一种电力设备异常放电检测电路的制作方法
本申请涉及电力检测技术领域，主要涉及一种电力设备异常放电检测电路。
背景技术
电力设备绝缘中的某些薄弱部位在强电场的作用下发生局部放电是高压绝缘中普遍存在的问题。虽然局部放电一般不会引起绝缘的穿透性击穿，但可以导致电介质，特别是有机电介质的局部损坏。若局部放电长期存在，在一定条件下会导致绝缘劣化甚至击穿，对电力设备进行局部异常放电检测，不但能够了解设备的绝缘状况，还能及时发现许多有关制造与安装方面的问题，确定绝缘故障的原因及其严重程度。
目前电力设备异常放电的检测通常是通过红外热成像法和紫外成像法，红外热成像法由于目标与探测器之间的环境和距离影响到探测系统性能，大气中的二氧化碳、水汽等分子以及太阳光对红外能量的传输也有极大影响；而紫外成像法难以捕捉到放电信号的变化，造成了电力设备异常放电的检测准确性不高的问题。
技术实现要素：
本申请的目的在于提供一种电力设备异常放电检测电路，用于解决电力设备异常放电不能准确检测的问题。
为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案如下：
本申请提供了一种电力设备异常放电检测电路，包括：紫外线传感器、第一运算放大器电路、积分电路、比较器电路、脉冲计数器电路、单片机以及显示器，所述紫外线传感器与所述第一运算放大器电路的正向输入端连接，所述第一运算放大器电路的输出端与所述积分电路的输入端连接，所述积分电路的输出端与所述比较器电路的输入端连接，所述比较器电路的输出端与所述脉冲计数器电路的输入端连接，
所述紫外线传感器，用于接收电力设备异常放电所释放的紫外光，并将所述紫外光转换成脉冲电流信号传输给所述第一运算放大器电路；
所述第一运算放大器电路，用于接收所述紫外线传感器传输的脉冲电流信号，将所述脉冲电流信号进行信号放大，并将放大后的脉冲电流信号传输给所述积分电路；
所述积分电路，用于接收所述第一运算放大器传输的放大后的脉冲电流信号，将所述放大后的脉冲电流信号平缓化，并将平缓化后的脉冲电流信号传输给所述比较器电路；
所述比较器电路，用于接收所述积分电路平缓化后的脉冲电流信号，通过设置的阈值筛选出有效的脉冲电流信号，并将所述有效的脉冲电流信号传输给所述脉冲计数器电路；
所述脉冲计数器电路，用于接收所述有效的脉冲电流信号，通过所述有效的脉冲电流信号进行计数，根据计数得到的数据得到紫外光脉冲的数量，利用紫外光脉冲的数量来表征电力设备异常放电的程度。
上述方案设计的电路，上述设计得到的电力设备异常放电检测电路，第一运算放大器电路将紫外传感器产生的脉冲电流信号强度增加，使得脉冲电流信号更加稳固，积分电路设置在第一运算放大器电路和比较器电路之间，使得脉冲电流信号平缓化，降低其他因素对脉冲电流信号的干扰，大大提高了检测精度，通过此电路测得的紫外光脉冲数量来表征电力设备异常放电的程度，使得对电力设备异常放电的检测更加准确、灵敏，并且不易受环境干扰，电路简单，效率高。
在本申请的可选实施方式中，所述电路还包括：单片机以及显示器，所述单片机分别与所述脉冲计数器的输出端以及显示器连接，用于控制所述显示器显示所述脉冲计数器传输的紫外光脉冲的数量。
在本申请的可选实施方式中，所述第一运算放大器电路包括：第一运算放大器、第一电阻以及第二电阻，所述第一运算放大器的正向输入端与所述紫外线传感器连接，所述第一运算放大器的输出端分别与所述第一电阻的第一端以及所述积分电路的输入端连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与接地端连接，同时所述第二电阻的第一端还与所述运算放大器的反向输入端连接。
在本申请的可选实施方式中，所述积分电路包括：第三电阻、第一电容、第二运算放大器以及第四电阻，所述第一运算放大器输出端与所述第三电阻一端连接，所述第三电阻另一端与所述第二运算放大器正向输入端连接，所述第一电容设置在所述第二运算放大器的正向输入端与输出端之间，所述第四电阻一端与所述第二运算放大器的反向输入端连接，所述第四电阻另一端与接地端连接，所述第二运算放大器的输出端与所述比较器电路连接。
在本申请的可选实施方式中，所述比较器电路包括独立输入和输出电源的4ns、150mhz的双通道lt1715型号比较器。
在本申请的可选实施方式中，所述脉冲计数器电路包括三个型号为sn74ls192计数器。
在本申请的可选实施方式中，所述脉冲技术器电路还用于，通过三个sn74ls192计数器三级级联的形式对所述脉冲电流信号进行技术。
