信號發生設備的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種信號發生設備，所述信號發生設備包括單片機，以及預設第一數目個電容和繼電器；各個電容依次串聯，各個電容串聯后的串聯支路的一端連接在第一繼電器的常閉接點和常開接點之間，第一繼電器的常閉接點的另一端連接電源正極，電源負極分別連接串聯支路的另一端和局部放電設備的一端，局部放電設備的另一端連接第一繼電器的常開接點的另一端，串聯支路中最多有預設第二數目個電容分別與各個繼電器中除第一繼電器外的一個繼電器的常開接點并聯，單片機分別連接第一繼電器的常閉接點和常開接點，以及各個分別與電容并聯的繼電器的常開接點。本發明為局部放電設備提供信號源，了解局部放電設備的頻帶特性，為實際的局放測試做好參考。
【專利說明】
信號發生設備
技術領域
[0001]本發明涉及局部放電檢測技術領域，特別是涉及一種信號發生設備。
【背景技術】
[0002]局部放電試驗具有較高的靈敏度。對于新設計和制造的高壓電氣設備，通過局部放電測量可以及時發現絕緣中的薄弱環節，防止設計與制造工藝上的差錯及材料的使用不當，是鑒別產品絕緣或設備運行可靠性的一種重要方法，它能發現耐壓試驗無法發現的設備缺陷。局部放電測試是當前電力設備預防性試驗的重要項目之一。
[0003]GIS(Gas Insulated Substat1n氣體絕緣變電站)全稱氣體絕緣全封閉組合電器，是電力系統的重要設備，由于其密封性很高，GIS很少需要維護，但是由于GIS內部場強很高，一旦發生故障必將引起局部以致全部地區停電，甚至可能造成人員傷亡，到目前為止，國內已發生多起由于GIS絕緣故障引起的GIS變電站事故。導致GIS設備故障的主要原因是其絕緣性能的劣化，當這種性能劣化沒有貫穿絕緣介質時，常規的預防性試驗手段難以發現缺陷所在，而此時設備絕緣介質中常常有局部放電產生。
[0004]現有GIS局部放電檢測方法有聲測法、化學法、脈沖電流法及特高頻法。特高頻法因具有抗干擾能力強、靈敏度高、實時性好且能進行故障定位的優點，已成為目前GIS局部放電檢測技術中的主要方法。GIS特高頻局部放電測試的頻率范圍約在300M-3GHZ之間，由于GIS內部結構復雜，而其內部局部放電時一般會覆蓋全頻帶，但是當全頻帶的局部放電以電磁波的形式在GIS內部傳輸后，某些頻帶的放電會消失(可能傳輸衰減，可能被GIS內部結構阻礙而衰減)，在生產實際中，用示波器或其他局放測試儀接收到GIS的輸出頻帶，根據接收到的頻帶分析判斷GIS是否發生局部放電，得到的結果可能是錯誤的，因此無法準確判斷GIS是否出現絕緣性能的劣化，不能有效預防由于GIS絕緣故障引起的GIS變電站事故。
【發明內容】
[0005]基于上述情況，本發明提出了一種信號發生設備，為局部放電設備提供信號源，了解局部放電設備的頻帶特性，為實際的局放測試做好參考。
[0006]為了實現上述目的，本發明技術方案的實施例為:
[0007]—種信號發生設備，包括單片機，以及預設第一數目個電容和繼電器；
[0008]各個所述電容依次串聯，各個所述電容串聯后的串聯支路的一端連接在各個所述繼電器中的第一繼電器的常閉接點和常開接點之間，所述第一繼電器的常閉接點的另一端連接電源正極，所述電源負極分別連接所述串聯支路的另一端和局部放電設備的一端，所述局部放電設備的另一端連接所述第一繼電器的常開接點的另一端，所述串聯支路中最多有預設第二數目個電容分別與各個所述繼電器中除所述第一繼電器外的一個繼電器的常開接點并聯，所述單片機分別連接所述第一繼電器的常閉接點和常開接點，以及各個分別與電容并聯的繼電器的常開接點，所述預設第二數目為所述預設第一數目減去I后的差值。
[0009]與現有技術相比，本發明的有益效果為:本發明信號發生設備，采用的是多級電容串聯，其中至少留一級電容長期接入電路，而其余電容均與繼電器的常開接點并聯，以單片機控制繼電器的常開接點來選擇接入電路的電容數量，從而實現局部放電設備的測試頻率覆蓋，可以為研究某一段局部放電設備內部局放特有的通過頻率提供信號源，了解局部放電設備的頻帶特性(例如哪些頻帶衰減，哪些頻帶消失等)，為實際的局放測試做好參考;同時該信號發生設備電路結構簡單，將單片機作為主要控制單元，價格便宜，小巧輕便，具備較好的實用性。
