开关柜暂态地信号采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种开关柜暂态地信号采集装置，以解决现有的暂态地检测设备灵敏度低、抗干扰能力弱的问题。本实用新型专利技术包括耦合模块、滤波模块、放大模块、降频模块，所述耦合模块设置于开关柜的外壳上，所述耦合模块和所述滤波模块的输入端对应连接，所述滤波模块的输出端和所述放大模块的输入端对应连接，所述放大模块的输出端和所述降频模块的输入端对应连接，所述降频模块的输出端用于输出开关柜的暂态地信号。本实用新型专利技术的有益效果在于：灵敏度高、抗干扰能力强、精度高。精度高。精度高。

【技术实现步骤摘要】
开关柜暂态地信号采集装置


[0001]本技术涉及暂态地信号检测
，具体涉及一种开关柜暂态地信号采集装置。

技术介绍

[0002]电力设备内部发生故障时，局部放电脉冲激发的电磁波能在设备金属壳体上产生一个瞬时的对地电压，通过检测该电压可判断设备内部的绝缘状态。
[0003]以往检测方法主要有脉冲电流法、超声波法、射频法、超高频法等。但是上述方法多用于测试电力电缆线故障，对于开关柜设备而言，容易受背景噪声干扰影响，而且发生局放时，产生的暂态地电压信号只有几毫伏到几伏，很难采集到。