在本申请的可选实施方式中，所述三个型号为sn74ls192计数器包括：第一计数器、第二计数器以及第三计数器，三个计数器的三个11号引脚相连接，三个计数器的14号引脚相连接，所述第一计数器的12号引脚与第二计数器的5号引脚连接，所述第一计数器的13号引脚与第二计数器的4号引脚连接，所述第二计数器的12号引脚与第三计数器的5号引脚连接，所述第二计数器的13号引脚与第三计数器的4号引脚连接，所述第一计数器的5号引脚与所述比较器电路的输出端连接，所述第三计数器的12号引脚与13号引脚与所述单片机连接。
在本申请的可选实施方式中，所述紫外线传感器包括型号为r2868日盲型紫外线传感器。
上述方案设计的电路，该型号的紫外线传感器工作波段完全不受太阳辐射的干扰，并且具有高速、高精度和高灵敏度的优点，更加有效的检测电力设备异常放电所产生的紫外脉冲。
在本申请的可选实施方式中，所述第一运算放大器包括型号为lt1226的高速运算放大器。
上述方案设计的电路，该型号的第一运算放大器转换速度高，具有高速、高宽带增益、低噪声的优点。
在本申请的可选实施方式中，所述单片机包括型号为c8051的单片机。
上述方案设计的电路，该型号的单片机具有高速、高精度以及低功耗的优点。
本申请的有益效果包括：本申请通过上述设计得到的电力设备异常放电检测电路，第一运算放大器电路将紫外传感器产生的脉冲电流信号强度增加，使得脉冲电流信号更加稳固，积分电路设置在第一运算放大器电路和比较器电路之间，使得脉冲电流信号平缓化，降低其他因素对脉冲电流信号的干扰，大大提高了检测精度，通过此电路测得的紫外光脉冲数量来表征电力设备异常放电的程度，使得对电力设备异常放电的检测更加准确、灵敏，并且不易受环境干扰，电路简单，效率高。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本申请的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本申请的主旨。
图1是本申请实施例提供的电力设备异常放电检测电路第一结构图；
图2是本申请实施例提供的电力设备异常放电检测电路第二结构图；
图3是本申请实施例提供的第一运算放大器电路示意图；
图4是本申请实施例提供的积分电路示意图；
图5是本申请实施例提供的脉冲计数器电路示意图。
图标：10-紫外线传感器；20-第一运算放大器电路；201-第一运算放大器；202-第一电阻；203-第二电阻；30-积分电路；301-第三电阻；302-第一电容；303-第二运算放大器；304-第四电阻；40-比较器电路；50-脉冲计数器电路；501-第一计数器；502-第二计数器；503-第三计数器；60-单片机；70-显示器。
具体实施方式
为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1所示，本申请提供一种电力设备异常放电检测电路，包括：紫外线传感器10、第一运算放大器电路20、积分电路30、比较器电路40、脉冲计数器电路50、单片机60以及显示器70，紫外线传感器10与第一运算放大器电路20的正向输入端连接，第一运算放大器电路20的输出端与积分电路30的输入端连接，积分电路30的输出端与比较器电路40的输入端连接，比较器电路40的输出端与脉冲计数器电路50的输入端连接，紫外线传感器10，用于接收电力设备异常放电所释放的紫外光，并将紫外光转换成脉冲电流信号传输给第一运算放大器电路20；
第一运算放大器电路20，用于接收紫外线传感器10传输的脉冲电流信号，将脉冲电流信号进行信号放大，并将放大后的脉冲电流信号传输给积分电路30；
积分电路30，用于接收第一运算放大器20传输的放大后的脉冲电流信号，将放大后的脉冲电流信号平缓化，并将平缓化后的脉冲电流信号传输给比较器电路40；
比较器电路40，用于接收积分电路30平缓化后的脉冲电流信号，通过设置的阈值筛选出有效的脉冲电流信号，并将有效的脉冲电流信号传输给脉冲计数器电路50；
脉冲计数器电路50，用于接收有效的脉冲电流信号，通过有效的脉冲电流信号进行计数，根据计数得到的数据得到紫外光脉冲的数量，利用紫外光脉冲的数量来表征电力设备异常放电的程度。
这里值得说明的是，脉冲计数器电路50在进行计数之后，可以对技术后的数量进行存储并导出来进行获得紫外光脉冲的数量，也可以通过其他形式来获得计数器计数的数量，其获得的形式不应限制本申请技术方案。
上述方案设计的电路，上述设计得到的电力设备异常放电检测电路，第一运算放大器电路将紫外传感器产生的脉冲电流信号强度增加，使得脉冲电流信号更加稳固，积分电路设置在第一运算放大器电路和比较器电路之间，使得脉冲电流信号平缓化，降低其他因素对脉冲电流信号的干扰，大大提高了检测精度，通过此电路测得的紫外光脉冲数量来表征电力设备异常放电的程度，使得对电力设备异常放电的检测更加准确、灵敏，并且不易受环境干扰，电路简单，效率高。