【附圖說明】
[0010]圖1為一個實施例中信號發生設備電路示意圖一；
[0011]圖2為一個實施例中信號發生設備電路示意圖二；
[0012]圖3為一個實施例中充放電過程的示意圖；
[0013]圖4為一個基于圖1所示信號發生設備一個具體示例中信號發生設備電路示意圖 ，
[0014]圖5為一個基于圖2所示信號發生設備一個具體示例中信號發生設備電路示意圖-* *
[0015]圖6為一個實施例中用示波器在測試口接收局部放電信號的示意圖。
【具體實施方式】
[0016]為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步的詳細說明。應當理解，此處所描述的【具體實施方式】僅僅用以解釋本發明，并不限定本發明的保護范圍。
[0017]—個實施例中信號發生設備，如圖1、2所示，包括單片機，以及預設第一數目個電容和繼電器；
[0018]各個所述電容依次串聯，各個所述電容串聯后的串聯支路的一端連接在各個所述繼電器中的第一繼電器的常閉接點和常開接點之間，所述第一繼電器的常閉接點的另一端連接電源正極，所述電源負極分別連接所述串聯支路的另一端和局部放電設備的一端，所述局部放電設備的另一端連接所述第一繼電器的常開接點的另一端，所述串聯支路中最多有預設第二數目個電容分別與各個所述繼電器中除所述第一繼電器外的一個繼電器的常開接點并聯，所述單片機分別連接所述第一繼電器的常閉接點和常開接點，以及各個分別與電容并聯的繼電器的常開接點，所述預設第二數目為所述預設第一數目減去I后的差值。
[0019]上述電容和繼電器的數目根據實際需要設置，單片機通過不同的輸入輸出口連接各個繼電器，可以分別控制第一繼電器常開接點和常閉接點，以及與電容并聯的繼電器的常開接點的通斷。
[0020]從以上描述可知，本發明采用多級電容串聯，其中至少留一級電容長期接入電路，而其余電容均與繼電器的常開接點并聯，以單片機控制繼電器的常開接點來選擇接入電路的電容數量，可以為研究某一段局部放電設備內部局放特有的通過頻率提供信號源，了解局部放電設備的頻帶特性，為實際的局放測試做好參考；同時該信號發生設備電路結構簡單，將單片機作為主要控制單元，價格便宜，小巧輕便，具備較好的實用性。
[0021]此外，在一個具體示例中，所述信號發生設備還包括設置在所述第一繼電器的常閉接點與所述串聯支路之間連接線上的電阻，所述電阻的一端連接所述第一繼電器的常閉接點的一端，所述電阻的另一端分別連接所述串聯支路的一端和所述第一繼電器的常開接點的一端。
[0022]所述電阻對各個電容的串聯支路起保護作用，避免電源接通瞬間電流過大損壞電容。
[0023]此外，在一個具體示例中，所述單片機通過輸出預設高電平或預設低電平控制所述第一繼電器的常閉接點和常開接點，以及各個分別與電容并聯的繼電器的常開接點的通斷。
[0024]此外，在一個具體示例中，當所述單片機輸出預設低電平到所述第一繼電器時，所述第一繼電器的常閉接點閉合，所述第一繼電器的常開接點斷開；當所述單片機輸出預設高電平到所述第一繼電器時，所述第一繼電器的常閉接點斷開，所述第一繼電器的常開接點閉合。
[0025]此外，在一個具體示例中，當所述單片機輸出預設低電平到各個分別與電容并聯的繼電器的常開接點對應的繼電器中的任意一個繼電器時，接收到所述預設低電平的繼電器的常開接點斷開;當所述單片機輸出預設高電平到各個分別與電容并聯的繼電器的常開接點對應的繼電器中的任意一個繼電器時，接收到所述預設低電平的繼電器的常開接點閉入口 ο
[0026]當第一繼電器的常閉接點閉合，第一繼電器的常開接點斷開，以及各個分別與電容并聯的繼電器的常開接點斷開時，電源給電容充電，電容與局部放電設備斷開；當第一繼電器的常閉接點斷開，第一繼電器的常開接點閉合，以及各個分別與電容并聯的繼電器的常開接點中若干個常開接點閉合時，電源與電容斷開，接入電路的電容對局部放電設備放電，其放電時間常數為接入電路的總電容與局部放電設備波阻抗的乘積。可以根據實際頻譜分析的實驗確定電容值和接入電路的電容數量，即調整上述放電時間常數，進一步設置相應的電容值和接入電路的電容數量，實現局部放電設備測試頻率的全頻覆蓋。如圖3所示，每一次充放電都可看成是一次局部放電，通過放電時間常數的調節可以實現放電的特高頻頻率覆蓋。
