基于变频串联谐振试验的无线数据采集系统技术方案

本实用新型专利技术提出了基于变频串联谐振试验的无线数据采集系统，通过设置电荷放大器，可以将电压传感器输出的电荷信号转换为电压信号，并且防止电压传感器输出的有效信号淹没在环境噪声中；通过设置程控放大器，使得进入A/D转换器信号的电压满足A/D转换器的要求，并进一步抑制噪声；由于采集到现场电压信号的时频特征非常复杂，而电源主机因有功耗的要求不能进行很复杂的信号处理，因此，设置窄带滤波器在硬件上提取特定频段的信号给处理器，以减小信号处理的工作量，降低功耗；通过设置限幅电路，防止信号幅度太大，超过处理器采样管脚的耐压值而烧毁芯片。耐压值而烧毁芯片。耐压值而烧毁芯片。

【技术实现步骤摘要】
基于变频串联谐振试验的无线数据采集系统


[0001]本技术涉及局部放电检测
，尤其涉及基于变频串联谐振试验的无线数据采集系统。

技术介绍

[0002]DAC(阻尼振荡波电压下的PD检测)电缆现场变频串联谐振试验包括油浸式高压电抗器、励磁变压器、分压器及采样单元、电源主机；其中，油浸式高压电抗器与分压器及采样单元通过阻塞阻抗连接，并且连接好低压接线，电源主机的电源输出端与分压器及采样单元连接，采样单元的PD采集控制线、分压器输出线都与电源主机相连，电缆试品与分压器高压端连接。其中，由于现场局部放电环境复杂，以及现场操作人员误操作，可能会导致安全性问题，因此，为解决上述问题，本技术提供基于变频串联谐振试验的无线数据采集系统，将采集的PD信号通过无线方式传输，增强了变频串联谐振试验和操作人员的安全性。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本技术提出了基于变频串联谐振试验的无线数据采集系统，将采集的PD信号通过无线方式传输，增强了变频串联谐振试验和操作人员的安全性。
[0004]本技术的技术方案是这样实现的：本技术提供了基于变频串联谐振试验的无线数据采集系统，其包括电源主机和采集单元，采集单元包括顺次连接的电压传感器、电荷放大器、程控放大器、窄带滤波器、限幅电路、A/D转换器和处理器，以及无线传输模块；
[0005]A/D转换器的数字输出端与处理器的数字输入端电性连接，处理器的通信端通过无线传输模块与电源主机电性连接。
[0006]在以上技术方案的基础上，优选的，电荷放大器包括：运算放大器AD8605、电阻R63、电阻R64、电阻R70、电阻R71、电容C54和电容C60；
[0007]电压传感器通过电阻R63与运算放大器AD8605的反相输入端电性连接，运算放大器AD8605的同相输入端接地，电阻R64和电容C54并联后再并联在运算放大器AD8605的反相输入端及其输出端之间，运算放大器AD8605的输出端通过串联的电阻R70和电阻R71与程控放大器的输入端电性连接，电容C60的一端与电阻R70和电阻R71的中间连接点电性连接，电容C60的另一端接地。
[0008]在以上技术方案的基础上，优选的，程控放大器为四级放大器。
[0009]在以上技术方案的基础上，优选的，窄带滤波器为巴特沃斯四阶带通滤波器；
[0010]巴特沃斯四阶带通滤波器包括两组结构相同的第一巴特沃斯二阶带通滤波器和第二巴特沃斯二阶带通滤波器；
[0011]程控放大器的输出端通过顺次串联的第一巴特沃斯二阶带通滤波器和第二巴特沃斯二阶带通滤波器与限幅电路电性连接。
[0012]进一步优选的，第一巴特沃斯二阶带通滤波器包括：运算放大器TLV3402、电阻R72
‑
R73和电容C61
‑
C62；
[0013]程控放大器的输出端通过顺次串联的电阻R72和电容C61与运算放大器TLV3402的反相输入端电性连接，电阻R73的一端与电阻R72和电容C61之间的中间连接点电性连接，电阻R73的另一端接地，电容C62并联在电阻R73和运算放大器TLV3402的输出端之间，电阻R74并联在运算放大器TLV3402的反相输入端及其输出端之间，运算放大器TLV3402的同相输入端接地，运算放大器TLV3402的输出端与第二巴特沃斯二阶带通滤波器的输入端电性连接。
[0014]在以上技术方案的基础上，优选的，无线传输模块为Zigbee无线传输模块。
[0015]在以上技术方案的基础上，优选的，电压传感器与电荷放大器之间使用双绞屏蔽线进行连接。
