一种超声波局部放电模拟装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种超声波局部放电模拟装置，通过辅助电源将外接220V交流电转换成直流电压分别为主控制器、高压放电枪以及超声波发生器供电，通过模式转换模块控制主控制器为高压放电枪发送高压放电枪启动信号，控制高压放电枪进行放电，通过与超声波测试仪联合测试，能直接客观的揭示局部放电发生时，向周围空间发射超声波的现象，或通过模式转换模块控制主控制器为超声波发生器发送超声波发生器启动信号，控制超声波发生器产生超声波，使得受训人员可以通过该装置进行测量操作，理解局部放电超声波产生机理，掌握超声波局部放电测试仪使用技巧，解决了现有技术对系统运行用电力设备实物进行测量操作时不方便、且存在一定的安全隐患的问题。
【专利说明】一种超声波局部放电模拟装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及模拟测量领域，尤其涉及一种超声波局部放电模拟装置。
【背景技术】
[0002]局部放电是指当外加电压在电气设备中产生的场强足以使绝缘部分区域发生放电，但在放电区域未形成固定放电通道的放电现象。当电气设备绝缘发生局部放电时会影响绝缘的寿命，若存在长期局部放电的作用，会引起多种形式的物理效应和化学反应，如带电质点撞击气泡外壁，就可能打断绝缘的化学键而发生裂解，破坏绝缘的分子结构，加速损坏过程，并最终导致整个电气设备绝缘的击穿，酿成安全事故。
[0003]因此，局部放电检测技术的发展成了必然的趋势，近年来局部放电的超声波检测得到了快速发展。局部放电发生时，在电场力的作用或压力的作用下，气泡会发生膨胀和收缩，这个过程将会引起局部体积变化。这种体积的变化，会在外部产生疏密波，即产生超声波，进而可以通过对超声波的测量，检测电力设备局部放电水平，从而有效地发现设备存在的安全隐患。
[0004]而基于此测量原理的超声波局部放电测试仪是一种新型测量仪器，检修人员在测量过程中需要熟练掌握该测量仪的使用技巧。为了使检修人员能够熟练掌握该超声波局部放电测试仪的使用技巧，需要对检修人员进行相应的培训，且培训的方法主要是让检修人员对系统运行用电力设备实物进行测量操作。
[0005]然而，系统运行用电力设备实物体型、重量较大，安装于变电站内，且为了再现电力设备局部放电现象，需要对被测对象施加高压，进而导致在培训过程中，对系统运行用电力设备实物进行测量操作时，不方便、且存在一定的安全隐患。
实用新型内容
[0006]有鉴于此，本实用新型提供一种超声波局部放电模拟装置，以解决现有技术在培训过程中，对系统运行用电力设备实物进行测量操作时，不方便、且存在一定的安全隐患的问题。
[0007]为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下:
[0008]一种超声波局部放电模拟装置，包括:供超声波局部放电测试仪测试使用的测试面板，辅助电源，与所述辅助电源相连的主控制器，与所述主控制器相连接的模式转换模块，与所述辅助电源以及主控制器分别相连的超声波发生器，与所述辅助电源以及主控制器分别相连的高压放电枪，其中，
[0009]所述辅助电源将外接220V交流电转换成直流电压，分别为所述主控制器、所述超声波发生器以及所述高压放电枪提供电源；
[0010]所述模式转换模块包括第一模式状态以及第二模式状态；
[0011]当所述模式转换模块处于所述第一模式状态时，所述模式转换模块发送第一控制指令到所述控制器；所述控制器根据所述第一控制指令，发送高压放电枪启动信号到所述高压放电枪；所述高压放电枪根据所述高压放电枪启动信号产生连续放电；
[0012]当所述模式转换模块处于所述第二模式状态时，所述模式转换模块发送第二控制指令到所述控制器；所述控制器根据所述第二控制指令，发送超声波发生器启动信号到所述超声波发生器；所述超声波发生器根据所述超声波发生器启动信号产生超声波；
[0013]所述测试面板设置于所述超声波发生器所产生的超声波范围内。
[0014]优选的，所述模式转换模块还包括第三模式状态，
[0015]当所述模式转换模块处于所述第三模式状态时，不发送任何指令。