[0027]此外，在一個具體示例中，所述第一繼電器為含有一組常開接點和一組常閉接點的線圈電壓為3伏特的繼電器，符合實際應用需要。
[0028]此外，在一個具體示例中，各個分別與電容并聯的繼電器的常開接點對應的繼電器為含有一組常開接點的線圈電壓為3伏特的繼電器。在采用多級電容串聯時，實現至少留一級電容長期接入電路，其余電容均與繼電器的常開接點并聯，以單片機控制繼電器的常開接點來選擇接入電路的電容數量，從而實現局部放電設備的測試頻率覆蓋。
[0029]此外，在一個具體示例中，所述局部放電設備為GIS設備。
[0030]由于GIS內部結構復雜，而其內部局部放電時一般會覆蓋全頻帶，但是當全頻帶的局部放電以電磁波的形式在GIS內部傳輸后，某些頻帶的放電會消失(可能傳輸衰減，可能被GIS內部結構阻礙而衰減)，所以在我們用示波器或其他局放測試儀所接收到得局部放電量僅在某一頻帶內有信號。在生產實際中，由于不同的GIS其結構不同，接收到得局部放電的頻帶也不同，所以給局部放電診斷造成影響，導致有時無法準確做出結論。本申請提供一款專門用于GIS局放頻譜研究的信號發生設備，可以用該信號發生設備來研究某一 GIS設備內部局放特有的通過頻率，了解GIS設備的頻帶特性(例如哪些頻帶衰減，哪些頻帶消失等)，為實際的局放測試做好參考。
[0031]此外，在一個具體示例中，所述電源為100伏特的直流電源，更適合實際應用。
[0032]此外，在一個具體示例中，所述電阻為充電電阻，起充電及保護作用。
[0033]為了更好地理解上述系統，以下詳細闡述一個本發明信號發生設備的應用實例。
[0034]如圖4、5所示，所述信號發生設備包括單片機，充電電阻R1，電容C1、C2、C3和C4，繼電器 J1、J2、J3 和 J4;
[0035]電容Cl、C2、C3和C4依次串聯，各個所述電容串聯后的串聯支路的一端分別連接充電電阻Rl的一端和繼電器Jl的常開接點的一端，繼電器Jl的常閉接點的一端連接10V直流電源DC的正極，繼電器Jl的常閉接點的另一端連接充電電阻Rl的另一端，100V直流電源DC的負極分別連接上述串聯支路的另一端和GIS設備的一端，GIS設備的另一端連接繼電器Jl的常開接點的另一端，電容CI與繼電器J2的常開接點并聯，電容C2與繼電器J3的常開接點并聯，電容C3與繼電器J4的常開接點并聯，上述單片機分別連接繼電器JI的常閉接點，繼電器J1、J2、J3和J4的常開接點；
[0036]繼電器Jl為含有一組常開接點和一組常閉接點的線圈電壓為3伏特的繼電器，繼電器J2、J3和J4為含有一組常開接點的線圈電壓為3伏特的繼電器；
[0037]繼電器的線圈由單片機的輸出的高低電平來控制繼電器的常開接點、常閉接點的通斷，單片機通過不同的輸入輸出口連接繼電器J1、J2、J3和J4，可以分別控制繼電器Jl常開接點和常閉接點，以及繼電器J2、J3和J4常開接點的通斷；
[0038]通過單片機的編程使與Jl繼電器線圈相連的輸入輸出口輸出一定頻率的方波，該頻率根據現場實際情況設置為I?1000HZ，作為局部放電的同步電壓，為局放的判斷提供參考；
[0039]當單片機輸出預設低電平到繼電器Jl時，繼電器Jl的常閉接點閉合，繼電器Jl的常開接點斷開；當單片機輸出預設高電平到繼電器Jl時，繼電器Jl的常閉接點斷開，繼電器Jl的常開接點閉合；
[0040]當單片機輸出預設低電平到繼電器J2時，繼電器J2的常開接點斷開；當單片機輸出預設高電平到繼電器J2時，繼電器J2的常開接點閉合;單片機的輸出高低電平來控制繼電器J3和J4的常開接點的通斷過程如上所述，在此不再贅述；
[0041 ]當繼電器JI的常閉接點閉合，繼電器J1、J2、J3和J4的常開接點斷開時，直流電源DC給電容C1、C2、C3和C4充電，電容C1、C2、C3和C4均與GIS設備斷開；當繼電器Jl的常閉接點斷開，繼電器Jl的常開接點閉合，繼電器J2、J3和J4的常開接點中若干個常開接點閉合時，直流電源DC與電容Cl、C2、C3和C4斷開，接入電路的電容對GIS設備放電，其放電時間常數為接入電路的總電容與GIS設備波阻抗的乘積，可以根據實際頻譜分析的實驗確定電容值和接入電路的電容數量，即考慮到GIS設備測試頻率的全頻覆蓋，調整上述放電時間常數，進一步設置相應的電容值和接入電路的電容數量，實現測試頻率的全頻覆蓋；
