振荡波产生装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种振荡波产生装置。该振荡波产生装置包括：电源电路，用于提供交流电；开关电路，开关电路的第一端与电源电路连接；谐振回路；以及隔离变压器，隔离变压器的第一端与开关电路的第二端连接，隔离变压器的第二端与谐振回路连接。通过本实用新型，解决了利用普通开关生成振荡波影响振荡波波形的问题，使振荡波产生装置具有抗干扰能力，保证了振荡波波形的精确性。
【专利说明】振荡波产生装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力系统领域，具体而言，涉及一种振荡波产生装置。
【背景技术】
[0002]目前，实际应用中的电缆会由于制造工艺不成熟或者原材料不纯而存在气隙和有害性杂质，同时在电缆的敷设和运行过程当中也有可能会产生各种缺陷而导致局部放电。局部放电是电力电缆运行中的一个较大的安全隐患。在局部放电的长期作用下，绝缘材料不断老化最终导致绝缘击穿，造成严重事故。通过对局部放电的检测及时发现绝缘系统中的薄弱环节，找出故障原因，保证电力电缆质量，保障电力系统安全可靠运行，具有非常重要的现实意义。但是，局部放电检测用于现场测量时，外部噪声干扰严重，给测量带来了很多困难。现有技术应用阻尼振荡波对电缆进行局部放电的检测及定位。为了保证对电缆进行局部放电检测的精确性，必须要求阻尼振荡波的波形精确，则产生阻尼振荡波的装置应该具有有效的抗干扰能力。传统的生成阻尼振荡波的装置通常采用普通的开关。通过调节激励电压的频率与谐振回路的谐振频率相同时，使谐振回路发生谐振。当谐振回路中电容的电压达到预设电压值时，闭合开关，则在谐振回路电容处产生了阻尼振荡波。但是，利用传统的开关实现阻尼振荡波的生成会存在一定的时延，传统的开关执行动作缓慢，而且开关中存在的杂质会干扰阻尼振荡波的波形，最终导致利用阻尼振荡波实现对电缆局部放电的检测存在误差，带来严重后果。
[0003]针对相关技术中利用普通开关生成振荡波影响振荡波波形的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容
[0004]本实用新型的主要目的在于提供一种振荡波产生装置，以解决利用普通开关生成振荡波影响振荡波波形的问题。
[0005]为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种振荡波产生装置。该振荡波产生装置包括:电源电路，用于提供交流电；开关电路，开关电路的第一端与电源电路连接；谐振回路；以及隔离变压器，隔离变压器的第一端与开关电路的第二端连接，隔离变压器的第二端与谐振回路连接。
[0006]进一步地，该振荡波产生装置还包括:整流电路，与电源电路连接，用于将交流电整流成直流电；滤波电容，与整流电路并联；以及逆变电路，逆变电路的第一端与滤波电容并联，用于将直流电转化为方波信号。
[0007]进一步地，逆变电路包括:第一晶体管组，其中，第一晶体管组包括第一晶体管，第二晶体管，第三晶体管以及第四晶体管，第一晶体管与第二晶体管串联后并联在第三晶体管与第四晶体管串联的两端；以及第一二极管组，第一二极管组包括第一二极管，第二二极管，第三二极管以及第四二极管，第一二极管与第一晶体管并联，第二二极管与第二晶体管并联，第三二极管与第三晶体管并联，第四二极管与第四晶体管并联。
[0008]进一步地，该振荡波产生装置还包括:第一驱动单元，第一驱动单元的第一引脚与第一晶体管连接，第一驱动单元的第二引脚与第二晶体管连接；以及第二驱动单元，第二驱动单元的第一引脚与第三晶体管连接，第二驱动单元的第二引脚与第四晶体管连接。
[0009]进一步地，该振荡波产生装置还包括:单片机，单片机的第一引脚与第一驱动单元的第三引脚连接，单片机的第二引脚与第二驱动单元的第三引脚连接。
[0010]进一步地，开关电路包括:第一开关电路，第一开关电路的第一端与滤波电容连接，第一开关电路的第二端与逆变电路的第一端连接；以及第二开关电路，第二开关电路的第一端与逆变电路的第二端连接，第二开关电路的第二端与隔离变压器的第一端连接。
[0011]进一步地，第一开关电路包括:第三驱动单元，第三驱动单元的第一引脚与单片机的第三引脚连接；第五晶体管，与第三驱动单元的第二引脚连接；以及第五二极管，与第五晶体管并联。
