[發明專利]基于FPGA的光纖控制雷電沖擊電壓截波延時觸發裝置

有效

• 申請號: 201210391654.2
• 申請日: 2012-10-16
• 公開（公告）號: CN102901916A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 丁建東;焦士猛;趙美京;艾曉宇;李軍科;馮敬華
• 申請（專利權）人: 北京華天機電研究所有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R1/28
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張雪梅

技術領域

本發明涉及一種雷電沖擊電壓截波的延時觸發控制裝置，特別是涉及一種基于FPGA的光纖控制雷電沖擊電壓截波延時觸發裝置，可廣泛用于各種電壓等級的雷電沖擊電壓發生器的截波設備中。

背景技術

中國經濟的高速發展推動中國電力的發展，同時也擴大了中國電力的需求。為適應電力的發展和國家節能減排的要求，中國電網電力輸送電壓的等級需要逐步提高，目前電壓等級已由高壓向超高壓再向特高壓發展。隨著國家電網電壓等級的提高，電網完全也應提高到一個新的高度，因此檢測高壓電網及高電壓設備運行正常的措施及包括雷電沖擊電壓截波發生器在內的檢測試驗設備的要求就更高。

根據IEC標準的要求，電網上運行的高電壓產品都要進行高壓試驗，主要包括交、直流耐壓試驗、沖擊電壓試驗、雷電沖擊電壓截波試驗及局部放電試驗等等。雷電沖擊電壓截波發生器主要研究被試品經受各種雷電過電壓時的絕緣性能。

目前國內的截波延時觸發控制裝置主要通過電纜傳遞電氣信號，延時時間由數字電路芯片搭建而成的系統進行控制，容易受干擾而導致設備自截、自放或者延時不穩定；由于電路分布參數影響、元件參數誤差等導致截波延時觸發控制裝置穩定性差，固有延時大（一般≥1.0μS）且不穩定；同時，截波延時觸發控制裝置容易受沖擊系統回路脈沖影響導致損壞；測試及檢修不便。

發明內容

為改進以上現有技術的不足，本發明提供一種基于FPGA的光纖控制雷電沖擊電壓截波延時觸發裝置，該觸發裝置具有良好的雷電沖擊電壓性能。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

基于FPGA的光纖控制雷電沖擊電壓截波延時觸發裝置，該觸發裝置包括：

處理器模塊，用于接收光纖檢測脈沖信號或者強制觸發信號，并根據控制系統所設定的延時時間輸出觸發脈沖信號；

光電耦合模塊，與所述處理器模塊連接，用于接收控制系統設定的延時時間；

通訊控制模塊，與所述處理器模塊連接，用于實現處理器模塊和光纖信號之間的通信。

進一步，所述通訊控制模塊包括與處理器模塊連接的光纖信號接收器和光纖信號發送器。

進一步，所述光纖信號接收器通過光纖接收本體放電信號光纖輸入。

進一步，所述光纖信號發送器通過光纖與截波觸發脈沖點火裝置連接。

進一步，所述處理器模塊包括定時模塊、參考時鐘模塊、計時模塊、強制觸發模塊和復位信號模塊。

進一步，所述處理器模塊為FPGA模塊。本發明的優點在于：

本發明延時觸發裝置在硬件和軟件方面高度集成，降低了成本和復雜性，提高了抗干擾性、可靠性和延時精度，性價比高，可廣泛用于各種電壓等級的雷電沖擊電壓發生器的截波裝置中。

附圖說明

圖1為本發明實施例基于FPGA的光纖控制雷電沖擊電壓截波延時觸發裝置的硬件結構示意圖；

圖2為本發明實施例的FPGA模塊的軟件結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示為本發明實施例的硬件結構示意圖，基于FPGA的光纖控制雷電沖擊電壓截波延時觸發裝置包括處理器模塊，用于接收光纖檢測脈沖信號或者強制觸發信號，并根據控制系統所設定的延時時間輸出觸發脈沖信號；光電耦合模塊，與所述處理器模塊連接，用于接收控制系統設定的延時時間；通訊控制模塊，與所述處理器模塊連接，用于實現處理器模塊和光纖信號之間的通信。所述通訊控制模塊包括與處理器模塊連接的光纖信號接收器和光纖信號發送器。所述光纖信號接收器通過光纖接收本體放電信號光纖輸入。所述光纖信號發送器通過光纖與截波觸發脈沖點火裝置連接。

在本發明的實施例中，截波延時時間可以通過控制系統設定，由PLC數字量模塊以8421BCD碼格式輸出，通過光電耦合器實現與FPGA模塊電氣連接的隔離。本體放電檢測信號通過光纖輸入給光纖信號接收器，轉化成電信號輸入FPGA模塊。FPGA模塊通過計時比較，輸出設定的延時信號給光纖信號發送器，轉化成光信號通過光纖傳遞給截波觸發脈沖點火裝置。截波觸發脈沖點火裝置點火，從而產生需要的雷電截波。其中強制觸發信號可以人為施加檢測信號輸入給FPGA模塊，輸出設定的延時信號。