本实用新型专利技术涉及一种多功能局部放电检测分析仪。具有放电信号处理模拟电路和数字电路及相应的系统软件、单片机、液晶显示器、打印机、键盘等,其特征是模拟电路中有阻抗匹配、极性转换、时间同步基准、放电监视、过载显示、释放控制等电路。数字电路中,巧妙利用单片机P↓[1]口的控制线和选页方案,扩展了存储空间。同现有技术相比,具有功能全、灵敏度高、操作方便、结构紧凑、造价低廉等特点。具有相当好的应用前景。(*该技术在2005年保护过期,可自由使用*)
【技术实现步骤摘要】
本技术属于电性能及故障检测分析
,涉及一种多功能局部放电检测分析仪。电工设备中局部放电的检测分析技术不仅是电工
中受到广泛关注的问题,也是分析测试技术中的难题。在本技术以前的现有技术中,就其测试方法而言,如无线电干扰电压法、声测法、光测法等,多年来都没有取得明显的进展。唯有脉冲电流法经过多年的考验证明是最有效的方法。应用这一方法原理的测试仪器在国内出现的有“便携式多功能局放仪”、“JF-8601局放仪”、“智能化局部放电测试仪”、“8098单片机辅助抗干扰局部放电测量系统”等。上述仪器虽各有特色,但都不同程度地存在问题。如“便携式多功能局放仪”,测量参数简单,显示部分仍为较落后的示波器显示,电路部分基本上不带处理。“JP-8601局放仪”仅对排除偶发性的干扰有一定效果,而对如电晕放电类的干扰则失效。“8098单片机辅助抗干扰局部放电测量系统”的特色仅在于解决抗干扰问题,而测试的参数仅是放电次数,功能单一。“智能化局部放电测试仪”,虽然在功能方面增加了不少,但是用PC机来实现的,成本造价太高,不易于推广使用。国外出现的HAEFELY公司提供的局部放电分析系统,已将测试技术提高到可测得不同相位上分布的放电量,不同放电量的放电所出现的次数、以及具有总电能的水平上。但是,由局部放电的统计特性,决定了它还需要测试和综合分析更多的电参数,才能真正精确、可靠地评价电器的绝缘、裂化状态,HAEFELY公司的产品未达到这一要求,而且仪器系统体积庞大,价格昂贵,操作复杂。针对上述国内外现有技术状况,本技术的目的在于根据局部放电检测分析技术的要求和发展趋势,提供一种能够测量现有局部放电需要的所有表征参数,能够快速采集、统计处理大量数据,具有识别外来干扰,判断不同放电源、不同绝缘类型的缺陷,分析某些电工设备中的放电部位、劣化程度等综合分析能力的通用型多功能局部放电检测分析仪,并力求使该仪器结构紧凑、操作简便、直观、方便,且造价低廉。现将本技术技术解决方案叙述如下根据上述专利技术目的,本技术的设计可测量的表征局部放电参数包括视在放电电荷q、平均放电电流I、放电能量W、放电功率P、放电重复率N、放电起始电压U1、熄灭电压Ue;本技术的设计还可显示不同放电量的放电所出现的次数(N-q)谱图;不同相位上出现的放电次数(N-φ)谱图;不同相位上出现的放电量(q-φ)谱图;不同相位上出现的放电能量(W-φ)谱图;不同能量的放电所出现的次数(N-W)谱图。本技术在仪器的整体设计上,不仅考虑了多参数、多谱图的测量与显示,而且还使仪器具有自检、自动校正、灵敏度设定、监视、测量时间选择、测量结果显示、打印、存档、抗干扰七大功能。本技术的硬件设计包括信号处理模拟电路,信号转换数字电路,存储器扩展电路,点阵式图形液晶显示器,具有绘图和颜色转换功能的打印机。本技术的系统软件采用模块化程序设计,用PL/M高效率、结构化高级程序语言编写。现结合附图对本技术技术解决方案作进一步说明附图说明图1信号处理模拟电路图(第1部分)图2信号处理模拟电路图(第2部分)与数字电路图图3系统软件原理框图其中U1运算放大器 U2、U5、U6比较器U3、U4高速运算放大器U7、U8、U9单稳电路U10单片机(1)初始化 (2)开中断 (3)局放监视(4)测量 (5)计算 (6)谱图显示(7)菜单显示 (8)按键 (9)中断返回(10)分析键(11)自检(12)校验(13)局放检测 (14)参数计算(15)谱图计算(16)干扰去除 (17)干扰测量(18)打印(19)页选控制器(20)存储器阵列 (21)电池(22)图形液晶显示器(23)PIO并行口(24)键盘 (25)打印机图1、图2是模拟电路和U10(8097)为代表的数字电路。以运算放大器U1为核心的电路是为交流试验电压的阻抗匹配和极性转换而设计,以满足A/D转换的要求。交流实验电压(AC-IN)从U1的3脚输入,经分压、限幅和阻抗匹配后,一路经电平转换,变换成0~5伏电压,由U1的14脚输出至单片机U10的5脚;另一路由U1的5脚输出至比较器U2的2脚。