[0012]进一步地，第二开关电路包括:第二晶体管组，与隔离变压器的第一端并联，其中，第二晶体管组包括第六晶体管和第七晶体管，第六晶体管与第七晶体管串联；第二二极管组，第二二极管组包括第六二极管和第七二极管，其中，第六二极管与第六晶体管并联，第七二极管与第七晶体管并联；以及第四驱动单元，第四驱动单元的第一引脚与单片机的第四引脚连接，第四驱动单元的第二引脚与第六晶体管连接，第四驱动单元的第三引脚与第七晶体管连接。
[0013]进一步地，谐振回路包括电感和电容，电感和电容串联后并联在隔离变压器的第
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[0014]进一步地，整流电路包括至少一个整流二极管。
[0015]通过本实用新型振荡波产生装置包括:电源电路，用于提供交流电；开关电路，开关电路的第一端与电源电路连接；谐振回路；以及隔离变压器，隔离变压器的第一端与开关电路的第二端连接，隔离变压器的第二端与谐振回路连接，解决了相关技术中利用普通开关生成振荡波影响振荡波波形的问题，进而达到了保证振荡波波形的精确性的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0017]图1是根据本实用新型的振荡波产生装置的第一实施例的示意图；
[0018]图2是根据本实用新型的振荡波产生装置的第二实施例的示意图；
[0019]图3是根据本实用新型的振荡波产生装置的第三实施例的示意图；以及
[0020]图4是根据本实用新型的振荡波产生装置中开关电路的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0022]为了使本领域的技术人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，在本领域普通技术人员没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型的保护范围。
[0023]需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
[0024]本实用新型旨在提供一种振荡波产生装置。图1是根据本实用新型的振荡波产生装置的第一实施例的示意图，如图1所示，振荡波产生装置包括:电源电路10，开关电路20，谐振回路30和隔离变压器40。
[0025]电源电路10，用于提供交流电。
[0026]电源电路10为该振荡波产生装置提供交流电，其中该交流电可以是220V或者是380Vo
[0027]开关电路20，开关电路20的第一端与电源电路连接。
[0028]开关电路20控制该振荡波产生装置的正常工作。开关电路20的第一端与电源电路连接，开关电路20的第二端与隔离变压器40的第一端连接。当开关电路20闭合时，该振荡波产生装置正常工作，当开关电路20断开时，该振荡波产生装置不能获取电源电路10提供的交流电，无法正常工作。
[0029]谐振回路30，该谐振回路包括电感和电容，电感和电容串联后并联在隔离变压器40的第二端。
[0030]隔离变压器40，隔离变压器40的第一端与开关电路20的第二端连接，隔离变压器40的第二端与谐振回路30连接，隔离变压器40主要用于调节交流激励电压，调节激励电压的频率，使该激励电压的频率与谐振回路30的谐振频率形同，从而使谐振回路30谐振，产生谐振电压。当该谐振电压达到预设电压值时，将开关电路20闭合，时开关电路20短路，在谐振回路30的电容处产生了阻尼振荡波。
[0031]本实用新型第一实施例的振荡波产生装置包括电源电路10，开关电路20，谐振回路30和隔离变压器40。当开关电路20开路时，由电源电路10经隔离变压器40给电感和被测电缆的等效电容构成的串联回路提供一个电压较低的交流激励电压。当电源电路10提供的交流电的输出频率与电感和电容的谐振频率相同时，电感和电容回路发生谐振，产生谐振高电压。通过调节电源电路的交流电压，使被测电缆等效电容上的谐振电压达到预设电压值，将开关电路20短路，由于电感存在内阻，所以，在电容上产生了阻尼振荡波。通过本实用新型第一实施例解决了利用普通开关生成振荡波影响振荡波波形的问题，使振荡波产生装置具有抗干扰能力，保证了振荡波波形的精确性。
[0032]图2是根据本实用新型的振荡波产生装置的第二实施例的示意图，如图2所示，振荡波产生装置包括:电源电路10，开关电路20，谐振回路30，隔离变压器40，整流电路50，滤波电容60和逆变电路70。其中，逆变电路70包括:第一晶体管组701和第一二极管组702。
