專利名稱：超高頻脈沖發生器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種電力系統技術領域的裝置，具體是一種用于檢測組合式 氣體絕緣開關局部放電的超高頻脈沖發生器。
背景技術：
電力設備局部放電是造成絕緣劣化的主要原因，同時也是絕緣劣化主要征兆和表 現形式。絕緣失效導致大型電力設備故障往往以局部放電活動為前兆。因此，在檢測電力設 備的絕緣狀況方面已經做了大量研究并提出很多局部放電的檢測方法。研究表明GIS(組 合式氣體絕緣開關)中發生局部放電時，伴隨著產生一系列上升時間極短的電流脈沖信號 (< 500ps)，其在GIS腔體內產生激勵頻率高達數兆的電磁波。因此采用超高頻局部放電 檢測法通過檢測局部放電的超高頻電磁波信號，有效地避開了現場的電暈等干擾，具有抗 干擾能力強，靈敏度高等優點。但對于檢測電力設備局部放電的設備而言，靈敏度是一個非常重要的性能指標。 超高頻局部放電檢測法的檢測靈敏度也一直很受關注。CIGRE TF15/33.03.05建議了一個 兩步驟的靈敏度校核方法，確保用超高頻檢測設備能發現典型的缺陷。該靈敏度校核方法主要是在GIS內部利用一個針尖模型來模擬金屬尖刺的放電 加壓，采用超高頻法檢測該缺陷放電激發的超高頻信號A，并用示波器將波形和數據保存下 來。然后利用超高頻脈沖發生器向GIS注入超高頻脈沖B，調節注入脈沖的幅值和上升沿， 使超高頻信號B與A的偏差在士20%以內；然后在GIS設備相鄰的傳感器之間進行現場試 驗將實驗室得到的脈沖(參數已定)在其中一處注入，如能在另一處測得上述超高頻信 號，則認為超高頻測量設備的檢測靈敏度為某一水平(CIGRE標準建議是5pC)。因此在超高 頻局部放電檢測法靈敏度的標定中，需要一個穩定的、可重復的超高頻脈沖發生器來模擬 真實的局部放電信號，從而可以進行對GIS局放信號靈敏度的標定。目前國內對超高頻脈沖發生器的研究主要是基于利用階躍恢復二極管或隧道二 極管來產生極窄脈沖，其上升時間一般為Ins左右，與真實的局部放電信號存在不小的差 距。因此，需要設計脈沖前沿更快、脈寬更窄的信號脈沖發生器。自從發現二極管具有速度極快的良性雪崩效應，能使矩形脈沖的上升沿急劇陡峭 的方法后，使得研究窄脈沖的成形都傾向于利用PN結的雪崩效應。但是在早期利用雪崩效 應的方案中，由于器件的限制，通常需要在二極管或晶體管上加2-3千伏的反偏高壓，同時 產生的窄脈沖電壓也非常高，而高偏壓的提供本身就很困難，因此應用上受到極大的限制。經過對現有技術的檢索發現，《大幅度超快速脈沖形成電路的研究》中有窄脈沖發 生器的設計，不過其所用的三極管只是普通的雪崩三極管，不能產生超高頻脈沖，只能下降 沿為2ns的負脈沖，不能用于超高頻靈敏度的標定。本實用新型專利利用特殊的超高頻雪 崩三極管，而且改動了電路結構，使之能夠產生上升沿更快的正脈沖。
實用新型內容本實用新型針對現有技術存在的上述不足，提供一種超高頻脈沖發生器，可產生 上升時間小于500ps的超高頻脈沖，并且具有放電穩定、重復性好的特點，其結構簡單，避 免了高偏壓，制作方便，可適用于超高頻局部放電檢測法的靈敏度標定。本實用新型是通過以下技術方案實現的，本實用新型包括脈沖信號源Vt、直流 電源Vcc、開關三極管Q、兩個電容Cl、C2以及三個電阻Rl、R2和R3，其中脈沖信號源Vt 與第二電容C2串聯至開關三極管Q的基極，開關三極管Q的發射極接地，第二電阻R2的兩 端分別與開關三極管Q的基極和發射極相連接，直流電源Vcc與第一電阻Rl串聯至開關三 極管Q的集電極，第一電容Cl和第三電阻R3串聯于開關三極管Q的發射極和集電極之間， 開關三極管Q的發射極接地。本實用新型采用脈沖信號源加入開關三極管的基極，直流電源通過第一電阻加入 開關三極管的集電極，第二電容和第二電阻構成保護電路以保證系統的穩定性，第一電容 和第三電阻串聯后連至開關三極管的集電極和發射極之間以構成輸出負載；本發生器可產 生上升時間小于500pS的超高頻脈沖，并且具有放電穩定、重復性好的特點，其結構簡單， 避免了高偏壓，制作方便，可適用于超高頻局部放電檢測法的靈敏度標定。
