信号发生设备的制造方法

文档序号:10533259阅读:521来源:国知局
信号发生设备的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种信号发生设备,所述信号发生设备包括单片机,以及预设第一数目个电容和继电器;各个电容依次串联,各个电容串联后的串联支路的一端连接在第一继电器的常闭接点和常开接点之间,第一继电器的常闭接点的另一端连接电源正极,电源负极分别连接串联支路的另一端和局部放电设备的一端,局部放电设备的另一端连接第一继电器的常开接点的另一端,串联支路中最多有预设第二数目个电容分别与各个继电器中除第一继电器外的一个继电器的常开接点并联,单片机分别连接第一继电器的常闭接点和常开接点,以及各个分别与电容并联的继电器的常开接点。本发明为局部放电设备提供信号源,了解局部放电设备的频带特性,为实际的局放测试做好参考。
【专利说明】
信号发生设备
技术领域
[0001]本发明涉及局部放电检测技术领域,特别是涉及一种信号发生设备。
【背景技术】
[0002]局部放电试验具有较高的灵敏度。对于新设计和制造的高压电气设备,通过局部放电测量可以及时发现绝缘中的薄弱环节,防止设计与制造工艺上的差错及材料的使用不当,是鉴别产品绝缘或设备运行可靠性的一种重要方法,它能发现耐压试验无法发现的设备缺陷。局部放电测试是当前电力设备预防性试验的重要项目之一。
[0003]GIS(Gas Insulated Substat1n气体绝缘变电站)全称气体绝缘全封闭组合电器,是电力系统的重要设备,由于其密封性很高,GIS很少需要维护,但是由于GIS内部场强很高,一旦发生故障必将引起局部以致全部地区停电,甚至可能造成人员伤亡,到目前为止,国内已发生多起由于GIS绝缘故障引起的GIS变电站事故。导致GIS设备故障的主要原因是其绝缘性能的劣化,当这种性能劣化没有贯穿绝缘介质时,常规的预防性试验手段难以发现缺陷所在,而此时设备绝缘介质中常常有局部放电产生。
[0004]现有GIS局部放电检测方法有声测法、化学法、脉冲电流法及特高频法。特高频法因具有抗干扰能力强、灵敏度高、实时性好且能进行故障定位的优点,已成为目前GIS局部放电检测技术中的主要方法。GIS特高频局部放电测试的频率范围约在300M-3GHZ之间,由于GIS内部结构复杂,而其内部局部放电时一般会覆盖全频带,但是当全频带的局部放电以电磁波的形式在GIS内部传输后,某些频带的放电会消失(可能传输衰减,可能被GIS内部结构阻碍而衰减),在生产实际中,用示波器或其他局放测试仪接收到GIS的输出频带,根据接收到的频带分析判断GIS是否发生局部放电,得到的结果可能是错误的,因此无法准确判断GIS是否出现绝缘性能的劣化,不能有效预防由于GIS绝缘故障引起的GIS变电站事故。

【发明内容】

[0005]基于上述情况,本发明提出了一种信号发生设备,为局部放电设备提供信号源,了解局部放电设备的频带特性,为实际的局放测试做好参考。
[0006]为了实现上述目的,本发明技术方案的实施例为:
[0007]—种信号发生设备,包括单片机,以及预设第一数目个电容和继电器;
[0008]各个所述电容依次串联,各个所述电容串联后的串联支路的一端连接在各个所述继电器中的第一继电器的常闭接点和常开接点之间,所述第一继电器的常闭接点的另一端连接电源正极,所述电源负极分别连接所述串联支路的另一端和局部放电设备的一端,所述局部放电设备的另一端连接所述第一继电器的常开接点的另一端,所述串联支路中最多有预设第二数目个电容分别与各个所述继电器中除所述第一继电器外的一个继电器的常开接点并联,所述单片机分别连接所述第一继电器的常闭接点和常开接点,以及各个分别与电容并联的继电器的常开接点,所述预设第二数目为所述预设第一数目减去I后的差值。
[0009]与现有技术相比,本发明的有益效果为:本发明信号发生设备,采用的是多级电容串联,其中至少留一级电容长期接入电路,而其余电容均与继电器的常开接点并联,以单片机控制继电器的常开接点来选择接入电路的电容数量,从而实现局部放电设备的测试频率覆盖,可以为研究某一段局部放电设备内部局放特有的通过频率提供信号源,了解局部放电设备的频带特性(例如哪些频带衰减,哪些频带消失等),为实际的局放测试做好参考;同时该信号发生设备电路结构简单,将单片机作为主要控制单元,价格便宜,小巧轻便,具备较好的实用性。