[0016]优选的，所述超声波发生器启动信号包括第一信号以及第二信号，
[0017]所述超声波发生器包括:与所述主控制器相连接的推挽驱动电路，一端与主控制器相连接，另一端与推挽驱动电路相连接的继电器，以及与继电器相连接的压电陶瓷振子，
[0018]所述推挽驱动电路接收所述主控制器发送的第一信号，并对所述第一信号进行功率放大,产生激励信号；
[0019]所述继电器接收所述推挽驱动电路发送的激励信号，并判断是否接收到所述主控制器发送的第二信号，当是时，发送所述激励信号到所述压电陶瓷振子；
[0020]所述压电陶瓷振子根据接收到的所述继电器发送的激励信号，产生向空气传播的超声波。
[0021]优选的，还包括:与所述辅助电源相连接的电源开关。
[0022]优选的，所述辅助电源将外接220V交流电转换成+30V直流电压，为所述超声波发生器提供电源。
[0023]优选的，所述辅助电源将外接220V交流电转换成+5V直流电压，为所述主控制器提供电源。
[0024]优选的，所述辅助电源将外接220V交流电转换成+3.3V直流电压，为所述高压放电枪提供电源。
[0025]优选的，所述第一信号的频率为40kHz。
[0026]优选的，所述超声波发生器产生的超声波的频率为40kHz。
[0027]优选的，所述测试面板为铝制金属板。
[0028]本实用新型提供的超声波局部放电模拟装置，通过辅助电源将外接220V交流电转换成直流电压，并分别为主控制器、高压放电枪以及超声波发生器提供电源，通过模式转换模块控制主控制器为高压放电枪发送高压放电枪启动信号，控制高压放电枪产生连续放电，通过与超声波测试仪联合测试，能直接客观的揭示局部放电发生时，向周围空间发射超声波的现象，或通过模式转换模块控制主控制器为超声波发生器发送超声波发生器启动信号，控制超声波发生器产生超声波，使得在培训过程中，受训人员可以通过该装置进行测量操作，理解局部放电超声波产生机理，掌握超声波局部放电测试仪的使用技巧，解决了现有技术在培训过程中，对系统运行用电力设备实物进行测量操作时，不方便、且存在一定的安全隐患的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]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，下面将对实施例或现有技术描述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中记载的一些实施例，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。
[0030]图1为本实用新型实施例提供的一种超声波局部放电模拟装置的结构示意图；
[0031]图2为本实用新型实施例提供的一种超声波局部放电模拟装置的详细结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0033]实施例:
[0034]图1为本实用新型实施例提供的一种超声波局部放电模拟装置的结构示意图。
[0035]如图1所示，该模拟装置包括:供超声波局部放电测试仪测量使用的测试面板1，辅助电源2，与辅助电源2相连的主控制器3，与主控制器3相连接的模式转换模块4，与辅助电源2以及主控制器3分别相连的超声波发生器5，与辅助电源2以及主控制器3分别相连的高压放电枪6。
[0036]测试面板I主要是供超声波局部放电测试仪测量使用，且测试面板I为铝制金属板。
[0037]辅助电源2将外接220V交流电转换成直流电压，分别为主控制器3、超声波发生器5以及高压放电枪6提供电源。
[0038]在本申请实施例中，优选的，辅助电源将外接220V交流电分别转换成+30V、+5V、+3.3V直流电压，分别为超声波发生器、主控制器以及高压放电枪提供电源。
[0039]在本申请实施例中，模式转换模块4包括两个状态，分别为第一模式状态以及第二模式状态。
[0040]当模式转换模块4处于第一模式状态时，模式转换模块4发送第一控制指令到控制器3 ;控制器3根据接收到的第一控制指令，发送高压放电枪启动信号到高压放电枪6 ;高压放电枪6根据接收到的高压放电枪启动信号产生连续放电。
