【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电力电子，具体为一种架空输电线路覆冰检测与报警电路。
技术介绍
1、应用于远距离输电的架空输电线路因处于地形复杂、气候多变的地理和自然环境中，在秋冬季节易出现覆冰现象。传统的覆冰检测方法主要有覆冰参数法、积冰测量仪法、人工巡检法、视频图像法、弧垂测量法，其操作较繁琐，不易保障设备运行稳定性，测量灵敏度不高。因此，需要设计一种结构简单、操作方便、灵敏度高和抗干扰能力强的电路，检测架空输电线路覆冰状况，并发出报警信息，及时采取维护措施，提升电力系统的安全稳定运行性能。
2、申请内容
3、本申请的目的在于提供结构简单、操作方便、灵敏度高和抗干扰能力强。基于电容效应，电容器的电容值会随其极板间介质的变化而变化，通过设定架空线未覆冰及不同覆冰厚度情况下电容值的阈值，当检测对象即电容传感器的实际电容值超过阈值时，电路发出声光报警，有效实现架空线路覆冰检测和报警的一种架空输电线路覆冰检测与报警电路。
4、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
5、本专利技术的一种架空输电线路覆冰检测与报警电路，包括用于放大正弦输入信号的放大单元，用于检测架空输电线路覆冰状况的检测单元，用于将所述检测单元输出的正弦信号进行整流和滤波的整流滤波单元，用于对架空输电线路覆冰状态进行声光报警的报警单元，以及用于产生所述报警单元所需的驱动信号的驱动单元。
6、进一步，所述放大单元包括用于信号放大的运算放大电路，以及用于提高带负载能力的电压跟随电路；所述运算放大电路包括，电阻r1、电阻r2、
7、进一步，所述检测单元为差分结构，包括，电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6和运算放大器a3；所述电容c1与电阻r5、电阻r6、电容c3依次串联，电容c1的另一端连接运算放大器a2的反相端；所述电容c3的另一端连接电阻r8的一端；所述电阻r8的另一端连接运算放大器a3的同相端；所述电阻r9的一端连接运算放大器a3的同相端，另一端接地；所述电容c2的一端连接至电阻r5和电阻r6串联的中点，另一端接地；所述电阻r7的一端连接至电阻r6和电容c3串联的中点，另一端接地；所述电容c4与电阻r10、电阻r11、电容c5依次串联，电容c4的另一端连接运算放大器a2的反相端；所述电容c5的另一端连接电阻r13的一端；所述电阻r13的另一端连接运算放大器a3的反相端；所述电阻r14的一端连接运算放大器a3的反相端，另一端连接运算放大器a3的输出端；所述电阻r10和电阻r11串联的中点是检测对象的输入端；所述电阻r12的一端连接至电阻r11和电容c5串联的中点，另一端接地；所述电容c6的一端接运算放大器a3的输出端。
8、进一步，所述整流滤波单元包括，电阻r15、电阻r16、电阻r17、电容c7、电容c8、二极管d1和二极管d2；所述电阻r15的一端接地，另一端接电容c6的另一端；所述电阻r16的一端接地，另一端连接二极管d1的阴极；所述电容c7的一端接地，另一端连接二极管d1的阴极；所述电阻r17的一端接地，另一端连接二极管d2的阳极；所述电容c8的一端接地，另一端连接二极管d2的阳极；所述二极管d1的阳极接电容c6的另一端；所述二极管d2的阴极接二极管d1的阳极。
9、进一步，所述驱动单元包括，电阻r18、电阻r19、电阻r20、可调电阻rw2和运算放大器a4；所述可调电阻rw2的一端接电源正极，另一端接地；所述电阻r18的一端连接可调电阻rw1的中间端，另一端接运算放大器a4的同相端；所述电阻r19的一端连接二极管d1的阴极，另一端接运算放大器a4的反相端；所述电阻r20的一端连接运算放大器a4的输出端。
