一种多路局部放电信号并行连接装置制造方法
【专利摘要】本申请公开了一种多路局部放电信号并行连接装置，该装置包括：信号输入接口；输入端与所述信号输入接口相连的信号预处理电路；输入端与所述信号预处理电路输出端相连的信号隔离电路；与所述信号隔离电路输出端相连的信号输出接口。该装置通过对多路信号进行隔离处理，使得信号能够自触发单向传输及隔离，进而实现多路局部放电信号的无干扰并行连接，进一步地避免了传输信号过程中信号的损耗。同时，由于并行连接的局部放电信号都传入到信号总线，一个数据采集装置同时监测多个信号，从而实现了通过同一套数据采集装置进行数据采集，降低了成本。
【专利说明】一种多路局部放电信号并行连接装置
【技术领域】
[0001]本申请涉及信号控制【技术领域】，特别是涉及一种多路局部放电信号并行连接装置。
【背景技术】
[0002]在局部放电信号检测中，多路局部放电信号并行连接在一路传输总线上进行传输，在任意一路并入传输总线的接口处，需要实现该路并入信号向传输总线的传输，同时要无损耗地隔断传输总线上其他信号向该路传输线的传输。
[0003]在现有技术中，一般应用环行器来实现信号的单向传输。如图1所示，环行器能够实现信号的单向传输，但是对反向信号的隔断是通过吸收信号能量实现的。也就是说，在环行器中信号只可以沿I — 2，2 — 3，3 — 4，4— I的方向进行传输,而对于多路传输信号中的非选择传输信号，即信号总线中并行连接支路传输过来的其他信号，其信号能量衰减了50%。
[0004]另外一般的开关，虽然其可以一定程度上实现多路局部放电信号的隔离，但是需要人工控制，在开关闭合时信号可以通过，且是双向的，在开关断开时，则信号不能通过。
[0005]因为现有技术中不能实现通过信号的自触发闭合和关断来控制开关，所以不能实现自触发单向传输，而基于环形器的单向传输电路在信号通过信号隔离电路时会产生大量的信号能量衰减，造成信号损耗。
实用新型内容
[0006]有鉴于此，本申请实施例提供一种多路局部放电信号并行连接装置，可以实现信号的自触发单向传输及隔离，进而实现多路局部放电信号的无干扰并行连接，避免信号传输过程中的损耗。
[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]一种多路局部放电信号并行连接装置，包括:
[0009]信号输入接口，用于接收多个局部放电传感器输入的信号；
[0010]输入端与所述信号输入接口相连的信号预处理电路，用于对每个所述信号进行预处理，得到预处理后的信号；
[0011]输入端与所述信号处理电路输出端相连的信号隔离电路，用于将所述预处理后的信号进行隔离处理，使信号能够自触发单向传输；
[0012]与所述信号隔离电路输出端相连的信号输出接口，用于将各路经过隔离处理后的信号输出。
[0013]优选的，所述信号输入接口为射频信号接口，连接局部放电传感器。
[0014]优选的，所述预处理电路包括:
[0015]信号放大电路，用于对所述信号进行放大处理，得到放大信号；
[0016]与所述放大电路相连的滤波电路，用于对所述放大信号进行滤波处理；[0017]与所述滤波电路相连的检波电路，用于对特高频信号进行降频处理。
[0018]优选的，所述预处理电路包括:
[0019]信号放大电路，用于对所述信号进行放大处理，得到放大信号；
[0020]与所述放大电路相连的滤波电路，用于对所述放大信号进行滤波处理。
[0021]优选的，所述信号放大电路为低噪放大器。
[0022]优选的，所述信号输出接口为射频信号接口。
[0023]优选的，所述信号隔离电路包括:
[0024]信号分离电路，用于将所述预处理后的信号分为第一子信号与第二子信号；
[0025]与所述信号分离电路输出端相连的信号延时电路，用于将所述第一子信号经过设定的延时时间来进行延时传输；
[0026]与所述信号分离电路输出端相连，并且与所述信号延时电路并联的高速比较电路，用于将所述第二子信号与参考电平进行比较实现信号的自动检测，并将所述第二子信号转变为自触发开关的驱动信号；
[0027]输出端与所述高速比较电路相连的参考电压电路，用于提供所述参考电平；
[0028]与所述高速比较电路输出端相连的单稳态触发电路，用于将所述驱动信号展宽到设定的时间宽度以驱动自触发开关的开启与关闭；
[0029]分别与所述延时电路和单稳态触发电路的输出端相连的自触发开关，用于控制信号的输出。
[0030]优选的，所述参考电平为可调参考电平。
[0031]优选的，所述驱动信号为电压恒定、脉宽与所述输入信号一致的驱动信号。
[0032]优选的，所述延时时间采用信号经过信号延时电路设置的多个射级跟随电路实现。
[0033]由以上技术方案可见，本申请实施例提供的该多路局部放电信号并行连接装置，通过接收多个局部放电传感器输入的信号，并对每个所述信号进行预处理，将进行预处理后的信号进行隔离处理，使信号能够自触发单向传输，最后将各路经过隔离处理后的信号完整地输出。本实用新型与现有技术相比，通过对多路信号进行预处理及隔离处理，使得信号能够自触发单向传输及隔离，进而实现多路局部放电信号的无干扰并行连接，进一步地避免了传输信号过程中信号的损耗。
[0034]同时，由于并行连接的局部放电信号都传入到信号总线，一个数据采集装置可以同时监测多个信号，从而实现了通过同一套数据采集装置进行数据采集，达到了以较低的成本实现多个电力设备的同步在线监测，及时发现电力设备的绝缘缺陷，提高设备运行安全的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]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。
