[發明專利]一種局部放電超聲前置處理電路

在審

• 申請號: 201410543904.9
• 申請日: 2014-10-15
• 公開（公告）號: CN104242846A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 彭晶;王科;譚向宇;項恩新;劉光祺;馬儀;錢國超
• 申請（專利權）人: 云南電網公司電力科學研究院
• 主分類號: H03G3/00
• 分類號: H03G3/00;H03H7/12;G01R31/12;G01H17/00
• 代理公司: 昆明大百科專利事務所 53106
• 代理人: 何健;張代民

技術領域

本發明涉及電力設備狀態監測領域，特別是涉及一種局部放電超聲前置處理電路。

背景技術

局部放電是電氣設備發生絕緣故障的先兆和表現形式。長期存在的局部放電使得絕緣裂化并擴大，最終造成絕緣擊穿事故。

當局部放電發生時，會產生電、熱、聲、光等多種物理現象，技術人員根據檢測這些物理現象來判斷電氣設備是否存在局部放電。超聲被證明是局部放電的重要表現形式和有效檢測手段。為了防止運行中電氣設備發生絕緣擊穿事故，電網企業和發電企業大量采購了局部放電超聲檢測設備并開展了局部放電超聲檢測工作。

局部放電超聲前置處理電路屬于模擬電子電路，其輸入來自局部放電超聲傳感器，其輸出連接至后端數字電子電路。由于目前局部放電超聲傳感器和后端數字電子電路的性能均已較為成熟和優良，可以說，局部放電超聲前置處理電路成為了局部放電超聲檢測設備的核心和瓶頸組件，其性能直接決定了局部放電超聲檢測設備的性能。

目前市場上已有的局部放電超聲前置處理電路，由于元器件選用不合理及參數選擇不合理，導致性能不夠理想。例如：1）大量采用三極管等分立器件，而不是儀表放大器、運算放大器等集成電路，大部分廠商由于受到設計水平的限制，分立器件組成的電路的性能很難與集成電路媲美，導致局部放電超聲前置處理電路的抗干擾性、穩定性不佳；2）目前市場上部分廠商的局部放電超聲前置處理電路，由于濾波模塊頻率范圍選用不當（有的甚至只采用50Hz高通濾波器），導致極易受低頻噪聲（20kHz以下，如工頻電壓干擾、諧波電壓干擾、人說話聲、汽車聲、風扇聲、機械振動聲等）和高頻噪聲（300kHz以上，如閃光燈、手機通訊等）的干擾。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的問題，提出一種局部放電超聲前置處理電路，從而解決現有技術中局部放電超聲前置處理電路由于元器件選用不合理及參數選擇不合理導致抗干擾性、穩定性不佳的問題。

為實現上述目的，本發明提出一種局部放電超聲前置處理電路，本發明特征在于：由信號輸入端、輸入級放大模塊、帶通濾波模塊、主放大模塊、緩沖輸出模塊、信號輸出端依序連接組成電路；設有穩壓模塊向電路供電，并設有內置電池模塊與穩壓模塊連接，還設有外部電源輸入端與穩壓模塊連接。

本發明所述輸入級放大模塊采用儀表放大器為核心組成，放大倍數為20dB。輸入級放大模塊具有輸入電阻大、共模抑制比高、低噪聲等優點，極大地降低了共模干擾和射頻干擾。

本發明所述帶通濾波模塊采用高速運算放大器為核心組成，濾波頻率范圍為20kHz~300kHz。帶通濾波模塊使得整個局部放電超聲前置處理電路具備優良的抗干擾能力。

本發明所述主放大模塊采用精密運算放大器為核心組成，主放大模塊的放大倍數可調，調整范圍為20dB或40dB或60dB。主放大模塊使得微弱的局部放電超聲信號得到精密的、有效的放大。

本發明所述緩沖輸出模塊采用緩沖放大器為核心組成，放大倍數為0dB。緩沖輸出模塊使得整個局部放電超聲前置處理電路具有低阻抗輸出，增大輸出電流、提高負載能力。

本發明所述的局部放電超聲前置處理電路的電源來自內置電池模塊或外部電源輸入端，電源通過穩壓模塊轉換為低紋波、低噪聲、穩壓電壓向輸入級放大模塊、帶通濾波模塊、主放大模塊、緩沖輸出模塊供電。

本發明的有益效果是，局部放電超聲前置處理電路的抗干擾性、穩定性極大提高，不受低頻噪聲（20kHz以下，如工頻電壓干擾、諧波電壓干擾、人說話聲、汽車聲、風扇聲、機械振動聲等）和高頻噪聲（300kHz以上，如閃光燈、手機通訊等）的干擾。

下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明的核心電路圖。

具體實施方式

圖1所示為一種局部放電超聲前置處理電路，本發明特征在于：由信號輸入端1、輸入級放大模塊2、帶通濾波模塊3、主放大模塊4、緩沖輸出模塊5、信號輸出端6依序連接組成電路；設有穩壓模塊7向電路供電，并設有內置電池模塊8與穩壓模塊7連接，還設有外部電源輸入端9與穩壓模塊7連接。

本發明所述輸入級放大模塊2采用儀表放大器為核心組成，放大倍數為20dB。輸入級放大模塊2具有輸入電阻大、共模抑制比高、低噪聲等優點，極大地降低了共模干擾和射頻干擾。