专利名称：一种局部放电仿真校准装置的制作方法
技术领域：
本发明局部放电仿真校准装置，对局部放电测试仪进行仿真校准。
背景技术：
局部放电测试仪，简称局放仪，是测试电气设备绝缘状况不可或缺的仪器。传统的局放仪一般采用接线式，测量时需要将待测设备断电，给待测设备加压，然后测量待测设备局放情况；这种方式需要停止运行待测设备，不利于待测设备的连续工作；另外需要给待测设备加高压，会对待测设备的性能造成一定程度的损坏。新型局放仪一般采用电容耦合的方式来测量待测设备局放情况；这种方式测量时不需要将待测设备断电，不影响待测设备连续工作，同时不需要对待测设备加高压，能够实现对待测设备工作的无影响测量。因此，电容耦合式局放仪一经推出，就受到广泛关注和使用。经过实际的局放测试，人们发现对于不同的电气设备，在放电量相同的情况下，局放仪所测得结果可能会存在较大的差别；即使对于同一电气设备，不同局放仪也会测得不同的结果。因此，为了解决上述问题，人们采用局部放电校准系统对局放仪进行校准，以便能够准确测量电气设备的局部放电情况。然而，传统的局部放电校准器一直存在测量方式落后、功能单一、抗干扰能力差、人机界面不够友好等缺陷，在局放仪校准工作中表现出如下许多不足:I)由于传统局放仪采用接线式测量局部放电，所以传统的局部放电校准系统也必然采用接线式校准。接线式局放仪有很多弊病，最明显的是需要将正在运行的设备断电，力口压测量其局放情况，这不仅会打断设备连续运行状态，对生产造成影响，而且给设备加压还在一定程度上损坏了设备性能。2)传统的局部放电校准系统功能单一。不同的局部放电过程中产生的放电脉冲的波形特性差异往往比较大，具体表现为脉冲的重复频率、脉冲幅值等不同。这些波形特性上的差异对局部放电校准器的功能提出了多样化的要求，而传统的局部放电校准器通常只能模拟特定形式的放电脉冲，存在功能单一的缺点，例如脉冲幅值范围狭窄、脉冲重复频率可调范围小等，在实际的局部放电测量中无法满足多样化的校准工作。3)传统的局部放电校准器输出不够稳定。尤其表现在它的输出脉冲的频率和幅度变化比较大，而且容易受到环境中温度、湿度、大功率电器的干扰。所以测得的结果往往不够理想。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种电容耦合方式的局部放电仿真校准装置，通过产生已知频率和幅度的脉冲信号对局放仪进行校准，使用简单、校准精确。技术方案:为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:一种局部放电仿真校准装置，包括脉冲频率选择模块、脉冲信号发生模块、脉冲幅度调节模块、极板和电容耦合探头；所述脉冲频率选择模块，用于选择产生一定频率的脉冲信号发生器；所述脉冲信号发生模块，用于产生一定频率的脉冲信号；所述脉冲幅度调节模块，用于对脉冲信号发生模块产生的脉冲信号进行幅度调节;经过脉冲幅度调节模块进行幅度调节后的脉冲信号接入极板；所述极板与电容耦合探头适配；所述电容耦合探头，用于向局部放电测试仪输入校准信号。上述装置在使用时，首先根据需要通过脉冲频率选择模块从若干脉冲信号发生器中选择出频率符合要求的脉冲信号发生器，然后相应的脉冲信号发生器工作产生一定频率的脉冲信号；再根据需要确定需要的脉冲的幅度，通过脉冲幅度调节模块可以对脉冲信号发生器产生的脉冲信号进行幅度调节，这样脉冲幅度调节模块输出的即为频率和幅度已知的脉冲信号了，该脉冲信号接入极板作为局部放电测试仪的校准信号，通过电容耦合探头输出。上述装置采用电容耦合方式，简化了校准过程的难度、并且能够不影响待测设备的正常运行。