[0041]高压放电枪6由自激振荡电路及高压发生器电路组成，+3.3V直流电压输入自激振荡电路，产生20kHz的振荡信号，经过高压发生器电路产生2kV左右的脉冲信号，高压击穿空气介质，产生电弧，产生真实的放电现象。
[0042]当高压放电枪6产生高压放电时，受训人员在测试面板I处通过超声波局部放电测试仪检测到局部放电，能直观理解局部放电发生时，向周围空间辐射超声波的现象。通过对模拟装置的测量，能直观理解局部放电超声波产生机理，掌握超声波局部放电测试仪的使用技巧。
[0043]当模式转换模块4处于第二模式状态时，模式转换模块4发送第二控制指令到控制器3 ;控制器根据接收到的第二控制指令，发送超声波发生器启动信号到超声波发生器5 ;超声波发生器5根据接收到的超声波发生器启动信号产生超声波。
[0044]在本申请实施例中，优选的，控制器发送给超声波发生器的超声波发生器启动信号的频率为40kHz，超声波发生器产生的超声波频率为40kHz，使得当模式转换模块处于第二模式状态时，控制器可以控制超声波发生器向周围空间发射某一固定频率(40kHz)的超声波，进而使得受训学员设定超声波局部放电测试仪的检测中心频率，排除周围空间非局部放电声波(机械振动等)的干扰，从而快速筛选并确定真实的局部放电信号。
[0045]测试面板I设置于超声波发生器5所发射的超声波范围内。
[0046]图2为本实用新型实施例提供的一种超声波局部放电模拟装置的详细结构示意图。
[0047]如图2所示，该模拟装置包括:供超声波局部放电测试仪测量使用的测试面板1，辅助电源2，与辅助电源2相连的主控制器3，与主控制器3相连接的模式转换模块4，与辅助电源2以及主控制器3分别相连的超声波发生器5，与辅助电源2以及主控制器3分别相连的高压放电枪6，且超声波发生器5包括:推挽驱动电路51、继电器52以及压电陶瓷振子53。
[0048]其中，推挽驱动电路51与主控制器3相连接，继电器52的一端与主控制器3相连接，另一端与推挽驱动电路51相连接，压电陶瓷振子53与继电器52相连接。
[0049]如图2所提供的超声波局部放电模拟装置的详细结构中的测试面板1、辅助电源
2、主控制器3、模式转换模块4、超声波发生器5以及高压放电枪6之间的连接关系以及工作方式与图1所提供的超声波局部放电模拟装置相同，在此不再赘述。
[0050]在本申请实施例中，超声波发生器5包括:推挽驱动电路51、继电器52以及压电陶瓷振子53。
[0051]其中，推挽驱动电路51与主控制器3相连接，继电器52的一端与主控制器3相连接，另一端与推挽驱动电路51相连接，压电陶瓷振子53与继电器52相连接。
[0052]控制器发送给超声波发生器的超声波发生器启动信号包括第一信号以及第二信号。
[0053]推挽驱动电路51与主控制器3相连接，推挽驱动电路51接收主控制器3发送的
第一信号，并对第一信号进行功率放大，产生激励信号。
[0054]继电器52的一端与主控制器3相连接，另一端与推挽驱动电路51相连接，继电器52接收推挽驱动电路51发送的激励信号，并判断是否接收到主控制器3发送的第二信号，当是时，发送激励信号到压电陶瓷振子53。
[0055]压电陶瓷振子53根据接收到的继电器发送的激励信号，产生向空气传播的超声波。
[0056]在本申请实施例中，优选的，第一信号的频率为40kHz。
[0057]在本申请实施例中，优选的，第二信号为继电器启动信号。
[0058]进一步的，该装置中的模式转换模块4还包括:第三模式状态，当模式转换模块4处于第三模式状态时，不发送任何指令。
[0059]进一步的，该装置还包括:电源开关7，该电源开关7与辅助电源2相连接，用于控制辅助电源2是否工作。
[0060]本实用新型提供的超声波局部放电模拟装置，通过辅助电源将外接220V交流电转换成直流电压，并分别为主控制器、高压放电枪以及超声波发生器提供电源，通过模式转换模块控制主控制器为高压放电枪发送高压放电枪启动信号，控制高压放电枪产生连续放电，通过与超声波测试仪联合测试，能直接客观的揭示局部放电发生时，向周围空间发射超声波的现象，或通过模式转换模块控制主控制器为超声波发生器发送超声波发生器启动信号，控制超声波发生器产生超声波使得在培训过程中，受训人员可以通过该装置进行测量操作，理解局部放电超声波产生机理，掌握超声波局部放电测试仪的使用技巧，解决了现有技术在培训过程中，对系统运行用电力设备实物进行测量操作时，不方便、且存在一定的安全隐患的问题。