【附图说明】
[0010]图1为一个实施例中信号发生设备电路示意图一;
[0011]图2为一个实施例中信号发生设备电路示意图二;
[0012]图3为一个实施例中充放电过程的示意图;
[0013]图4为一个基于图1所示信号发生设备一个具体示例中信号发生设备电路示意图 ,
[0014]图5为一个基于图2所示信号发生设备一个具体示例中信号发生设备电路示意图-* *
[0015]图6为一个实施例中用示波器在测试口接收局部放电信号的示意图。
【具体实施方式】
[0016]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步的详细说明。应当理解,此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本发明,并不限定本发明的保护范围。
[0017]—个实施例中信号发生设备,如图1、2所示,包括单片机,以及预设第一数目个电容和继电器;
[0018]各个所述电容依次串联,各个所述电容串联后的串联支路的一端连接在各个所述继电器中的第一继电器的常闭接点和常开接点之间,所述第一继电器的常闭接点的另一端连接电源正极,所述电源负极分别连接所述串联支路的另一端和局部放电设备的一端,所述局部放电设备的另一端连接所述第一继电器的常开接点的另一端,所述串联支路中最多有预设第二数目个电容分别与各个所述继电器中除所述第一继电器外的一个继电器的常开接点并联,所述单片机分别连接所述第一继电器的常闭接点和常开接点,以及各个分别与电容并联的继电器的常开接点,所述预设第二数目为所述预设第一数目减去I后的差值。
[0019]上述电容和继电器的数目根据实际需要设置,单片机通过不同的输入输出口连接各个继电器,可以分别控制第一继电器常开接点和常闭接点,以及与电容并联的继电器的常开接点的通断。
[0020]从以上描述可知,本发明采用多级电容串联,其中至少留一级电容长期接入电路,而其余电容均与继电器的常开接点并联,以单片机控制继电器的常开接点来选择接入电路的电容数量,可以为研究某一段局部放电设备内部局放特有的通过频率提供信号源,了解局部放电设备的频带特性,为实际的局放测试做好参考;同时该信号发生设备电路结构简单,将单片机作为主要控制单元,价格便宜,小巧轻便,具备较好的实用性。
[0021]此外,在一个具体示例中,所述信号发生设备还包括设置在所述第一继电器的常闭接点与所述串联支路之间连接线上的电阻,所述电阻的一端连接所述第一继电器的常闭接点的一端,所述电阻的另一端分别连接所述串联支路的一端和所述第一继电器的常开接点的一端。
[0022]所述电阻对各个电容的串联支路起保护作用,避免电源接通瞬间电流过大损坏电容。
[0023]此外,在一个具体示例中,所述单片机通过输出预设高电平或预设低电平控制所述第一继电器的常闭接点和常开接点,以及各个分别与电容并联的继电器的常开接点的通断。
[0024]此外,在一个具体示例中,当所述单片机输出预设低电平到所述第一继电器时,所述第一继电器的常闭接点闭合,所述第一继电器的常开接点断开;当所述单片机输出预设高电平到所述第一继电器时,所述第一继电器的常闭接点断开,所述第一继电器的常开接点闭合。
[0025]此外,在一个具体示例中,当所述单片机输出预设低电平到各个分别与电容并联的继电器的常开接点对应的继电器中的任意一个继电器时,接收到所述预设低电平的继电器的常开接点断开;当所述单片机输出预设高电平到各个分别与电容并联的继电器的常开接点对应的继电器中的任意一个继电器时,接收到所述预设低电平的继电器的常开接点闭入口 ο
[0026]当第一继电器的常闭接点闭合,第一继电器的常开接点断开,以及各个分别与电容并联的继电器的常开接点断开时,电源给电容充电,电容与局部放电设备断开;当第一继电器的常闭接点断开,第一继电器的常开接点闭合,以及各个分别与电容并联的继电器的常开接点中若干个常开接点闭合时,电源与电容断开,接入电路的电容对局部放电设备放电,其放电时间常数为接入电路的总电容与局部放电设备波阻抗的乘积。可以根据实际频谱分析的实验确定电容值和接入电路的电容数量,即调整上述放电时间常数,进一步设置相应的电容值和接入电路的电容数量,实现局部放电设备测试频率的全频覆盖。如图3所示,每一次充放电都可看成是一次局部放电,通过放电时间常数的调节可以实现放电的特高频频率覆盖。