[0036]图1为现有技术中环行器信号传输示意图；[0037]图2为本申请实施例提供的一种多路局部放电信号并行连接装置的示意图；
[0038]图3为本申请实施例提供的一种信号隔离电路的示意图；
[0039]图4为本申请实施例提供的一种信号隔离电路的原理图。
【具体实施方式】
[0040]为了使本【技术领域】的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
[0041]实施例一:
[0042]本申请实施例提供了一种多路局部放电信号并行连接装置，如图2所示，为本申请实施例提供的一种多路局部放电信号并行连接装置示意图。
[0043]该装置包括:
[0044]信号输入接口 201,用于接收多个局部放电传感器输入的信号。
[0045]具体的，局部放电传感器为可以产生特高频信号、超声信号或者高频电流信号等信号的传感器，因此，接收到的信号可以为特高频信号、超声信号或者高频电流信号等信号。
[0046]信号输入接口 201为射频信号接口，连接局部放电传感器，频率影响范围为300MHz 到 1.5GHz。
[0047]信号预处理电路202，其输入端与信号输入接口 201相连，用于对每个信号进行预处理，得到预处理后的信号。
[0048]具体的，如果信号为特高频信号，则对其的预处理包括放大、滤波、检波(即对特高频信号进行降频处理)等相关步骤，此时，预处理电路包括:
[0049]信号放大电路，用于对信号进行放大处理，得到放大信号；
[0050]与放大电路相连的滤波电路，用于对放大信号进行滤波处理；
[0051]与滤波电路相连的检波电路，用于对特高频信号进行降频处理。
[0052]当信号为其他类型的信号时，对信号的预处理只需对信号进行放大、滤波即可，无需再进行检波这一降频处理，此时，预处理电路包括:
[0053]信号放大电路，用于对信号进行放大处理，得到放大信号；
[0054]与放大电路相连的滤波电路，用于对放大信号进行滤波处理。
[0055]其中，对信号进行放大处理需要用到低噪放大器，即信号放大电路可以为低噪放大器，其放大增益大于等于20dB，频率响应范围为300MHz到3GHz。
[0056]信号隔离电路203，其输入端与信号预处理电路202的输出端相连，用于将预处理后的信号进行隔离处理，使信号能够自触发单向传输。
[0057]为了避免信号传输过程中多个信号之间相互干扰，将预处理后的信号由信号隔离电路203来进行隔离处理。如图3所示，图3为本申请实施例提供的一种信号隔离电路的示意图，信号隔离电路203包括:
[0058]信号分离电路301，用于将预处理后的信号分为第一子信号与第二子信号。[0059]信号延时电路302，与信号分离电路301的输出端相连，用于将第一子信号经过设定的延时时间来进行延时传输。
[0060]具体的，信号延时电路302为多级射级跟随电路串接，频率响应范围为300MHz到3GHz，其中，一级跟随电路时延大于10ns。信号延时电路302延时时间大于自触发开关控制电路及自触发开关动作时间之和，延时时间采用信号经过信号延时电路中设置的多个射级跟随电路实现。射级跟随电路既保持信号的完整性，又可通过多个射级跟随电路的串接，实现信号的延时传输，并可以根据串接的射级跟随电路来调整延时时间，其中射级跟随电路的个数在此不受限制，可以根据具体情况进行选择串接。
[0061]参考电压电路303，其输出端与高速比较电路304相连，用于提供参考电平。
[0062]具体的，参考电平是已设定的可调参考电平，由参考电压电路303提供，参考电压电路303设定参考电平的时候可以根据具体情况进行调节，调节到产生需要的参考电平为止。
[0063]高速比较电路304，与信号分离电路301的输出端相连，并且与信号延时电路302并联，用于将第二子信号与参考电压电路303提供的参考电平进行比较实现信号的自动检测，并将第二子信号转变为自触发开关的驱动信号。
[0064]具体的，第二子信号与参考电平进行比较实现信号的自动检测，并进行电平转换，转变为电压恒定、脉宽与输入信号一致的信号。
[0065]单稳态触发电路305，与高速比较电路304的输出端相连，用于将驱动信号展宽到设定的时间宽度以驱动自触发开关306的开启与关闭。
[0066]其中，单稳态触发电路305是基于555定时器构成的单稳态触发电路，暂稳态时间小于lus。自触发开关306的动作时间小于10ns。
[0067]分别与延时电路302和单稳态触发电路305的输出端相连的自触发开关306，用于控制信号的输出。
[0068]自触发开关306根据单稳态触发电路305输出的展宽后的驱动信号来进行开启或关闭，从而控制完整信号的输出，同时实现了信号的单向传输。
[0069]信号输出接口 204，与信号隔离电路203的输出端相连，用于将各路经过隔离处理后的信号输出。
[0070]信号输出接口 204也为射频信号接口，其频率响应范围为300MHz到1.5GHz。
[0071]此时，第一子信号经过信号延时电路302的一定时间的延时，恰好与第二子信号同时到达自触发开关，从而保证了多路局部放电信号完整地通过自触发开关，实现了信号的自触发单向传输，进而实现多路局部放电信号的无干扰并行连接，避免了信号传输过程中的损耗。
