专利名称：基于fpga的光纤控制雷电冲击电压截波延时触发装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种雷电冲击电压截波的延时触发控制装置，特别是涉及一种基于FPGA的光纤控制雷电冲击电压截波延时触发装置，可广泛用于各种电压等级的雷电冲击电压发生器的截波设备中。
背景技术：
中国经济的高速发展推动中国电力的发展，同时也扩大了中国电力的需求。为适应电力的发展和国家节能减排的要求，中国电网电力输送电压的等级需要逐步提高，目前电压等级已由高压向超高压再向特高压发展。随着国家电网电压等级的提高，电网完全也应提高到一个新的高度，因此检测高压电网及高电压设备运行正常的措施及包括雷电冲击电压截波发生器在内的检测试验设备的要求就更高。
根据IEC标准的要求，电网上运行的高电压产品都要进行高压试验，主要包括交、直流耐压试验、冲击电压试验、雷电冲击电压截波试验及局部放电试验等等。雷电冲击电压截波发生器主要研究被试品经受各种雷电过电压时的绝缘性能。目前国内的截波延时触发控制装置主要通过电缆传递电气信号，延时时间由数字电路芯片搭建而成的系统进行控制，容易受干扰而导致设备自截、自放或者延时不稳定；由于电路分布参数影响、元件参数误差等导致截波延时触发控制装置稳定性差，固有延时大(一般> l.OyS)且不稳定；同时，截波延时触发控制装置容易受冲击系统回路脉冲影响导致损坏；测试及检修不便。
发明内容
为改进以上现有技术的不足，本发明提供一种基于FPGA的光纤控制雷电冲击电压截波延时触发装置，该触发装置具有良好的雷电冲击电压性能。本发明的目的通过以下技术方案来实现基于FPGA的光纤控制雷电冲击电压截波延时触发装置，该触发装置包括处理器模块，用于接收光纤检测脉冲信号或者强制触发信号，并根据控制系统所设定的延时时间输出触发脉冲信号；光电耦合模块，与所述处理器模块连接，用于接收控制系统设定的延时时间；通讯控制模块，与所述处理器模块连接，用于实现处理器模块和光纤信号之间的通信。进一步，所述通讯控制模块包括与处理器模块连接的光纤信号接收器和光纤信号发送器。进一步，所述光纤信号接收器通过光纤接收本体放电信号光纤输入。进一步，所述光纤信号发送器通过光纤与截波触发脉冲点火装置连接。进一步，所述处理器模块包括定时模块、参考时钟模块、计时模块、强制触发模块和复位信号模块。
进一步，所述处理器模块为FPGA模块。本发明的优点在于本发明延时触发装置在硬件和软件方面高度集成，降低了成本和复杂性，提高了抗干扰性、可靠性和延时精度，性价比高，可广泛用于各种电压等级的雷电冲击电压发生器的截波装置中。
图I为本发明实施例基于FPGA的光纤控制雷电冲击电压截波延时触发装置的硬件结构示意图；图2为本发明实施例的FPGA模块的软件结构示意图。
具体实施方式
如图I所示为本发明实施例的硬件结构示意图，基于FPGA的光纤控制雷电冲击电压截波延时触发装置包括处理器模块，用于接收光纤检测脉冲信号或者强制触发信号，并根据控制系统所设定的延时时间输出触发脉冲信号；光电耦合模块，与所述处理器模块连接，用于接收控制系统设定的延时时间；通讯控制模块，与所述处理器模块连接，用于实现处理器模块和光纤信号之间的通信。所述通讯控制模块包括与处理器模块连接的光纤信号接收器和光纤信号发送器。所述光纤信号接收器通过光纤接收本体放电信号光纤输入。所述光纤信号发送器通过光纤与截波触发脉冲点火装置连接。在本发明的实施例中，截波延时时间可以通过控制系统设定，由PLC数字量模块以842IBCD码格式输出，通过光电耦合器实现与FPGA模块电气连接的隔离。本体放电检测信号通过光纤输入给光纤信号接收器，转化成电信号输入FPGA模块。