技术实现思路

[0004]本技术提供一种开关柜暂态地信号采集装置，以解决现有的暂态地检测设备灵敏度低、抗干扰能力弱的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：
[0006]设计一种开关柜暂态地信号采集装置，包括耦合模块、滤波模块、放大模块、降频模块，所述耦合模块设置于开关柜的外壳上，所述耦合模块和所述滤波模块的输入端对应连接，所述滤波模块的输出端和所述放大模块的输入端对应连接，所述放大模块的输出端和所述降频模块的输入端对应连接，所述降频模块的输出端用于输出开关柜的暂态地信号。
[0007]优选的，所述耦合模块包括绝缘薄膜和金属电极，所述绝缘薄膜设置于所述开关柜的外壳上，所述金属电极设置于所述绝缘薄膜上。
[0008]优选的，所述滤波模块包括二极管D3、第一电容、第一电阻，所述二极管D3和所述耦合模块的输出端对应连接，所述第一电容串联于所述耦合模块和所述放大模块之间，所述第一电阻一端和所述第一电容相连，另一端接地。
[0009]优选的，所述放大电路包括基准电压源IC、放大器IC，所述基准电压源IC的输出端和放大器IC的输入引脚相连接，所述放大器IC的输入引脚和所述滤波模块的输出端相连接，所述放大器IC的输出引脚和所述降频电路的输入端相连接。
[0010]优选的，所述降频电路包括包络检波器，用于输出可供ADC采集的信号。
[0011]优选的，所述包络检波器集成于高带宽的RMS功率检波器内。
[0012]与现有技术相比，本技术的主要有益技术效果在于：
[0013]1. 本技术通过容性耦合模块接收暂态地信号，经过滤波模块滤除杂波得到需要的信号，再经过放大电路对微弱信号进行放大，最后经过降频模块得到需要的低频信号，灵敏度高，抗干扰能力强。
[0014]2. 本技术采用带宽高达4GHz的解调对数运算放大器，后端经过高带宽的包络检波器，输出可供ADC采集的信号，数据采集准确。
附图说明
[0015]图1为本技术开关柜暂态地信号采集装置的耦合模块的结构示意图。
[0016]图2为本技术开关柜暂态地信号采集装置的滤波模块的电路图。
[0017]图3为本技术开关柜暂态地信号采集装置的放大模块的电路图。
[0018]图4为本技术开关柜暂态地信号采集装置的降频模块的电路图。
[0019]图5为本技术开关柜暂态地信号采集装置的供电模块的电路图。
[0020]图中，1为GIS外壳，2为绝缘薄膜，3为金属电极。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和实施例来说明本技术的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本技术，并不以任何方式限制本技术的范围。
[0022]实施例1：一种开关柜暂态地信号采集装置，参见图1至图5，包括耦合模块、滤波模块、放大模块、降频模块，通过容性耦合模块接收暂态地信号，经过滤波模块滤除杂波得到需要的信号，再经过放大电路对微弱信号进行放大，最后经过降频模块得到需要的低频信号。该低频信号可供ADC采集，转换为数字信号，然后输入单片机控制器和显示器等后端设备，显示开关柜的放电情况，或者也可以连接报警器等警告装置。
[0023]上述耦合模块采用外复电极法，参见图1，在GIS外壳1上敷设绝缘薄膜2和金属电极3，GIS外壳1和金属电极3以及绝缘薄膜2形成类似电容结构，在金属电极3上可以耦合到暂态地电压。该电压首先进入滤波模块，参见图2，P1为耦合模块的金属电极3和GIS外壳1的接口，1脚连接金属电极3，2脚和3脚共同接地，二极管D3连接在1脚和2、3脚之间，同时，二极管D3的正极连接电容C119，电容C119之后串联电容C82以及滤波器组C83、LFCN
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80、C84，在电容C119和电容C82之间连接有电阻R49，在电容C82和滤波器组之间连接有电阻R50和电感L23，滤波器组的右侧连接有并联的电阻R46和R51，二者之间连接有电阻R47和R48，R48的输出端连接电容C81，电容C81的输出端A和放大模块的输入端相连。
[0024]放大模块的电路结构参见图3，A端连接放大器IC的输入端2脚，由于耦合模块得到的暂态地信号可达GHz级，因此放大模块中采用了带宽高达4GHz的解调对数运算放大器，放大器的9脚连接基准电压源IC，该基准电压源的输入端3脚和4脚连接电源端通过电感L22连接至直流电源VCC_TEV，输出端5脚和6脚通过电感L21和电阻R77连接至放大器IC的9脚，放大器提供稳定的20 dB增益，增益不随频率、温度、电源、器件而变化，稳定性强，其输出端12脚VOUT通过电容C10连接至降频模块的输入端。
[0025]降频模块的电路结构参见图4，放大模块的输出端B经电阻R57、电阻R58、电容C100连接至降频IC的3脚INP，其另一输入端4脚INN经过阻容吸收后接地。降频IC采用集成高带宽包络检波器的RMS功率检波器，RMS输出为温度补偿式、单调、线性dB表示的RF实信号功率，采用70 dB的输入检测范围测量，其内置的包络检波器能够提供精确的电压输出，它与调制带宽最高可达150 MHz的RF输入信号的包络幅度成线性比例关系。 降频IC的高带宽包络检波使其适合检测常用的宽带和高波峰因数RF信号，此外，瞬时包络输出可用于实现快速RF过功率保护、PA线性化和增强效率的包络跟踪PA。降频IC的RMS检波器集成带宽可通过超过40倍范围的输入引脚SCI1
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4进行数字编程，这样，用户可动态设置工作带宽，还支持在同一平台上进行不同类型的调制检测。
[0026]上述各芯片由图5所示的电源电路驱动，3.3V直流电源上设置接地的滤波电容C8和C9，其经过熔丝F6得到电源端VCC_TEV，为放大模块中的运算放大器IC和基准电源IC供电，VCC_TEV经过6组滤波电容C85
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C90后得到电源VDDA，为降频IC供电。
[0027]上面结合附图和实施例对本技术作了详细的说明，但是，所属
的技术人员能够理解，在不脱离本技术宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，或者对相关部件、结构及材料进行等同替代，从而形成多个具体的实施例，均为本技术的常见变化范围，在此不再一一详述。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关柜暂态地信号采集装置，其特征在于：包括耦合模块、滤波模块、放大模块、降频模块，所述耦合模块设置于开关柜的外壳上，所述耦合模块和所述滤波模块的输入端对应连接，所述滤波模块的输出端和所述放大模块的输入端对应连接，所述放大模块的输出端和所述降频模块的输入端对应连接，所述降频模块的输出端用于输出开关柜的暂态地信号。2.根据权利要求1所述的开关柜暂态地信号采集装置，其特征在于：所述耦合模块包括绝缘薄膜和金属电极，所述绝缘薄膜设置于所述开关柜的外壳上，所述金属电极设置于所述绝缘薄膜上。3.根据权利要求1所述的开关柜暂态地信号采集装置，其特征在于：所述滤波模块包括二极管D3、第一电容、第一电阻，所述二极管D3和所述耦合模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：于文明，马德平，陈双强，陈国斌，李康，刘明鑫，马吉琛，牧继清，崔飞飞，白巧真，李俊岭，吴万里，陶志豪，于高均，
申请(专利权)人：郑州精铖电力设备有限公司，
类型：新型
国别省市：