[0072]参见图4所示，图4为本申请实施例提供的一种信号隔离电路的原理图，信号经信号输入接口输入，通过信号预处理电路的预处理后分成两路，一路与参考电压电路303产生的已设定可调电平，通过高速比较电路304进行比较实现信号的自动检测，经电平转换后，变成一个电压恒定、脉宽与输入的信号一致的自触发开关的驱动信号，经过单稳态触发电路305将高速比较电路304输出的驱动信号展宽到设定的时间宽度以驱动自触发开关306的自动开启，并经过设定时延后自动关闭。为保证信号完整地通过自触发开关，经信号预处理电路预处理后的信号另外一路经过了一定的延时，延时时间大于自触发开关306控制电路及自触发开关306动作时间之和，延时时间采用信号经过多个射级跟随电路401实现。射级跟随电路401既能够保持信号的完整性，又可通过射级跟随电路401个数的串接，实现时延的延长调整，这样局部放电信号就可以完整地通过该自触发开关。
[0073]由以上技术方案可见，本申请实施例提供的该多路局部放电信号并行连接装置，通过接收多个局部放电传感器输入的信号，并对每个信号进行预处理，将预处理后的信号进行隔离处理，使信号能够自触发单向传输，最后将各路经过隔离处理后的信号完整地输出。本实用新型与现有技术相比，通过对多路信号进行预处理及隔离处理，使得信号能够自触发单向传输及隔离，进而实现多路局部放电信号的无干扰并行连接，进一步地避免了传输信号过程中信号的损耗。
[0074]同时，该多路局部放电信号并行连接装置，由于并行连接的局部放电信号都传入到信号总线，一个数据采集装置可以同时监测多个信号，从而实现了通过同一套数据采集装置进行数据采集，以较低的成本实现对多个电力设备的同步在线监测，及时发现电力设备的绝缘缺陷，提高设备运行安全的目的。
[0075]还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设
备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不
排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0076]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】
1.一种多路局部放电信号并行连接装置，其特征在于，包括: 信号输入接口，用于接收多个局部放电传感器输入的信号； 输入端与所述信号输入接口相连的信号预处理电路，用于对每个所述信号进行预处理，得到预处理后的信号； 输入端与所述信号预处理电路输出端相连的信号隔离电路，用于将所述预处理后的信号进行隔离处理，使信号能够自触发单向传输； 与所述信号隔离电路输出端相连的信号输出接口，用于将各路经过隔离处理后的信号输出。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号输入接口为射频信号接口，连接局部放电传感器。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预处理电路包括: 信号放大电路，用于对所述信号进行放大处理，得到放大信号； 与所述放大电路相连的滤波电路，用于对所述放大信号进行滤波处理； 与所述滤波电路相连的检波电路，用于对特高频信号进行降频处理。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预处理电路包括: 信号放大电路，用于对所述信号进行放大处理，得到放大信号； 与所述放大电路相连的滤波电路，用于对所述放大信号进行滤波处理。
5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述信号放大电路为低噪放大器。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号输出接口为射频信号接口。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号隔离电路包括: 信号分离电路，用于将所述预处理后的信号分为第一子信号与第二子信号； 与所述信号分离电路输出端相连的信号延时电路，用于将所述第一子信号经过设定的延时时间来进行延时传输； 与所述信号分离电路输出端相连，并且与所述信号延时电路并联的高速比较电路，用于将所述第二子信号与参考电平进行比较实现信号的自动检测，并将所述第二子信号转变为自触发开关的驱动信号； 输出端与所述高速比较电路相连的参考电压电路，用于提供所述参考电平； 输入端与所述高速比较电路的输出端相连的单稳态触发电路，用于将所述驱动信号展宽到设定的时间宽度以驱动自触发开关的开启与关闭； 与所述信号延时电路和单稳态触发电路的输出端相连的自触发开关，用于控制信号的输出。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述参考电平为可调参考电平。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述驱动信号为电压恒定、脉宽与所述输入信号一致的信号。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述延时时间采用信号经过信号延时电路设置的多个射级跟随电路实现。
【文档编号】G01R31/14GK203616436SQ201320825794
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2013年12月13日
【发明者】杨雁, 伏进, 王谦, 胡岳, 李勇, 汤林, 逄凯, 曹灵钰, 江秀臣 申请人:国家电网公司, 国网重庆市电力公司电力科学研究院, 上海交通大学