[0061]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0062]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种超声波局部放电模拟装置，其特征在于，包括:供超声波局部放电测试仪测试使用的测试面板，辅助电源，与所述辅助电源相连的主控制器，与所述主控制器相连接的模式转换模块，与所述辅助电源以及主控制器分别相连的超声波发生器，与所述辅助电源以及主控制器分别相连的高压放电枪，其中， 所述辅助电源将外接220V交流电转换成直流电压，分别为所述主控制器、所述超声波发生器以及所述高压放电枪提供电源； 所述模式转换模块包括第一模式状态以及第二模式状态； 当所述模式转换模块处于所述第一模式状态时，所述模式转换模块发送第一控制指令到所述控制器；所述控制器根据所述第一控制指令，发送高压放电枪启动信号到所述高压放电枪；所述高压放电枪根据所述高压放电枪启动信号产生连续放电； 当所述模式转换模块处于所述第二模式状态时，所述模式转换模块发送第二控制指令到所述控制器；所述控制器根据所述第二控制指令，发送超声波发生器启动信号到所述超声波发生器；所述超声波发生器根据所述超声波发生器启动信号产生超声波； 所述测试面板设置于所述超声波发生器所产生的超声波范围内。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模式转换模块还包括第三模式状态， 当所述模式转换模块处于所述第三模式状态时，不发送任何指令。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述超声波发生器启动信号包括第一信号以及第二信号， 所述超声波发生器包括:与所述主控制器相连接的推挽驱动电路，一端与主控制器相连接，另一端与推挽驱动电路相连接的继电器，以及与继电器相连接的压电陶瓷振子， 所述推挽驱动电路接收所述主控制器发送的第一信号，并对所述第一信号进行功率放大，产生激励信号； 所述继电器接收所述推挽驱动电路发送的激励信号，并判断是否接收到所述主控制器发送的第二信号，当是时，发送所述激励信号到所述压电陶瓷振子； 所述压电陶瓷振子根据接收到的所述继电器发送的激励信号，产生向空气传播的超声波。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括:与所述辅助电源相连接的电源开关。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述辅助电源将外接220V交流电转换成+30V直流电压，为所述超声波发生器提供电源。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述辅助电源将外接220V交流电转换成+5V直流电压，为所述主控制器提供电源。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述辅助电源将外接220V交流电转换成+3.3V直流电压，为所述高压放电枪提供电源。
8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一信号的频率为40kHz。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述超声波发生器产生的超声波的频率为 40kHz。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测试面板为铝制金属板。
【文档编号】G01R31/12GK203587743SQ201320732933
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】龚金龙, 詹洪炎, 宋琦华, 杜赟, 孙爱强, 丁建军 申请人:国家电网公司, 国网浙江省电力公司电力科学研究院