[0027]此外,在一个具体示例中,所述第一继电器为含有一组常开接点和一组常闭接点的线圈电压为3伏特的继电器,符合实际应用需要。
[0028]此外,在一个具体示例中,各个分别与电容并联的继电器的常开接点对应的继电器为含有一组常开接点的线圈电压为3伏特的继电器。在采用多级电容串联时,实现至少留一级电容长期接入电路,其余电容均与继电器的常开接点并联,以单片机控制继电器的常开接点来选择接入电路的电容数量,从而实现局部放电设备的测试频率覆盖。
[0029]此外,在一个具体示例中,所述局部放电设备为GIS设备。
[0030]由于GIS内部结构复杂,而其内部局部放电时一般会覆盖全频带,但是当全频带的局部放电以电磁波的形式在GIS内部传输后,某些频带的放电会消失(可能传输衰减,可能被GIS内部结构阻碍而衰减),所以在我们用示波器或其他局放测试仪所接收到得局部放电量仅在某一频带内有信号。在生产实际中,由于不同的GIS其结构不同,接收到得局部放电的频带也不同,所以给局部放电诊断造成影响,导致有时无法准确做出结论。本申请提供一款专门用于GIS局放频谱研究的信号发生设备,可以用该信号发生设备来研究某一 GIS设备内部局放特有的通过频率,了解GIS设备的频带特性(例如哪些频带衰减,哪些频带消失等),为实际的局放测试做好参考。
[0031]此外,在一个具体示例中,所述电源为100伏特的直流电源,更适合实际应用。
[0032]此外,在一个具体示例中,所述电阻为充电电阻,起充电及保护作用。
[0033]为了更好地理解上述系统,以下详细阐述一个本发明信号发生设备的应用实例。
[0034]如图4、5所示,所述信号发生设备包括单片机,充电电阻R1,电容C1、C2、C3和C4,继电器 J1、J2、J3 和 J4;
[0035]电容Cl、C2、C3和C4依次串联,各个所述电容串联后的串联支路的一端分别连接充电电阻Rl的一端和继电器Jl的常开接点的一端,继电器Jl的常闭接点的一端连接10V直流电源DC的正极,继电器Jl的常闭接点的另一端连接充电电阻Rl的另一端,100V直流电源DC的负极分别连接上述串联支路的另一端和GIS设备的一端,GIS设备的另一端连接继电器Jl的常开接点的另一端,电容CI与继电器J2的常开接点并联,电容C2与继电器J3的常开接点并联,电容C3与继电器J4的常开接点并联,上述单片机分别连接继电器JI的常闭接点,继电器J1、J2、J3和J4的常开接点;
[0036]继电器Jl为含有一组常开接点和一组常闭接点的线圈电压为3伏特的继电器,继电器J2、J3和J4为含有一组常开接点的线圈电压为3伏特的继电器;
[0037]继电器的线圈由单片机的输出的高低电平来控制继电器的常开接点、常闭接点的通断,单片机通过不同的输入输出口连接继电器J1、J2、J3和J4,可以分别控制继电器Jl常开接点和常闭接点,以及继电器J2、J3和J4常开接点的通断;
[0038]通过单片机的编程使与Jl继电器线圈相连的输入输出口输出一定频率的方波,该频率根据现场实际情况设置为I?1000HZ,作为局部放电的同步电压,为局放的判断提供参考;
[0039]当单片机输出预设低电平到继电器Jl时,继电器Jl的常闭接点闭合,继电器Jl的常开接点断开;当单片机输出预设高电平到继电器Jl时,继电器Jl的常闭接点断开,继电器Jl的常开接点闭合;
[0040]当单片机输出预设低电平到继电器J2时,继电器J2的常开接点断开;当单片机输出预设高电平到继电器J2时,继电器J2的常开接点闭合;单片机的输出高低电平来控制继电器J3和J4的常开接点的通断过程如上所述,在此不再赘述;
[0041 ]当继电器JI的常闭接点闭合,继电器J1、J2、J3和J4的常开接点断开时,直流电源DC给电容C1、C2、C3和C4充电,电容C1、C2、C3和C4均与GIS设备断开;当继电器Jl的常闭接点断开,继电器Jl的常开接点闭合,继电器J2、J3和J4的常开接点中若干个常开接点闭合时,直流电源DC与电容Cl、C2、C3和C4断开,接入电路的电容对GIS设备放电,其放电时间常数为接入电路的总电容与GIS设备波阻抗的乘积,可以根据实际频谱分析的实验确定电容值和接入电路的电容数量,即考虑到GIS设备测试频率的全频覆盖,调整上述放电时间常数,进一步设置相应的电容值和接入电路的电容数量,实现测试频率的全频覆盖;
