC时，启用高压DC单元，用IOOpC电容。当输出电荷量大于IOnC (包括IOnC)时，用 高压DC单元，及InC电容。[0049]本实用新型所述一种局部放电测量的校准脉冲发生器，将输入矩形波信号通过晶 体管进行反相处理，通过合适选择RC参数，利用晶体管本身有分布电容C，极间电容Cgs和 开启电压VT，可令波形高电平保持250us后缓慢下降。[0050]本实用新型所述一种局部放电测量的校准脉冲发生器，所述脉冲产生单元产生的 校准脉冲是由方波信号经过频率调整单元、输出电荷量大小调整单元，并行处理后，通过RC 混合网络及输出电容搭配，对电流波形进行微分处理后，得到符合要求的阶跃波形输出。[0051]本实用新型所述一种局部放电测量的校准脉冲发生器，所述校准脉冲输出模块R 由3-8译码器控制4个继电器来选择不同电荷量的校准脉冲输出。[0052]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通 技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属 于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求1.ー种局部放电测量的校准脉冲发生器，其特征在于，包括与外围设备相连的主控制器，以及与所述主控制器相连的调整输出设备； 其中，所述外围设备包括输入单元、数据交互単元、输出界面显示单元； 所述主控制器包括显示单元； 所述调整输出设备包括分别与所述主控制器相连的频率调整单元、输出电荷量大小调整単元，分别与所述频率调整单元的输出端、所述输出电荷量大小调整单元输出端相连的校准脉冲发生单元，与该校准脉冲发生单元的输出端相连的校准脉冲输出单元。
2.根据权利要求1所述的局部放电测量的校准脉冲发生器，其特征在于，所述输入单元，包括电源单元、按键单元、电池状态检测单元，其中，所述电池状态检测单元通过所述主控制器的模拟AD通道与所述主控制器进行通信。
3.根据权利要求1所述的局部放电测量的校准脉冲发生器，其特征在于，所述数据交互单元，包括数据存储单元、RS232串ロ单元。
4.根据权利要求1至3任一项所述的局部放电测量的校准脉冲发生器，其特征在于，所述输出界面显示单元，包括LCD1602液晶显示单元。
5.根据权利要求1所述的局部放电测量的校准脉冲发生器，其特征在于，所述主控制器，包括基于MS-8051内核的单片机控制单元。
6.根据权利要求1或5所述的局部放电测量的校准脉冲发生器，其特征在于，所述频率调整单元，包括PWM信号的生成単元、PWM信号的整形単元。
7.根据利要求I或5所述的局部放电测量的校准脉冲发生器，其特征在于，所述输出电荷量大小调整单元，包括D/A转换单元、放大单元、高压偏置电压单元。
8.根据权利要求1或5所述的局部放电测量的校准脉冲发生器，其特征在于，所述校准脉冲发生単元，包括尖峰脉冲产生単元。
9.根据权利要求1或5所述的局部放电测量的校准脉冲发生器，其特征在于，所述校准脉冲输出単元，包括3_8译码器控制单元、电荷量选择输出単元、输出端子単元。
10.根据权利要求1或2所述的局部放电测量的校准脉冲发生器，其特征在于，所述输入单元，包括电荷量调档输入单元，其中，电荷量的选择范围拥有18个档次,分别是IOOnC,80nC,50nC,20nC,IOnC,5nC,2nC,InC,750pC,500pC,200pC,IOOpC,50pC,20pC,IOpC,5pC，2pC，IpC0
11.根据权利要求1或2所述的局部放电测量的校准脉冲发生器，其特征在于，所述输入単元，包括频率调档输入単元，其中，该频率调档输入単元在联机状态下的频率调整范围为20HZ — 800HZ连续可调；在离线状态下的频率调整范围为100HZ或者400HZ。
专利摘要本实用新型公开了局部放电测量的校准脉冲发生器，包括与外围设备相连的主控制器，以及与所述主控制器相连的调整输出设备；其中，所述外围设备包括输入单元、数据交互单元、输出界面显示单元；所述主控制器包括显示单元；所述调整输出设备包括分别与所述主控制器相连的频率调整单元、输出电荷量大小调整单元，分别与所述频率调整单元的输出端、所述输出电荷量大小调整单元输出端相连的校准脉冲发生单元，与该校准脉冲发生单元的输出端相连的校准脉冲输出单元。采用本实用新型，可以校准局放试验测试系统和局放电测试回路校验，其输出放电量为1pC—100nC，误差率不超过±3％，校准脉冲的输出频率为20—800HZ可调。
文档编号G01R35/00GK202870287SQ20122049685
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者田立斌, 叶培霖, 唐小龙 申请人:广州安电测控技术有限公司