圖1為本實用新型電路圖。圖2為實施例波形圖。
具體實施方式
下面對本實用新型的實施例作詳細說明，本實施例在以本實用新型技術方案為前 提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限 于下述的實施例。如圖1所示，本實施例包括脈沖信號源Vt、直流電源Vcc、開關三極管Q、第一電 容Cl、第二電容C2、第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻R3，其中脈沖信號源Vt與第二 電容C2串聯至開關三極管Q的基極，開關三極管Q的發射極接地，第二電阻R2的兩端分別 與開關三極管Q的基極和發射極相連接，直流電源Vcc與第一電阻Rl串聯至開關三極管Q 的集電極，第一電容Cl和第三電阻R3串聯于開關三極管Q的發射極和集電極之間，開關三 極管Q的發射極接地。所述的開關三極管Q在本實施例中采用Philips公司的BTO541型雪崩三極管。所述的第一電容Cl = 3. 9PF，第二電容C2 = 51PF，第一電阻Rl = IK Ω，第二電阻 R2 = 200 0，第三電阻1 3 = 51 Ω本實施例用于檢測GIS局部放電的超高頻脈沖發生器采用脈沖信號源加入開關 三極管的基極，直流電源通過第一電阻加入開關三極管的集電極，第二電容和第二電阻構 成保護電路以保證系統的穩定性，第一電容和第三電阻串聯后連至開關三極管的集電極和 發射極之間以構成輸出負載；如圖2所示，本發生器能夠產生的最小脈沖上升沿為398ps，峰-峰值1. 5V，滿足 小于500ps的脈沖要求。
權利要求一種超高頻脈沖發生器，其特征在于，包括脈沖信號源Vt、直流電源Vcc、開關三極管Q、兩個電容C1、C2以及三個電阻R1、R2和R3，其中脈沖信號源Vt與第二電容C2串聯至開關三極管Q的基極，開關三極管Q的發射極接地，第二電阻R2的兩端分別與開關三極管Q的基極和發射極相連接，直流電源Vcc與第一電阻R1串聯至開關三極管Q的集電極，第一電容C1和第三電阻R3串聯于開關三極管Q的發射極和集電極之間，開關三極管Q的發射極接地。
2.根據權利要求1所述的超高頻脈沖發生器，其特征是，所述的開關三極管Q采用 BTO541型雪崩三極管。
3.根據權利要求1所述的超高頻脈沖發生器，其特征是，所述的第一電容Cl= 3. 9PF。
4.根據權利要求1所述的超高頻脈沖發生器，其特征是，所述的第二電容C2= 51PF。
5.根據權利要求1所述的超高頻脈沖發生器，其特征是，所述的第一電阻Rl= 1ΚΩ。
6.根據權利要求1所述的超高頻脈沖發生器，其特征是，所述的第二電阻R2= 200Ω。
7.根據權利要求1所述的超高頻脈沖發生器，其特征是，所述的第三電阻R3= 51 Ω。
專利摘要一種電力系統技術領域的用于檢測組合式氣體絕緣開關局部放電的超高頻脈沖發生器，包括脈沖信號源、直流電源、開關三極管、第一電容、第二電容、第一電阻、第二電阻和第三電阻，脈沖信號源通過第二電容連至開關三極管的基極，開關三極管的發射極接地，第二電阻連接開關三極管的基極和發射極兩端，直流電源通過第一電阻連至開關三極管的集電極，第一電容和第三電阻串聯，第一電容的另一端連接開關三極管的集電極，第三電阻的另一端接地。本發生器可產生上升時間小于500ps的超高頻脈沖，并且具有放電穩定、重復性好的特點，其結構簡單，避免了高偏壓，制作方便，可適用于超高頻局部放電檢測法的靈敏度標定。
文檔編號G01R1/28GK201662583SQ200920316069
公開日2010年12月1日 申請日期2009年11月27日 優先權日2009年11月27日
發明者劉君華, 吳劍敏, 吳昊, 吳曉春, 姚明, 姚林朋, 徐敏驊, 李超, 江秀臣, 王輝, 謝偉, 鄭文棟, 郭燦新, 錢勇, 黃成軍 申請人:上海市電力公司;上海交通大學