[0042]通过单片机的频率设定可以实现在同步电压为1-300HZ周期内的充放电过程,如图3所示,每一次充放电都可看成是一次局部放电。通过放电时间常数的调节可以实现放电的特高频频率覆盖。
[0043]当接入电路的电容对GIS设备放电时,如图6所示,此时可以用示波器在测试口接收到局部放电信号。
[0044]从以上描述可知,本实施例采用的是多级电容串联,其中至少留一级电容长期接入电路,而其余电容均与继电器的常开接点并联,以单片机控制继电器的常开接点来选择接入电路的电容数量,从而实现GIS设备的测试频率覆盖,可以为研究某一段局部放电设备内部局放特有的通过频率提供信号源,了解局部放电设备的频带特性(例如哪些频带衰减,哪些频带消失等),为实际的局放测试做好参考;同时该信号发生设备电路结构简单,将单片机作为主要控制单元,价格便宜,小巧轻便,具备较好的实用性。
[0045]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
[0046]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种信号发生设备,其特征在于,包括单片机,以及预设第一数目个电容和继电器; 各个所述电容依次串联,各个所述电容串联后的串联支路的一端连接在各个所述继电器中的第一继电器的常闭接点和常开接点之间,所述第一继电器的常闭接点的另一端连接电源正极,所述电源负极分别连接所述串联支路的另一端和局部放电设备的一端,所述局部放电设备的另一端连接所述第一继电器的常开接点的另一端,所述串联支路中最多有预设第二数目个电容分别与各个所述继电器中除所述第一继电器外的一个继电器的常开接点并联,所述单片机分别连接所述第一继电器的常闭接点和常开接点,以及各个分别与电容并联的继电器的常开接点,所述预设第二数目为所述预设第一数目减去I后的差值。2.根据权利要求1所述的信号发生设备,其特征在于,还包括设置在所述第一继电器的常闭接点与所述串联支路之间连接线上的电阻,所述电阻的一端连接所述第一继电器的常闭接点的一端,所述电阻的另一端分别连接所述串联支路的一端和所述第一继电器的常开接点的一端。3.根据权利要求1或2所述的信号发生设备,其特征在于,所述单片机通过输出预设高电平或预设低电平控制所述第一继电器的常闭接点和常开接点,以及各个分别与电容并联的继电器的常开接点的通断。4.根据权利要求3所述的信号发生设备,其特征在于,当所述单片机输出预设低电平到所述第一继电器时,所述第一继电器的常闭接点闭合,所述第一继电器的常开接点断开;当所述单片机输出预设高电平到所述第一继电器时,所述第一继电器的常闭接点断开,所述第一继电器的常开接点闭合。5.根据权利要求3所述的信号发生设备,其特征在于,当所述单片机输出预设低电平到各个分别与电容并联的继电器的常开接点对应的继电器中的任意一个继电器时,接收到所述预设低电平的继电器的常开接点断开;当所述单片机输出预设高电平到各个分别与电容并联的继电器的常开接点对应的继电器中的任意一个继电器时,接收到所述预设低电平的继电器的常开接点闭合。6.根据权利要求1所述的信号发生设备,其特征在于,所述第一继电器为含有一组常开接点和一组常闭接点的线圈电压为3伏特的继电器。7.根据权利要求1所述的信号发生设备,其特征在于,各个分别与电容并联的继电器的常开接点对应的继电器为含有一组常开接点的线圈电压为3伏特的继电器。8.根据权利要求1所述的信号发生设备,其特征在于,所述局部放电设备为GIS设备。9.根据权利要求1所述的信号发生设备,其特征在于,所述电源为100伏特的直流电源。10.根据权利要求2所述的信号发生设备,其特征在于,所述电阻为充电电阻。
【文档编号】G01R31/12GK105891690SQ201610265399
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】唐琪, 李国伟, 李慧, 单晟毅, 姜沛东, 李新, 曾庆辉, 刘少辉
【申请人】广东电网有限责任公司佛山供电局
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