[0016]本技术的基于变频串联谐振试验的无线数据采集系统相对于现有技术具有以下有益效果：
[0017](1)通过设置电荷放大器，可以将电压传感器输出的电荷信号转换为电压信号，并且防止电压传感器输出的有效信号淹没在环境噪声中；
[0018](2)通过设置程控放大器，使得进入A/D转换器信号的电压满足A/D转换器的要求，并进一步抑制噪声；
[0019](3)由于采集到现场电压信号的时频特征非常复杂，而电源主机因有功耗的要求不能进行很复杂的信号处理，因此，设置窄带滤波器在硬件上提取特定频段的信号给处理器，以减小信号处理的工作量，降低功耗；
[0020](4)通过设置限幅电路，防止信号幅度太大，超过处理器采样管脚的耐压值而烧毁芯片。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本技术基于变频串联谐振试验的无线数据采集系统的结构图；
[0023]图2为本技术基于变频串联谐振试验的无线数据采集系统中电荷放大器的电路图；
[0024]图3为本技术基于变频串联谐振试验的无线数据采集系统中窄带滤波器的电路图。
具体实施方式
[0025]下面将结合本技术实施方式，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。
[0026]如图1所示，本技术的基于变频串联谐振试验的无线数据采集系统，其包括电源主机和采集单元。
[0027]电源主机，将220V的交流电压转变为频率、幅值可调节的方波电压，方波电压经过
电源主机内部的励磁变压器升压，通过改变励磁变压器的激励强度使得被测电缆到达预定电压。本实施例中，并不涉及对电源主机的改进，可以采用市面上现有的电源主机实现本实施例的功能。因此，在此不再累述。
[0028]采集单元，分压器用于将电源主机输出的电压进行限流和分压，将分压器两端的电压作为反馈信号输出至电源主机，从而可以实现对电源主机输出电压进行有效的控制，因此，本实施例的采集单元用于采集分压器两端的电压信号，并将电压信号传输给电源主机。由于现场环境复杂，并且为避免现场技术人员操作失误而造成人员损伤，本实施例中，优化设计采集单元的结构，提高系统和操作人员的安全性。本实施例中，采集单元包括：顺次连接的电压传感器、电荷放大器、程控放大器、窄带滤波器、限幅电路、A/D转换器和处理器，以及无线传输模块。
[0029]电压传感器，用于采集分压器两端的电压信号。本实施例并不涉及对电压传感器的改进，可以采用本领域常用的电压传感器实现电压采集的功能，因此，本实施例中，不再累述。
[0030]电荷放大器，由于现场环境复杂，很容易引入环境噪声，使有用的信号淹没在噪声中，因此，本实施例中设置电荷放大器，将电压传感器输出的电荷信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于变频串联谐振试验的无线数据采集系统，其包括电源主机和采集单元，其特征在于：所述采集单元包括顺次连接的电压传感器、电荷放大器、程控放大器、窄带滤波器、限幅电路、A/D转换器和处理器，以及无线传输模块；所述A/D转换器的数字输出端与处理器的数字输入端电性连接，处理器的通信端通过无线传输模块与电源主机电性连接。2.如权利要求1所述的基于变频串联谐振试验的无线数据采集系统，其特征在于：所述电荷放大器包括：运算放大器AD8605、电阻R63、电阻R64、电阻R70、电阻R71、电容C54和电容C60；所述电压传感器通过电阻R63与运算放大器AD8605的反相输入端电性连接，运算放大器AD8605的同相输入端接地，电阻R64和电容C54并联后再并联在运算放大器AD8605的反相输入端及其输出端之间，运算放大器AD8605的输出端通过串联的电阻R70和电阻R71与程控放大器的输入端电性连接，电容C60的一端与电阻R70和电阻R71的中间连接点电性连接，电容C60的另一端接地。3.如权利要求1所述的基于变频串联谐振试验的无线数据采集系统，其特征在于：所述程控放大器为四级放大器。4.如权利要求1所述的基于变频串联谐振试验的无线数据采集系统，其特征在于：所述窄带滤波器为巴特沃斯四阶带通滤波器；所述巴特沃斯四阶带通滤波器...

【专利技术属性】
技术研发人员：何仕鹏，万学威，易东方，
申请(专利权)人：武汉福润斯电气有限公司，
类型：新型
国别省市：