本案采用了电容耦合的方式，这种方式是接触式测量而非传统的接线式测量，因此操作使用方便；并且电容耦合的方式减少了外接引线，提高了整个装置的抗干扰性，能够使得校准的精度进一步提高；另外，在本装置的外围还可以设置注入金属外壳屏蔽等措施，能够进一步提高装置的抗干扰性。具体的，所述脉冲信号发生模块包括施密特触发器A、施密特触发器B、电容、电阻和二极管；所述施密特触发器A首先利用二极管的单相导通性和电容的充放电配合电阻构成多谐振荡器，产生周期性振荡信号；然后产生的周期性振荡信号输入至施密特触发器B，利用施密特触发器B自身的整形特性，将输入的周期性振荡信号整形为方波脉冲信号。具体的，所述脉冲脉冲幅度调节模块包括基于三极管设计的开关电路和基于可调电位器设计的分压器；所述脉冲信号发生模块产生的脉冲信号作为开关信号源控制开关电路的开启和关闭，所述分压器用于控制开关电路输出脉冲的幅度。通过脉冲幅度调节模块，可以设计整个装置的幅度范围，比如设计幅度最高达70dB、最低达15dB等；当然，为了使用的方便，可以直接设置幅度的多档位，通过机械键等结构直面话选择需输出的幅度，比如在最高幅度70dB和最低幅度15dB之间设置若干档位等，比如9个档位。具体的，所述脉冲频率选择模块基于继电器设计，根据继电器的开关状态选择产生一定频率的脉冲信号发生器；以基于一个继电器设计的脉冲频率选择模块来说，在继电器常闭状态下，选择0.95kHz的脉冲信号发生模块工作，在继电器常开状态下，选择17.1kHz的脉冲信号发生模块工作。通过继电器能够实现多路脉冲信号发生模块的分别工作，减少脉冲信号发生模块之间的信号干扰。优选的，所述极板为铜质极板。具体的，还包括电源模块，所述电源模块为可充电的3200mAH、25.6V锂电池，提高输出脉冲幅度和频率的稳定性。有益效果:本发明提供的局部放电仿真校准装置，解决了传统的局部放电校准器一直存在的操作复杂、功能单一、输出不够稳定、抗干扰能力差等缺陷。
图1为本发明的原理图；图2为脉冲信号发生模块的电路示意图；图3为脉冲幅度调节模块的电路示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作更进一步的说明。如图1所示为一种局部放电仿真校准装置，包括脉冲频率选择模块、两个脉冲信号发生模块、脉冲幅度调节模块、铜质极板、电容耦合探头和电源模块；所述两个脉冲信号发生模块产生的脉冲频率分别为0.95kHz和17.1kHz ;所述电源模块为可充电的3200mAH、25.6V锂电池。所述脉冲频率选择模块，用于选择产生一定频率的脉冲信号发生器；所述脉冲频率选择模块基于一个继电器设计，根据继电器的开关状态选择产生一定频率的脉冲信号发生器，具体为:在继电器常闭状态下，选择0.95kHz的脉冲信号发生模块工作，在继电器常开状态下，选择17.1kHz的脉冲信号发生模块工作。通过继电器能够实现多路脉冲信号发生模块的分别工作，减少脉冲信号发生模块之间的信号干扰。所述脉冲信号发生模块，用于产生一定频率的脉冲信号；如图2所示，所述脉冲信号发生模块包括施密特触发器、电容、电阻和二极管，所述施密特触发器首先利用二极管的单相导通性和电容的充放电配合电阻构成多谐振荡器，再利用施密特触发器自身的整形特性，将多谐振荡器的输出信号整形为方波脉冲信号。图2所示的脉冲幅度调节模块的周期为T，根据多谐振荡器原理，T计算公式如下:T=In2* (R4+2R2) C2占空比q为:q= (R2+R4) / (R4+2R2)由上两式可知，通过调节图示中的电容C2、电阻R2和电阻&值，即可调节输出方波的频率，通过调节电阻R2和电阻R4值可以调节脉冲的占空比。