10、进一步，所述报警单元包括，电阻r21、电阻r22、电阻r23、晶体管t1、发光二极管led1和扬声器sp；电阻r21的一端接地，另一端与电阻r20的另一端相连；所述晶体管t1的基极接电阻r20的另一端，发射极接地，集电极与电阻r22的一端相连；所述电阻r22的另一端连接发光二极管led1的阴极；所述发光二极管led1的阳极接电源正极；所述电阻r23的一端接晶体管t1的集电极，另一端连接扬声器sp的一端；所述扬声器sp的另一端接电源正极。
11、与现有技术相比，本申请的有益效果是：
12、1、与传统的覆冰参数法、积冰测量仪法、人工巡检法、视频图像法、弧垂测量法等覆冰检测方法相比，本专利技术基于电容效应的覆冰检测方法，利用电容器的电容值会随其极板间介质的变化而变化这一特点，通过设定架空线未覆冰及不同覆冰厚度情况下电容值的阈值，当检测对象即电容传感器的实际电容值超过阈值时，电路发出声光报警，使得电路结构简单、操作方便。
13、2、放大单元包括两级运算放大电路，运算放大电路实现信号放大，电压跟随电路能够提高放大单元的带负载能力、提高所述检测单元的输入阻抗，从而提升整体电路的稳定性、可靠性和节能效果。
14、3、检测单元为差分结构，能够提高覆冰检测的灵敏度和电路抗干扰能力。
技术实现思路
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1.一种架空输电线路覆冰检测与报警电路，其特征在于：包括用于放大正弦输入信号的放大单元，用于检测架空输电线路覆冰状况的检测单元，用于将所述检测单元输出的正弦信号进行整流和滤波的整流滤波单元，用于对架空输电线路覆冰状态进行声光报警的报警单元，以及用于产生所述报警单元所需的驱动信号的驱动单元。
2.根据权利要求1所述的一种架空输电线路覆冰检测与报警电路，其特征在于，所述放大单元包括用于信号放大的运算放大电路，以及用于提高带负载能力的电压跟随电路；所述运算放大电路包括，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、可调电阻Rw1和运算放大器A1；所述电压跟随电路包括运算放大器A2；所述电阻R1和可调电阻Rw1串联，电阻R1另一端接地；正弦波输入信号是电压信号，通过电阻R1和可调电阻Rw1的另一端接入所述放大单元；所述电阻R2的一端接可调电阻Rw1的中间端，另一端接运算放大器A1的反相端；所述电阻R3的一端接运算放大器A1的反相端，另一端接运算放大器A1的输出端；所述电阻R4的一端接运算放大器A1的同相端，另一端接地；所述运算放大器A2的同相端连接运算放大器A1的输出端，运算放大器
3.根据权利要求1所述的一种架空输电线路覆冰检测与报警电路，其特征在于，所述检测单元为差分结构，包括，电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6和运算放大器A3；所述电容C1与电阻R5、电阻R6、电容C3依次串联，电容C1的另一端连接运算放大器A2的反相端；所述电容C3的另一端连接电阻R8的一端；所述电阻R8的另一端连接运算放大器A3的同相端；所述电阻R9的一端连接运算放大器A3的同相端，另一端接地；所述电容C2的一端连接至电阻R5和电阻R6串联的中点，另一端接地；所述电阻R7的一端连接至电阻R6和电容C3串联的中点，另一端接地；所述电容C4与电阻R10、电阻R11、电容C5依次串联，电容C4的另一端连接运算放大器A2的反相端；所述电容C5的另一端连接电阻R13的一端；所述电阻R13的另一端连接运算放大器A3的反相端；所述电阻R14的一端连接运算放大器A3的反相端，另一端连接运算放大器A3的输出端；所述电阻R10和电阻R11串联的中点是检测对象的输入端；所述电阻R12的一端连接至电阻R11和电容C5串联的中点，另一端接地；所述电容C6的一端接运算放大器A3的输出端。