在本实施例的可选实施方式中，电路还包括：单片机60以及显示器70，单片机60分别与脉冲计数器50的输出端以及显示器70连接，用于控制显示器70显示脉冲计数器50传输的紫外光脉冲的数量。
在本实施例的可选实施方式中，紫外线传感器10包括型号为r2868日盲型紫外线传感器。
具体的，该传感器的通道工作波段采用太阳盲区uv-c中的185nm～260nm波段，该波段不受太阳辐射的干扰。其灵敏度达5000cps，具有高速、高精度和高灵敏度的优点，可有效检测电力设备异常放电所产生的紫外脉冲。
在本实施例的可选实施方式中，如图2所示，第一运算放大器电路20包括：第一运算放大器201、第一电阻202以及第二电阻203，第一运算放大器201的正向输入端与紫外线传感器10连接，第一运算放大器201的输出端分别与第一电阻202的第一端以及积分电路30的输入端连接，第一电阻202的第二端与第二电阻203的第一端连接，第二电阻203的第二端与接地端连接，同时第二电阻203的第一端还与所述运算放大器的反向输入端连接。
上述方案设计的电路，第一运算放大器电路20将紫外传感器10产生的脉冲电流信号强度增加，使得脉冲电流信号更加稳固。
可选的，第一运算放大器选用型号为lt1226高速运算放大器，其具体原理为：因为虚短，vin＝v-,因为虚断，可知反向输入端无电流流入，故流过电阻r1和r2的电流为
上述方案设计的电路，该型号的第一运算放大器转换速度高，具有高速、高宽带增益、低噪声的优点。
在本实施例的可选实施方式中，如图3所示，积分电路30包括：第三电阻301、第一电容302、第二运算放大器303以及第四电阻304，第一运算放大器303输出端与第三电阻301一端连接，第三电阻301另一端与第二运算放大器303正向输入端连接，第一电容302设置在第二运算放大器303的正向输入端与输出端之间，第四电阻304一端与第二运算放大器303的反向输入端连接，第四电阻304另一端与接地端连接，第二运算放大器303的输出端与比较器电路40连接。
上述方案设计的电路，由于紫外光脉冲频率较高，波形陡峭，捕捉困难，加入积分电路30使得脉冲电路信号变得比较平缓，易于进行采样及数据处理，另外，积分电路对于随机噪声信号有很好的抑制作用，同时能够提高紫外光脉冲的信噪比，可大大提高脉冲电路信号的测量精度。
在本实施例的可选实施方式中，比较器电路40包括独立输入和输出电源的4ns、150mhz的双通道lt1715型号比较器。
具体的，采用独立输入/输出电源的4ns、150mhz双通道lt1715型号比较器，再通过ttl门电路74ls08双输入四与门进行逻辑运算，可对经过处理的脉冲电流信号进行筛选，比较器设置上下两个限值，最后通过与门过滤掉环境中的干扰脉冲，并将结果以01的数字信号形式输出。
在本实施例的可选实施方式中，脉冲计数器电路50包括三个型号为sn74ls192计数器。
在本实施例的可选实施方式中，脉冲技术器电路50还用于，通过三个sn74ls192计数器三级级联的形式对所述脉冲电流信号进行技术。
在本实施例的可选实施方式中，如图4所示，三个型号为sn74ls192计数器包括：第一计数器501、第二计数器502以及第三计数器503，三个计数器的三个11号引脚相连接，三个计数器的14号引脚相连接，第一计数器501的12号引脚与第二计数器502的5号引脚连接，第一计数器501的13号引脚与第二计数器502的4号引脚连接，第二计数器502的12号引脚与第三计数器503的5号引脚连接，第二计数器502的13号引脚与第三计数器503的4号引脚连接，第一计数器501的5号引脚与比较器电路40的输出端连接，第三计数器503的12号引脚与13号引脚与单片机60连接。
具体的，在第10个脉冲上升沿到来时，tcu位置1，计数器进位到第二个计数器，第一个计数器清零，tcu位置0，逐次类推，可实现最多999个脉冲的计数，并将数据以二进制形式传输至单片机进行数据处理。
在本实施例的可选实施方式中，单片机60包括型号为c8051的单片机。
具体的，单片机60接收脉冲计数器电路50传输的二进制形式的数据，将二进制的数据转换成十进制的数据，并控制显示器70将得到的十进制数据进行显示，显示的数据表示紫外光脉冲数量，通过紫外光脉冲数量来表征电力设备异常放电的程度，使得对电力设备异常放电的检测更加准确、灵敏。
上述方案设计的电路，该型号的单片机具有高速、高精度以及低功耗的优点。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
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