所述脉冲幅度调节模块，用于对脉冲信号发生模块产生的脉冲信号进行幅度调节；如图3所示，所述脉冲脉冲幅度调节模块包括基于三极管设计的开关电路和基于可调电位器设计的分压器；所述脉冲信号发生模块产生的脉冲信号作为开关信号源控制开关电路的开启和关闭，所述分压器用于控制开关电路输出脉冲的幅度。本案中，设计幅度最高达70dB (理想脉冲输出)、最低达15dB，并在最高幅度70dB和最低幅度15dB之间设置9个档位，通过机械键结构进行档位选择；在设计时，采用了 Iiov的升压模块，将15V直流电转化为IlOV直流电输出脉冲，以提高脉冲幅度。经过脉冲幅度调节模块进行幅度调节后的脉冲信号接入极板，而极板与电容耦合探头适配，如图1所示，极板与电容耦合探头的极板之间构成耦合电容，这样极板就能够向电容稱合探头传输电压信号，所述电容稱合探头，用于向局部放电测试仪输入校准信号。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种局部放电仿真校准装置，其特征在于:包括脉冲频率选择模块、脉冲信号发生模块、脉冲幅度调节模块、极板和电容耦合探头； 所述脉冲频率选择模块，用于选择产生一定频率的脉冲信号发生器； 所述脉冲信号发生模块，用于产生一定频率的脉冲信号； 所述脉冲幅度调节模块，用于对脉冲信号发生模块产生的脉冲信号进行幅度调节； 经过脉冲幅度调节模块进行幅度调节后的脉冲信号接入极板； 所述极板与电容耦合探头适配； 所述电容耦合探头，用于向局部放电测试仪输入校准信号。
2.根据权利要求1所述的局部放电仿真校准装置，其特征在于:所述脉冲信号发生模块包括施密特触发器A、施密特触发器B、电容、电阻和二极管；所述施密特触发器A首先利用二极管的单相导通性和电容的充放电配合电阻构成多谐振荡器，产生周期性振荡信号；然后产生的周期性振荡信号输入至施密特触发器B，利用施密特触发器B自身的整形特性，将输入的周期性振荡信号整形为方波脉冲信号。
3.根据权利要求1所述的局部放电仿真校准装置，其特征在于:所述脉冲脉冲幅度调节模块包括基于三极管设计的开关电路和基于可调电位器设计的分压器；所述脉冲信号发生模块产生的脉冲信号作为开关信号源控制开关电路的开启和关闭，所述分压器用于控制开关电路输出脉冲的幅度。
4.根据权利要求1所述的局部放电仿真校准装置，其特征在于:所述脉冲频率选择模块基于继电器设计，根据继电器的开关状态选择产生一定频率的脉冲信号发生器。
5.根据权利要求1所述的局部放电仿真校准装置，其特征在于:所述极板为铜质极板。
6.根据权利要求1所述的局部放电仿真校准装置，其特征在于:还包括电源模块，所述电源模块为可充电的3200mAH、25.6V锂电池。
全文摘要
本发明公开了一种局部放电仿真校准装置，包括脉冲频率选择模块、脉冲信号发生模块、脉冲幅度调节模块、极板和电容耦合探头；所述脉冲频率选择模块，用于选择产生一定频率的脉冲信号发生器；所述脉冲信号发生模块，用于产生一定频率的脉冲信号；所述脉冲幅度调节模块，用于对脉冲信号发生模块产生的脉冲信号进行幅度调节；经过脉冲幅度调节模块进行幅度调节后的脉冲信号接入极板；所述极板与电容耦合探头适配；所述电容耦合探头，用于向局部放电测试仪输入校准信号。本发明提供的局部放电仿真校准装置，解决了传统的局部放电校准器一直存在的操作复杂、功能单一、输出不够稳定、抗干扰能力差等缺陷。
文档编号G01R31/12GK103176160SQ20131007690
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月11日 优先权日2013年3月11日
发明者吕鸿, 卢启付, 王宇, 王增彬, 胡兵, 李清俊, 赵培伟 申请人:广东电网公司电力科学研究院, 三泰电力技术(南京)股份有限公司