4.根据权利要求1所述的一种架空输电线路覆冰检测与报警电路，其特征在于，所述整流滤波单元包括，电阻R15、电阻R16、电阻R17、电容C7、电容C8、二极管D1和二极管D2；所述电阻R15的一端接地，另一端接电容C6的另一端；所述电阻R16的一端接地，另一端连接二极管D1的阴极；所述电容C7的一端接地，另一端连接二极管D1的阴极；所述电阻R17的一端接地，另一端连接二极管D2的阳极；所述电容C8的一端接地，另一端连接二极管D2的阳极；所述二极管D1的阳极接电容C6的另一端；所述二极管D2的阴极接二极管D1的阳极。
5.根据权利要求1所述的一种架空输电线路覆冰检测与报警电路，其特征在于，所述驱动单元包括，电阻R18、电阻R19、电阻R20、可调电阻Rw2和运算放大器A4；所述可调电阻Rw2的一端接电源正极，另一端接地；所述电阻R18的一端连接可调电阻Rw1的中间端，另一端接运算放大器A4的同相端；所述电阻R19的一端连接二极管D1的阴极，另一端接运算放大器A4的反相端；所述电阻R20的一端连接运算放大器A4的输出端。
6.根据权利要求1所述的一种架空输电线路覆冰检测与报警电路，其特征在于，所述报警单元包括，电阻R21、电阻R22、电阻R23、晶体管T1、发光二极管LED1和扬声器SP；电阻R21的一端接地，另一端与电阻R20的另一端相连；所述晶体管T1的基极接电阻R20的另一端，发射极接地，集电极与电阻R22的一端相连；所述电阻R22的另一端连接发光二极管LED1的阴极；所述发光二极管LED1的阳极接电源正极；所述电阻R23的一端接晶体管T1的集电极，另一端连接扬声器SP的一端；所述扬声器SP的另一端接电源正极。
...【技术特征摘要】
1.一种架空输电线路覆冰检测与报警电路，其特征在于：包括用于放大正弦输入信号的放大单元，用于检测架空输电线路覆冰状况的检测单元，用于将所述检测单元输出的正弦信号进行整流和滤波的整流滤波单元，用于对架空输电线路覆冰状态进行声光报警的报警单元，以及用于产生所述报警单元所需的驱动信号的驱动单元。
2.根据权利要求1所述的一种架空输电线路覆冰检测与报警电路，其特征在于，所述放大单元包括用于信号放大的运算放大电路，以及用于提高带负载能力的电压跟随电路；所述运算放大电路包括，电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、可调电阻rw1和运算放大器a1；所述电压跟随电路包括运算放大器a2；所述电阻r1和可调电阻rw1串联，电阻r1另一端接地；正弦波输入信号是电压信号，通过电阻r1和可调电阻rw1的另一端接入所述放大单元；所述电阻r2的一端接可调电阻rw1的中间端，另一端接运算放大器a1的反相端；所述电阻r3的一端接运算放大器a1的反相端，另一端接运算放大器a1的输出端；所述电阻r4的一端接运算放大器a1的同相端，另一端接地；所述运算放大器a2的同相端连接运算放大器a1的输出端，运算放大器a2的反相端与输出端相连。
3.根据权利要求1所述的一种架空输电线路覆冰检测与报警电路，其特征在于，所述检测单元为差分结构，包括，电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6和运算放大器a3；所述电容c1与电阻r5、电阻r6、电容c3依次串联，电容c1的另一端连接运算放大器a2的反相端；所述电容c3的另一端连接电阻r8的一端；所述电阻r8的另一端连接运算放大器a3的同相端；所述电阻r9的一端连接运算放大器a3的同相端，另一端接地；所述电容c2的一端连接至电阻r5和电阻r6串联的中点，另一端接地；所述电阻r7的一端连接至电阻r6和电容c3串联的中点，另一端接地；所述电容c4与电阻r10、电阻r11、电容c5依次串联，电容c4的另一端连接运算放大器a2的反相端；所述电容c...
【专利技术属性】
技术研发人员：岳雷，顾俭，肖清君，项琨，李增华，唐建伟，
申请(专利权)人：新疆铁道勘察设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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