專利名稱：一種局部放電信號發生器的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種電力系統技術領域的裝置，具體是一種用于檢驗超高頻檢測設備測試性能的局部放電信號發生器。
背景技術：
開關柜是電力系統中常用的重要設備，開關柜內部存在絕緣缺陷時會產生局部放電，通過對局部放電的檢測可以有效地判斷開關設備的絕緣狀態，有效檢測局部放電對確保開關柜的安全穩定運行具有重要意義。開關柜內部由于絕緣缺陷而產生的局部放電現象主要包括電暈缺陷放電、氣隙缺陷放電、懸浮電極缺陷放電和微粒缺陷放電四種類型，其局部放電脈沖波與工頻電源相位有強烈的相關性，例如:電暈缺陷放電的局部放電脈沖大多發生在工頻電源負半周上；氣隙缺陷兩端承受正向或反向電壓時的放電特性較為一致，因此其局部放電脈沖分布的正負半周對稱且相關性強；懸浮電極缺陷位于高壓端和接地屏蔽之間，而與兩者均不相連，故其正負半周的局部放電脈沖也較為對稱而發生的次數較為稀少；微粒缺陷放電隨著微粒的跳動而產生放電，局部放電脈沖次數稀少且發生時刻與工頻相位不相關。目前開關設備內部局部放電信號的檢測方法中，超高頻法是目前實現開關設備局部放電在線監測比較實用可行的方法。超高頻法，是利用傳感器接收局部放電激發的300MHz至3GHz的電磁波來監測局部放電。超高頻法的監測范圍較寬，在線監測時傳感器數目較少，局部放電在線檢測與定位快速方便。超高頻法由于其在開關設備局部放電在線監測方面具有不可替代的優勢，近年來已成為開關設備運行現場局部放電檢測的主要手段。利用超高頻法進行巡檢，市面上有大量的超高頻局部放電檢測設備，包括手持式便攜檢測及在線監測等目前市面上有大量的局部放電檢測裝置，包括手持式便攜檢測裝置及在線監測裝置等。局部放·電所產生的電磁振動會產生電磁波，在固氣與氣體介質中，局部放電脈沖波會發生非常豐富的電磁波超高頻分量，超高頻局部放電檢測設備通過監測開關柜內局部放電時激發的300MHz至3GHz的電磁波來判斷開關柜內部絕緣缺陷故障的嚴重性。但是對于這些設備的測試性能，缺乏有效的檢驗手段。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的缺陷而提供一種局部放電信號發生器，能夠產生模擬真實的四種典型的局部放電信號，超高頻局部放電檢測設備通過檢測局部放電信號發生器產生的局部放電信號，展示檢測結果，從而判斷該超高頻局部放電檢測設備的測試性能。實現上述目的的技術方案是:一種局部放電信號發生器，包括鍵盤以及依次相連的光敏二極管、同步觸發電路、單片機、信號發生電路和輸出接口，所述鍵盤與單片機相連；所述同步觸發電路包括第一電源、第一三極管、第一電容、第二電容、第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻，其中:所述光敏二極管的正極通過第一電容接所述第一三極管的基極，光敏二極管的負極接地；所述第一電阻與光敏二極管并聯；所述第三電阻的一端連接第一電源，第三電阻的另一端連接第一三極管的集電極；所述第二電阻的一端連接第一電源，第二電阻的另一端連接第一三極管的基極；所述第二電容的一端通過第四電阻與所述第一三極管的集電極相連，第二電容的另一端連接所述第一三極管的發射極并接地；所述第四電阻與第二電容的相接端連接所述單片機的輸入端；所述信號發生 電路包括第二電源、第二三極管、第五電阻和第六電阻，其中:所述單片機的輸出端通過第五電阻連接所述第二三極管的基極，第二三極管的發射極接地，第二三極管的集電極通過第六電阻與第二電源相連；所述輸出接口與第二三極管的集電極相連，所述輸出接口接地。上述的局部放電信號發生器，其中，所述輸出接口的類型為N型、BNC型或SMA型。本發明的局部放電信號發生器與現有技術相比，產生的模擬信號能夠精準捕抓同步信號的相位，保證多次產生信號之間與50Hz的同步關系，能夠輸出模擬真實的四種典型的局部放電類型的信號，超高頻局部放電檢測設備通過檢測局部放電信號發生器產生的局部放電信號，展示檢測結果，從而判斷該局部放電檢測設備的測試性能。
圖1是本發明的局部放電信號發生器的結構示意圖；圖2是本發明的同步觸發電路的電路圖；圖3是本發明的信號生成電路的電路圖。
具體實施例方式為了使本技術領域的技術人員能更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖對其具體實施方式
進行詳細地說明:請參閱圖1，本發明的局部放電信號發生器，包括鍵盤4以及依次相連的光敏二極管D、同步觸發電路1、單片機3、信號發生電路2和輸出接口 J。鍵盤4與單片機3相連。再請參閱圖2，同步觸發電路I包括第一電源DVCCl、第一三極管Ql、第一電容Cl、第二電容C2、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3和第四電阻R4，其中:光敏二極管D的正極通過第一電容Cl接第一三極管Ql的基極，光敏二極管D的負極接地；第一電阻Rl與光敏二極管D并聯；第三電阻R3的一端連接第一電源DVCC1，第三電阻R3的另一端連接第一三極管Ql的集電極；第二電阻R2的一端連接第一電源DVCCl，第二電阻R2的另一端連接第一三極管Ql的基極；第二電容C2的一端通過第四電阻R4與第一三極管Ql的集電極相連，第二電容C2的另一端連接第一三極管Ql的發射極并接地；第四電阻R4與第二電容C2的相接端連接單片機3的輸入端；
