一种防孤岛的局部放电检测装置的制作方法

本实用新型涉及电力设备技术领域，尤其是一种防孤岛的局部放电检测装置。

背景技术：

电力系统的供电可靠性关系到国计民生，如何有效地保障电力系统的安全、可靠、经济运行一直是电力部门的一个重要课题，而高压设备的安全运行是整个系统安全运行的基础。高压电气设备在电网中运行时，如果其内部存在因制造不良、老化以及外力破坏而造成的绝缘缺陷，会发生影响设备和电网安全运行的绝缘事故。电气设备的安全运行在工业生产中有着重要意义，而局部放电是引起高压设备绝缘损坏的重要原因之一。在现有的局部放大检测设备中，因电力设备的背景干扰、不对称放电、不稳定放电及孤岛效应等，导致检测时存在误判，精确度不高。

技术实现要素：

本实用新型提供一种防孤岛的局部放电检测装置，稳定性高，抗干扰能力强。

本实用新型具体采用如下技术方案实现：

一种防孤岛的局部放电检测装置，包括探头、限压保护器、检波处理电路、DSP处理模块及显示模块，所述探头采集到电压信号后送至所述限压保护器，所述限压保护器对输入信号进行保护后输入至所述检波处理电路，所述检波处理电路对输入信号进行滤波、整形后进行检波，将检波后的信号送所述DSP处理模块进行存储、计算，然后调用显示程序，在所述显示模块上显示所测量参数的结果。

作为优选，所述检波处理电路的输入信号，一路直接加第一输入射随器驱动后通过检波电路进行检波，一路先经过高频放大器后再通过第二输入射随器驱动，再经过检波电路后检波，两路信号检波完之后，通过第一输出射随器和第二输出射随器驱动后再通过模拟开关的选择输出。

作为优选，两路所述检波电路通过第一控制电路控制。

作为优选，所述模拟开关的闭合通过第二控制电路控制。

作为优选，所述DSP处理模块选用TMS320F2812型DSP芯片，所述显示模块选用LCM3202401型液晶显示屏。

本实用新型提供的局部放电检测装置，其有益效果在于：提高了装置的可程控性、稳定性、灵活性、可重复性，抗干扰性能，减少了干扰信号及孤岛效应，提高了精确度。

附图说明

图1为本实用新型局部放电检测装置的架构示意图；

图2为探头跨接法示意图；

图3为检波处理电路的原理框图；

图4为高频放大器的电路图；

图5为输入射随器的电路图；

图6为检波电路的原理图；

图7为输出射随器的电路图；

图8为第一控制电路的电路图图；

图9为第二控制电路的电路图图；

图10为DSP芯片与液晶显屏的连接图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1所示，本实施例提供的一种防孤岛的局部放电检测装置，包括探头、限压保护器、检波处理电路、DSP处理模块及显示模块。

其中，探头采用单芯屏蔽线跨接在接地回路中需要测试的两点，探头夹在下端芯线与外皮间测试跨接两端的电压差，减小干扰，防止孤岛效应，结构示意图如图2所示。

当探头安装在高压设备上获取局部放电信号之后，首先经过限压保护器，当局部放电信号大于限压保护器允许的最高电压时，限压器件将导通，过电压不会进一步的进入检波及处理电路，达到限压保护的目的。

检波处理电路的原理框图如图3所示，Vil是采集到的局部放电信号经过保护处理后的信号，Vi2是检波后的局部放电信号，Vi3模拟开关分档状态信号。Vil信号分两路走，一路直接加第一输入射随器驱动后检波，一路先经过高频放大器后再通过第二输入射随器驱动后检波，因为根据肖特基二极管检波特性低于200mV的电压无法检波出来，所以小信号需要先放大再检波。两路信号检波完之后，通过第一输出射随器和第二输出射随器驱动后再通过模拟开关的选择输出。

高频放大器选用日本NEC公司设计的uPC1651集成电路，电路原理图如图4所示，电路增益高，工作稳定，从而保证了放大的准确性。

第一输入射随器和第二输入射随器的电路原理图如图5所示，均选用BC847三极管，增强带载能力，提高输入电阻，达到与高阻信号源的匹配的目的，正反馈，提高前级的供电电压，使输出功率增大。

两路信号的检波电路采用无偏置肖特基二极管峰值检波电路，原理图如图6所示，输入信号U_i的正幅值必须大于阈值电压U_t后，才会有整流电流通过,由于二极管的正向压降和非线性特性的影响，普通二极管整流电路整流输出误差较大，因此选用肖特基二极管检波,经过峰值检波，电压峰值被保持下来，传递到检测系统。

因为检波后频率降低，此处的射极跟随器只需要低频率的就可以了，但要求较精密，输入电阻极高，第一输出射随器和第二输出射随器均采用MAX474差分输入双运放，电路图如图7所示，R2对电路具有一定的限流保护作用，5V直流电源需要用两个电容100uF与0.1uF并联给其滤波。

而两路信号的检波电路通过第一控制电路控制，电路原理图如图8所示，电压比较器选用MAX976，是双电压比较器参考输入电压即背景干扰通过电阻分压设置为5档，分别为0V，10mV，20mV，50mV，200mV，HCF4098BEY双单稳态触发器先采用上升沿触发不可重触发模式，使用10K电阻和220pF电容的相互匹配产生2us的方波，再采用下降沿触发不可重触发，使用5K电阻和220pF电容的相互匹配产生1us的方波，用经过两次整形的波形来控制检波放电电路的开关。

而模拟开关的闭合通过第二控制电路控制，电路原理图如图9所示，电压比较器MAX976的参考电压采用固定的200mV来作为反相端的输入。只采用双稳态触发器HCF4098BEY的一路，也是不可重复触发模式，使用10K电阻和330pF电容的相互匹配产生3us的方波，用这个输出信号来控制模拟开关的闭合。

经过上述处理后的局部放电信号，传输给DSP处理模块，在DSP处理模块先对信号进行还原处理作为DSP处理模块的A/D采样的输入，转换完成的数据通过处理，存储并显示在显示模块上，通过显示模块的内容进行诊断。

DSP处理模块选用TI公司2000系列DSP芯片TMS320F2812作为主处理器，此款芯片采用改进的哈佛结构，具有分离的程序总线和数据总线，使用四级流水线作业，每秒可执行1.5亿次指令。显示模块选用内嵌SED1335控制器的LCM3202401型液晶显屏。DSP芯片TMS320F2812与LCM3202401型液晶显屏的连接图如图10所示，LCM320240的WCS、RDCS分别为片选信号与写信号、读信号的逻辑或，因此把TMS320F28 12的片选信号XZCS2分别用一个或门与它的写信号XWE、读信号XRD组成满足LCM320240读写时序的读写信号。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。