以U2为核心的电路是为单片机提供一个时间同步基准,作为计时控制信号,满足相位测量与分析的需要,由U2的7脚输出至单片机U10的26脚。U2的7脚输出方波信号,经由电容C1、电阻R11构成的微分电路,使每个工频周期产生两个脉冲信号(对应相位为180°和360°),以产生自检脉冲信号,备自检时用。当需要仪器自检时,将图1中的S1打向SELF-TEST档,机内产生过零脉冲,并自动检测50个周期,若测得的结果为100次脉冲,且幅值相等,出现在零位和180°时,说明仪器工作正常。以高速运算放大器U3的阻抗匹配、快速脉冲极性转换电路,为满足对局部放电信号(P.D-IN)进行快速极性转换的要求,使其在极性转换时设有启动零位,将二极管D5、D6、D7、D8接在U3的反馈回路中。经U3为核心的阻抗匹配、极性转换电路后,被检测的局放电脉冲信号全部转换成正极性脉冲信号,然后分成两路,一路从U3的9脚输出至U5、U8、T2构成的放电监视电路和U6、U9、T3构成的过载显示电路,一路从U3的9输出到U4为核心的快速脉冲峰值保持电路,该电路由高速运算放大器U4、三极管T1、电容C2、二极管D9、D10构成,以实现快速低过冲的脉冲峰值保持,使U4的14脚输出一个稳定的峰值信号至单片机U10的6脚,备A/D转换用。比较器U5是为完成灵敏度设定和监幅功能,进行门坎测量并显示灵敏度,由U5的3脚输出至单片机和U10的4脚,以启动A/D转换。当大于门坎的放电脉冲信号产生时,U5的7脚输出一个高电平至单稳U8,使L1灯亮,以示有放电产生,同时该信号送到单稳U7的1脚,由U7的4脚向U10的25脚输出一个启动转换信号,以完成放电测量,25μs后由U7的5脚输出一个信号到U4为核心的峰值保持电路中的电阻R21,进行峰值释放,等待下一个脉冲信号。本技术在数字电路中,巧妙地利用了单片机U10(8097)的P1口及一些控制线,采用选页方案,将存储空间扩展到8页,每页32K字节,使得原16位地址总线的64K字节的寻址空间,扩展到256K字节,在U10(8097)的P1口与页选控制存储器(19)相接;P3、P4口与存储器阵列(20)相接,电池(21)接在存储器阵列(20)上是作为掉电保护,以存储校验的重要参数和进行自动校验用;P3、4口与8255P10并行口相接,并行口PIO用于控制、液晶显示和打印输出。液晶显示器为图形液晶显示,本仪器以采用了以图形液晶显示与四色绘图打印机、8个键的小键盘相互配合,才使得本仪器的诸项功能得以实现。图3是本技术系统软件原理框图。采用了模块化的程序设计,用PL/M高效率高级语言编写。在一般情况下,经编译后生成的机器代码,相当于用人工直接用汇编语言编写的程序质量。还可象汇编语言一样直接利用CPU的硬件特性进行程序设计,因而使得本仪器的智能化程度较高,而且还能进行比较复杂的分析运算。例如,本仪器的自检、自动校正、监视、测量时间、测量结果的显示和打印以及抗干扰等功能,都是通过系统软件的设计而自动完成本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多功能局部放电检测分析仪,具有放电信号处理模拟电路、数字电路及相应系统软件、单片机、液晶显示器、键盘、打印机,其特征在于:(1)具有以运算放大器U↓[1]为核心的交流实验电压阻抗匹配和极性转换电路;以高速运算放大器U↓[3]为核心的 局部放电信号的阻抗匹配和快速极性转换电路,二极管D↓[5]、D↓[6]、D↓[7]、D↓[8]接在U↓[3]的反馈回路中;(2)具有以比较器U↓[2]为核心的时间基准同步电路和由电容C↓[1]、电阻R↓[1]构成的微分电路;以比较器U↓ [5]、单稳电路U↓[8]和三极管T↓[2]构成的放电监视电路;以比较器U↓[6]、单稳电路U↓[9]和三极管T↓[3]构成的过载显示电路;以单稳电路U↓[7]为核心的启动转换和释放控制电路;以运算放大器U↓[4]、三极管T↓[1]、电容C↓[2]、二极管D↓[9]、D↓[10]构成的快速脉冲峰值保持电路;(3)液晶显示器为图形液晶显示,并采用图形液晶显示与四色绘图打印机和小键盘相互配合方案。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:刘光斌,邱昌容,吴少军,
申请(专利权)人:中国人民解放军第二炮兵工程学院,
类型:实用新型
国别省市:61[中国|陕西]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。