再請參閱圖3，信號發生電路2包括第二電源DVCC2、第二三極管Q2、第五電阻R5和第六電阻R6，其中:單片機3的輸出端通過第五電阻R5連接第二三極管Q2的基極，第二三極管Q2的發射極接地，第二三極管Q2的集電極通過第六電阻R6與第二電源DVCC2相連；輸出接口 J與第二三極管Q2的集電極相連，輸出接口 J同時接地。電力設備中由于絕緣缺陷而產生的局部放電現象，其信號與工頻電源相位有強烈的相關性。例如:電暈缺陷放電的局部放電脈沖大多發生在工頻電源負半周上；氣隙缺陷兩端承受正向或反向電壓時的放電特性較為一致，因此其局部放電脈沖分布的正負半周對稱且相關性強；懸浮電極缺陷位于高壓端和接地屏蔽之間，而與兩者均不相連，故其正負半周的局部放電脈沖也較為對稱而發生的次數較為稀少；微粒缺陷放電隨著微粒的跳動而產生放電，局部放電脈沖次數稀少且發生時刻與工頻相位不相關。一般的信號源只能采用自身內部設備的重復頻率，例如設定50Hz周期發生率信號，即輸出信號與50Hz的信號保持同步。但由于電網電壓的頻率不是精確的50Hz，一般在49Hz至51Hz之間飄動，本發明的局部放電信號發生器的電源為普通的工頻電源日光燈，使用本發明的局部放電信號發生器，產生的模擬信號能夠精準捕抓同步信號的相位，保證多次產生信號之間與50Hz的同步關系。本發明的局部放電信號發生器在安裝時，光敏二極管D、同步觸發電路1、單片機
3、、鍵盤4信號發生電路2和輸出接口 J均安裝于一個塑料殼體內，塑料殼體采用不小于120 X 100 X 60mm的外形即可，其中:光敏二極管D裝在殼體上部，并在殼體上開設相應的窗口，讓外部燈光能夠照射到光敏二極管D ;同步觸發電路I和信號發生電路2內置于塑料殼體內并用螺絲固定；鍵盤4貼于塑料殼體正面的外側，方便使用人員通過鍵盤4上的按鍵改變輸出的模擬的局部放電信號的缺陷模型類別；輸出接口 J根據待檢設備的接口類型，可以選擇N型、BNC型或SMA型連接器。本發明的局部放電信號發生器在使用時，局部放電信號發生器通過輸出接口 J與超高頻局部放電檢測裝置相連，使用人員通過鍵盤4上的按鍵改變輸出的模擬的局部 放電信號的缺陷模型類別，超高頻局部放電檢測裝置通通過檢測局部放電信號發生器產生的局部放電信號，展示檢測結果，從而判斷該局部放電檢測裝置的測試性能。在本實施例中，第一電容Cl = 1UF，第二電容C2 = 33NF，第一電阻Rl = 10ΚΩ，第二電阻R2 = 2ΜΩ，第三電阻R3 = 5ΚΩ，第四電阻R4 = 1ΚΩ，第五電阻R5 = 1ΚΩ，第六電阻 R6 = IK Ω。綜上所述，本發明的局部放電信號發生器，產生的模擬信號能夠精準捕抓同步信號的相位，保證多次產生信號之間與50Hz的同步關系，能夠產生模擬真實的局部放電信號，超高頻局部放電檢測裝置通過檢測局部放電信號發生器產生的局部放電信號，展示檢測結果，從而判斷該局部放電檢測裝置的測試性能。以上實施例僅供說明本發明之用，而非對本發明的限制，有關技術領域的技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的技術方案也應該屬于本發明的范疇，應由各權利要求所限定。
權利要求
1.一種局部放電信號發生器，包括鍵盤以及依次相連的光敏二極管、同步觸發電路、單片機、信號發生電路和輸出接口，所述鍵盤與單片機相連，其特征在于， 所述同步觸發電路包括第一電源、第一三極管、第一電容、第二電容、第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻，其中: 所述光敏二極管的正極通過第一電容接所述第一三極管的基極，光敏二極管的負極接地； 所述第一電阻與光敏二極管并聯； 所述第三電阻的一端連接第一電源，第三電阻的另一端連接第一三極管的集電極； 所述第二電阻的一端連接第一電源，第二電阻的另一端連接第一三極管的基極； 所述第二電容的一端通過第四電阻與所述第一三極管的集電極相連，第二電容的另一端連接所述第一三極管的發射極并接地； 所述第四電阻與第二電容的相接端連接所述單片機的輸入端； 所述信號發生電路包括第二電源、第二三極管、第五電阻和第六電阻，其中:所述單片機的輸出端通過第五電阻連接所述第二三極管的基極，第二三極管的發射極接地，第二三極管的集電極通過第六電阻與第二電源相連； 所述輸出接口與第二三極管的集電極相連，所述輸出接口接地。
2.根據權利要求1所述的局部放電信號發生器，其特征在于，所述輸出接口的類型為N型、BNC型或SMA型。
全文摘要
本發明公開了一種局部放電信號發生器，包括鍵盤以及依次相連的光敏二極管、同步觸發電路、單片機、信號發生電路和輸出接口，所述鍵盤與單片機相連。本發明的局部放電信號發生器，能夠輸出模擬真實的四種典型的局部放電類型的信號，超高頻局部放電檢測裝置通過檢測局部放電信號發生器產生的局部放電信號，展示檢測結果，從而判斷該局部放電檢測裝置的測試性能。
文檔編號G01R35/00GK103235276SQ20131010456
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月28日 優先權日2013年3月28日
發明者薛明, 黃成軍, 殷怡杰, 郭燦新 申請人:國家電網公司, 上海市電力公司, 上海華乘電氣科技有限公司