[0033]整流电路50，与电源电路连接，用于将交流电整流成直流电。该整流电路50至少包括一个整流二极管。本实用新型实施例中采用六个整流二极管组成三相全桥整流电路。
[0034]滤波电容60，与整流电路并联。由整流电路50输出的直流电压经过大容量滤波电容60进入逆变电路70。
[0035]逆变电路70，逆变电路的第一端与滤波电容并联，用于将直流电转化为方波信号。本实用新型实施例中的逆变电路70由四只绝缘栅双极型晶体管IGBT分别并联一个续流二极管组成。本实用新型实施例使用IGBT开关来完成高压电子开关控制，是因为IGBT功率大，输入阻抗小，驱动功率小，开关损耗小，工作频率高，元件容量大，控制电路简单等优点，非常适合交流电机、变频器、开关电源等领域。
[0036]具体地，逆变电路70包括:第一晶体管组701，其中，第一晶体管组包括第一晶体管，第二晶体管，第三晶体管以及第四晶体管，第一晶体管与第二晶体管串联后并联在第三晶体管与第四晶体管串联的两端；以及第一二极管组702，第一二极管组包括第一二极管，第二二极管，第三二极管以及第四二极管，第一二极管与第一晶体管并联，第二二极管与第二晶体管并联，第三二极管与第三晶体管并联，第四二极管与第四晶体管并联。其中，为每个IGBT并联一个续流二极管，目的是为了在电路中的电流突然消失时，IGBT线圈中产生的感应电动势与续流二极管消耗掉，从而保护了电路中IGBT及其他元件的安全。
[0037]本实用新型实施例的振荡波产生装置包括:电源电路10，开关电路20，谐振回路30，隔离变压器40，整流电路50，滤波电容60和逆变电路70。利用该振荡波产生装置可以解决利用普通开关生成振荡波影响振荡波波形的问题，使振荡波产生装置生成的振荡波波形精确。
[0038]图3是根据本实用新型的振荡波产生装置的第三实施例的示意图，如图3所示，振荡波产生装置包括:电源电路10，开关电路20，谐振回路30，隔离变压器40，整流电路50，滤波电容60，逆变电路70，第一驱动单元80，第二驱动单元90和单片机110。
[0039]第一驱动单元80，第一驱动单元80的第一引脚与第一晶体管连接，第一驱动单80元的第二引脚与第二晶体管连接；第二驱动单元90，第二驱动单元90的第一引脚与第三晶体管连接，第二驱动单元90的第二引脚与第四晶体管连接；单片机110，单片机110的第一引脚与第一驱动单元80的第三引脚连接，单片机110的第二引脚与第二驱动单元90的第三引脚连接。单片机110用于控制IGBT的驱动单元。
[0040]本实用新型实施例的振荡波产生装置包括:电源电路10，开关电路20，谐振回路30，隔离变压器40，整流电路50，滤波电容60，逆变电路70，第一驱动单元80，第二驱动单元90和单片机110。利用该振荡波产生装置解决了利用普通开关生成振荡波影响振荡波波形的问题。
[0041]图4是根据本实用新型的振荡波产生装置中开关电路的结构示意图。如图4所示，该振荡波产生装置中开关电路20的结构包括:第一开关电路210和第二开关电路220。其中，第一开关电路210包括:第三驱动单元2101，第五晶体管2102和第五二极管2103。第二开关电路220包括:第二晶体管组2201，第二二极管组2202和第四驱动单元2203。
[0042]第一开关电路210，第一开关电路的第一端与滤波电容连接，第一开关电路的第二端与逆变电路的第一端连接。该第一开关电路主要用于控制电源电路10向整个装置供电。当第一开关电路210开路时，该振荡波产生装置将无法正常工作；当第一开关电路210闭合时，电源电路10为该振荡波产生装置充电，保证该装置的正常工作。
[0043]具体地，第一开关电路210包括:第三驱动单元2101，第三驱动单元的第一引脚与单片机的第三引脚连接；第五晶体管2102，与第三驱动单元的第二引脚连接；以及第五二极管2103，与第五晶体管并联。其中，本实用新型实施例中的第五晶体管2102优选为IGBT，第五二极管2103优选为续流二极管。
[0044]第二开关电路220，第二开关电路的第一端与逆变电路的第二端连接，第二开关电路的第二端与隔离变压器的第一端连接。当激励电压的频率使谐振回路30达到谐振状态时，提高激励电压使谐振电压达到预设电压值，此时，第二开关电路220将快速闭合，变频电源的输出也将迅速短路，谐振回路30中将产生电压和电流振荡波。
