一种电力电容器局部放电检测装置及检测方法_2

文档序号:9431051阅读:来源:国知局
过载指示电路原理图。
[0030]图6为本发明的两路并行过载指示电路的连接原理图。
[0031]图7为本发明的适调放大电路原理图。
[0032]图8为本发明的输出放大电路原理图。
[0033]图9为本发明的滤波单元原理示意图。
[0034]图10为本发明的一种电力电容器局部放电检测方法的检测流程图。
[0035]附图中,1-第一压电传感器,2-第二压电传感器,3-第三压电传感器,4-第四压电传感器,5-第五压电传感器,6-第六压电传感器,7-检测放大电路单元,8-滤波单元,9-模数转换单元,10-数据控制处理单元,11-电力电容器,12-高频同轴电缆,100-压电传感器单元,200-振膜片,201-第一压电晶体,202-第二压电晶体,203-电极,204-壳体,205-支撑螺杆,206-引出线。
【具体实施方式】
[0036]下面将结合本发明实例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于发明中的实施例,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例,都属于本发明保护的范围。
[0037]如图1所示,一种电力电容器局部放电检测装置,包括压电传感器单元100、检测放大电路单元7、滤波单元8、模数转换单元9和数据控制处理单元10,所述压电传感器单元100由若干压电传感器组成并紧贴在电力电容器外壁上拾取电力电容器局部的声脉冲放电信号,所述检测放大电路单元7将微弱的声脉冲电信号进行放大处理后,依次通过滤波单元8、模数转换单元9、数据控制处理单元10进行处理。在本发明中,如图2所示,所述检测放大电路单元(7)包括电荷转换电路、适调放大电路、输出放大电路、过载指示电路和稳压电源电路,所述电荷转换电路通过适调放大电路与输出放大电路连接,所述电荷转换电路还与过载指示电路连接,所述稳压电源电路分别与电荷转换电路、适调放大电路、输出放大电路连接。
[0038]在本发明实施例中,如图1所示,所述压电传感器单元100由六个压电传感器组成,并紧贴于被测电力电容器11外壳前壁的第一压电传感器I和紧贴于被测电力电容器11外壳后壁的第六压电传感器6,以及紧贴于被测电力电容器11外壳左壁的第三压电传感器3和第五压电传感器5,以及紧贴于被测电力电容器11外壳右壁的第二压电传感器2和第四压电传感器4。六片压电传感器通过导线与检测放大电路单元7相连,检测放大电路单元7通过高频同轴电缆12与滤波单元8相连,电力电容器局部放电产生的声信号由紧贴在电力电容器外壁上的六个压电传感器拾取,将其转化为电脉冲信号,经检测放大电路单元7、滤波单元8、模数转换单元9将电力电容器局部放电产生的声模拟信号转化为数字信号,利用数据控制处理单元10进行处理、分析、显示、协调与管理整个检测装置。从检测到的放电声信号中提取与局部放电特征量:波形、幅频特性、Φ-q-n三维谱图,根据这些特征判断电力电容器局部放电的位置。
[0039]在本发明中,如图3所示,所述压电传感器包括设置在壳体204腔内的振膜片200、第一压电晶体201、第二压电晶体202、电极203、支撑螺杆205和引出线206,所述振膜片200设置于壳体204腔内的底端,所述支撑螺杆205的一端设置在于壳体204腔内的顶端,振膜片200的中央设置有可移动的第一压电晶体201,所述支撑螺杆205的另一端和第一压电晶体201之间由上而下设置不可移动的第二压电晶体202和电极203,所述引出线206与电极203连接并穿过第二压电晶体202和支撑螺杆205的内部引出至壳体204的顶端。可移动的第一压电晶体201感受声压的振膜片200,所述支撑螺杆205为倒凸字型结构,当声波在振膜片200上引起震动时,使支撑螺杆205产生上下震动而产生位移,此时在第一压电晶体201上产生压电效应,引起压电晶体两端电荷量的改变,电荷汇聚在电极203上,从而将声信号转换成了高阻电荷信号Q,然后通过引出线206输出电信号至检测放大电路单元7,为了确定电力电容器不同模式局部放电所产生的声发射信号的频率特性,选用宽频带范围为0.03?1.5MHz的压电传感器。
[0040]在本发明实施例中,如图4所示,所述电荷放转换电路包括轨到轨FET输入放大器Al、电容Cl、电容C5、电容C4、电阻Rl、电阻R2和电阻R3,所述电容C5的一端与电容Cl的一端连接,所述电容C4与电阻R2并联连接后的一端分别与电容C5的另一端、电阻Rl的一端连接,所述电容C4与电阻R2并联连接后的另一端与轨到轨FET输入放大器的正极输入端连接,所述轨到轨FET输入放大器的输出端分别与电容Cl另一端、电阻Rl的另一端连接,所述轨到轨FET输入放大器的负极输入端与电阻R3的一端连接,所述电阻R3的另一端与地连接,其中,轨到轨FET输入放大器Al的正电源端V+还分别与电容C2和电容C3进行连接,实现正电源端的滤波,在FET输入放大器Al的负电源端V-还分别电容C6和电容C7连接,实现负电源端的滤波。在本发明实施例中,所述检测放大电路单元7将压电传感器单元100收集的微弱电信号进行放大处理,其中,所述检测放大电路单元7的频带范围为0.03?1.5MHz,增益为50dB ;压电传感器单元100输出的高阻电荷信号Q经电荷放转换电路变为低内阻电压信号,经轨到轨FET输入放大器Al进行放大输出,所述轨到轨FET输入放大器Al选用AD823芯片。在本发明中还通过稳压电源电路为电荷放转换电路、适调放大电路、输出放大电路、过载指示电路提供合适稳定的直流电源。为了减少微弱信号传输过程中干扰的影响,就地放大处理转换后的电信号要与前置放大单元7的信号进行平衡匹配,即为频带 0.03 ?1.5MHz,增益为 50dBo
[0041 ] 为了防止轨到轨FET输入放大器Al进入非线性工作范围,专门设计了的过载指示电路,用以监视电荷转换电路工作的状态。在本发明中,如图5所示,为第一过载指示电路原理图,选用单路过载指示电路进行监视非线性工作范围,所述第一过载指示电路包括第一比较放大器A2、第二比较放大器A3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、第一分压二极管D1、第二分压二极管D2和发光二极管D3,指不信号分别接入电阻R4的一端、电阻R5的一端和电阻R6的一端,所述第一比较放大器A2的正极输入端和第二比较放大器A3负极输入端连接后再与电阻R5的另一端连接,所述电阻R4的另一端与第一比较放大器A2的负极输入端连接,所述电阻R6的另一端与第二比较放大器A3的正极输入端连接,第一比较放大器A2的输出端与第一分压二极管Dl的阳极连接,第二比较放大器A3的输出端与第二分压二极管D2的阳极连接,所述第一分压二极管Dl的阴极与第二分压二极管D2的阴极连接后再与电阻R7的一端连接,所述电阻R7的另一端与发光二极管D3的阳极连接,所述发光二极管D3的阴极与地连接,本实施例中采用的器件型号为LM392的双限集成运算比较器作为过载指示器。
[0042]如图6所示,是本发明第一过载指示电路和第二过载指示电路的并行连接图,本发明中,采用的器件型号为LM392的双限集成运算比较器作为两路并行的过载指示器。所述第二路过载指示电路包括第三比较放大器A21、第四比较放大器A31、电阻R41、电阻R51、电阻R61、电阻R71、第三分压二极管D11、第四分压二极管D21和发光二极管D31,指示信号分别接入电阻R
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