[0042]通過單片機的頻率設定可以實現在同步電壓為1-300HZ周期內的充放電過程，如圖3所示，每一次充放電都可看成是一次局部放電。通過放電時間常數的調節可以實現放電的特高頻頻率覆蓋。
[0043]當接入電路的電容對GIS設備放電時，如圖6所示，此時可以用示波器在測試口接收到局部放電信號。
[0044]從以上描述可知，本實施例采用的是多級電容串聯，其中至少留一級電容長期接入電路，而其余電容均與繼電器的常開接點并聯，以單片機控制繼電器的常開接點來選擇接入電路的電容數量，從而實現GIS設備的測試頻率覆蓋，可以為研究某一段局部放電設備內部局放特有的通過頻率提供信號源，了解局部放電設備的頻帶特性(例如哪些頻帶衰減，哪些頻帶消失等)，為實際的局放測試做好參考；同時該信號發生設備電路結構簡單，將單片機作為主要控制單元，價格便宜，小巧輕便，具備較好的實用性。
[0045]以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。
[0046]以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【主權項】
1.一種信號發生設備，其特征在于，包括單片機，以及預設第一數目個電容和繼電器； 各個所述電容依次串聯，各個所述電容串聯后的串聯支路的一端連接在各個所述繼電器中的第一繼電器的常閉接點和常開接點之間，所述第一繼電器的常閉接點的另一端連接電源正極，所述電源負極分別連接所述串聯支路的另一端和局部放電設備的一端，所述局部放電設備的另一端連接所述第一繼電器的常開接點的另一端，所述串聯支路中最多有預設第二數目個電容分別與各個所述繼電器中除所述第一繼電器外的一個繼電器的常開接點并聯，所述單片機分別連接所述第一繼電器的常閉接點和常開接點，以及各個分別與電容并聯的繼電器的常開接點，所述預設第二數目為所述預設第一數目減去I后的差值。2.根據權利要求1所述的信號發生設備，其特征在于，還包括設置在所述第一繼電器的常閉接點與所述串聯支路之間連接線上的電阻，所述電阻的一端連接所述第一繼電器的常閉接點的一端，所述電阻的另一端分別連接所述串聯支路的一端和所述第一繼電器的常開接點的一端。3.根據權利要求1或2所述的信號發生設備，其特征在于，所述單片機通過輸出預設高電平或預設低電平控制所述第一繼電器的常閉接點和常開接點，以及各個分別與電容并聯的繼電器的常開接點的通斷。4.根據權利要求3所述的信號發生設備，其特征在于，當所述單片機輸出預設低電平到所述第一繼電器時，所述第一繼電器的常閉接點閉合，所述第一繼電器的常開接點斷開;當所述單片機輸出預設高電平到所述第一繼電器時，所述第一繼電器的常閉接點斷開，所述第一繼電器的常開接點閉合。5.根據權利要求3所述的信號發生設備，其特征在于，當所述單片機輸出預設低電平到各個分別與電容并聯的繼電器的常開接點對應的繼電器中的任意一個繼電器時，接收到所述預設低電平的繼電器的常開接點斷開;當所述單片機輸出預設高電平到各個分別與電容并聯的繼電器的常開接點對應的繼電器中的任意一個繼電器時，接收到所述預設低電平的繼電器的常開接點閉合。6.根據權利要求1所述的信號發生設備，其特征在于，所述第一繼電器為含有一組常開接點和一組常閉接點的線圈電壓為3伏特的繼電器。7.根據權利要求1所述的信號發生設備，其特征在于，各個分別與電容并聯的繼電器的常開接點對應的繼電器為含有一組常開接點的線圈電壓為3伏特的繼電器。8.根據權利要求1所述的信號發生設備，其特征在于，所述局部放電設備為GIS設備。9.根據權利要求1所述的信號發生設備，其特征在于，所述電源為100伏特的直流電源。10.根據權利要求2所述的信號發生設備，其特征在于，所述電阻為充電電阻。
【文檔編號】G01R31/12GK105891690SQ201610265399
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月25日
【發明人】唐琪, 李國偉, 李慧, 單晟毅, 姜沛東, 李新, 曾慶輝, 劉少輝
【申請人】廣東電網有限責任公司佛山供電局