[0045]具体地，第二开关电路220包括:第二晶体管组2201，与隔离变压器的第一端并联，其中，第二晶体管组包括第六晶体管和第七晶体管，第六晶体管与第七晶体管串联；第二二极管组2202，第二二极管组包括第六二极管和第七二极管，其中，第六二极管与第六晶体管并联，第七二极管与第七晶体管并联；第四驱动单元2203，第四驱动单元的第一引脚与单片机的第四引脚连接，第四驱动单元的第二引脚与第六晶体管连接，第四驱动单元的第三引脚与第七晶体管连接。其中，本实用新型实施例中的第五晶体管2102优选为IGBT，第五二极管2103优选为续流二极管。
[0046]本实用新型实施例中的开关电路20包括:包括:第一开关电路210和第二开关电路220。其中，第一开关电路210包括:第三驱动单元2101和第五晶体管2102。第二开关电路220包括:第二晶体管组2201，第二二极管组2202和第四驱动单元2203。该振荡波产生装置采用该开关电路20可以使得整个振荡波产生装置具有明显的刚干扰能力，从而保证了振荡波波形的精确性。
[0047]以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种振荡波产生装置，其特征在于，包括: 电源电路，用于提供交流电； 开关电路，所述开关电路的第一端与所述电源电路连接； 谐振回路；以及 隔离变压器，所述隔离变压器的第一端与所述开关电路的第二端连接，所述隔离变压器的第二端与所述谐振回路连接， 所述振荡波产生装置还包括: 整流电路，与所述电源电路连接，用于将所述交流电整流成直流电； 滤波电容，与所述整流电路并联；以及 逆变电路，所述逆变电路的第一端与所述滤波电容并联，用于将所述直流电转化为方波信号。
2.根据权利要求1所述的振荡波产生装置，其特征在于，所述逆变电路包括: 第一晶体管组，其中，所述第一晶体管组包括第一晶体管，第二晶体管，第三晶体管以及第四晶体管，所述第一晶体管与所述第二晶体管串联后并联在所述第三晶体管与所述第四晶体管串联的两端；以及 第一二极管组，所述第一二极管组包括第一二极管，第二二极管，第三二极管以及第四二极管，所述第一二极管与所述第一晶体管并联，所述第二二极管与所述第二晶体管并联，所述第三二极管与所述第三晶体管并联，所述第四二极管与所述第四晶体管并联。
3.根据权利要求2所述的振荡波产生装置，其特征在于，所述振荡波产生装置还包括: 第一驱动单元，所述第一驱动单元的第一引脚与所述第一晶体管连接，所述第一驱动单元的第二引脚与所述第二晶体管连接；以及 第二驱动单元，所述第二驱动单元的第一引脚与所述第三晶体管连接，所述第二驱动单元的第二引脚与所述第四晶体管连接。
4.根据权利要求3所述的振荡波产生装置，其特征在于，所述振荡波产生装置还包括: 单片机，所述单片机的第一引脚与所述第一驱动单元的第三引脚连接，所述单片机的第二引脚与所述第二驱动单元的第三引脚连接。
5.根据权利要求4所述的振荡波产生装置，其特征在于，所述开关电路包括: 第一开关电路，所述第一开关电路的第一端与所述滤波电容连接，所述第一开关电路的第二端与所述逆变电路的第一端连接；以及 第二开关电路，所述第二开关电路的第一端与所述逆变电路的第二端连接，所述第二开关电路的第二端与所述隔离变压器的第一端连接。
6.根据权利要求5所述的振荡波产生装置，其特征在于，所述第一开关电路包括: 第三驱动单元，所述第三驱动单元的第一引脚与所述单片机的第三引脚连接； 第五晶体管，与所述第三驱动单元的第二引脚连接；以及 第五二极管，与所述第五晶体管并联。
7.根据权利要求5所述的振荡波产生装置，其特征在于，所述第二开关电路包括: 第二晶体管组，与所述隔离变压器的第一端并联，其中，所述第二晶体管组包括第六晶体管和第七晶体管，所述第六晶体管与所述第七晶体管串联； 第二二极管组，所述第二二极管组包括第六二极管和第七二极管，其中，所述第六二极管与所述第六晶体管并联，所述第七二极管与所述第七晶体管并联；以及 第四驱动单元，所述第四驱动单元的第一引脚与所述单片机的第四引脚连接，所述第四驱动单元的第二引脚与所述第六晶体管连接，所述第四驱动单元的第三引脚与所述第七晶体管连接。
8.根据权利要求1所述的振荡波产生装置，其特征在于，所述谐振回路包括电感和电容，所述电感和所述电容串联后并联在所述隔离变压器的第二端。
9.根据权利要求1所述的振荡波产生装置，其特征在于，所述整流电路包括至少一个整流二极管。
【文档编号】G01R1/28GK204256002SQ201420543747
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】任志刚, 刘若溪, 任健聪, 陶诗洋, 郭鑫宇, 段大鹏 申请人:国家电网公司, 国网北京市电力公司