FPGA模块通过计时比较，输出设定的延时信号给光纤信号发送器，转化成光信号通过光纤传递给截波触发脉冲点火装置。截波触发脉冲点火装置点火，从而产生需要的雷电截波。其中强制触发信号可以人为施加检测信号输入给FPGA模块，输出设定的延时信号。在本发明的一个实施例中，FPGA模块还可包括定时模块、参考时钟模块、计时模块、强制触发模块和复位信号模块。定时模块根据光电稱合器输出的8421BCD码完成延时时间的定时。参考时钟模块通过PLL锁相环完成时钟信号的倍频，为其他模块提供IOnS的高精度时间基准。计时模块通过和定时模块设定的定时时间比较输出触发脉冲信号。强制触发模块通过接收人为施加的检测信号启动计时模块。复位信号模块完成FPGA模块的复位。本发明软件方面通过将各种功能模块集成于FPGA芯片中实现高精度的时间基准以及延时输出；同时硬件方面采用光纤信号隔离与光耦信号隔离的双隔离，避免了回路电气参数的影响。本发明提出的一种基于FPGA的光纤控制雷电冲击电压截波延时触发装置在硬件和软件方面高度集成，降低了成本和复杂性，提高了抗干扰性、可靠性和延时精度，性价比高，其延时可调可控，可广泛用于各种电压等级的雷电冲击电压发生器的截波设备中。应当理解，以上借助优选实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本发明说明书的基础上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范 围。
权利要求
1.基于FPGA的光纤控制雷电冲击电压截波延时触发装置，其特征在于，该触发装置包括 处理器模块，用于接收光纤检测脉冲信号或者强制触发信号，并根据控制系统所设定的延时时间输出触发脉冲信号； 光电耦合模块，与所述处理器模块连接，用于接收控制系统设定的延时时间； 通讯控制模块，与所述处理器模块连接，用于实现处理器模块和光纤信号之间的通信。
2.根据权利要求I所述的基于FPGA的光纤控制雷电冲击电压截波延时触发装置，其特征在于，所述通讯控制模块包括与处理器模块连接的光纤信号接收器和光纤信号发送器。
3.根据权利要求2所述的基于FPGA的光纤控制雷电冲击电压截波延时触发装置，其特征在于，所述光纤信号接收器通过光纤接收本体放电信号光纤输入。
4.根据权利要求2所述的基于FPGA的光纤控制雷电冲击电压截波延时触发装置，其特征在于，所述光纤信号发送器通过光纤与截波触发脉冲点火装置连接。
5.根据权利要求I所述的基于FPGA的光纤控制雷电冲击电压截波延时触发装置，其特征在于，所述处理器模块包括定时模块、参考时钟模块、计时模块、强制触发模块和复位信号模块。
6.根据权利要求5所述的基于FPGA的光纤控制雷电冲击电压截波延时触发装置，其特征在于，所述处理器模块为FPGA模块。
全文摘要
本发明涉及基于FPGA的光纤控制雷电冲击电压截波延时触发装置，该触发装置包括处理器模块，用于接收光纤检测脉冲信号或者强制触发信号，并根据控制系统所设定的延时时间输出触发脉冲信号；光电耦合模块，与所述处理器模块连接，用于接收控制系统设定的延时时间；通讯控制模块，与所述处理器模块连接，用于实现处理器模块和光纤信号之间的通信。本发明延时触发装置在硬件和软件方面高度集成，降低了成本和复杂性，提高了抗干扰性、可靠性和延时精度，性价比高，可广泛用于各种电压等级的雷电冲击电压发生器的截波设备中。
文档编号G01R1/28GK102901916SQ20121039165
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月16日 优先权日2012年10月16日
发明者丁建东, 焦士猛, 赵美京, 艾晓宇, 李军科, 冯敬华 申请人:北京华天机电研究所有限公司