一种用于实验室局部放电试验的信号采集装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于实验室局部放电试验的信号采集装置，属于电气设备测试技术领域。本装置的缺陷模拟装置中设有高压端电极、绝缘介质和接地端平板电极，超声测量探头和超高频测量探头置于缺陷模拟装置的一侧，第一、第二和第三信号处理单元的与超声测量探头、超高频测量探头和罗戈夫斯基线圈相连，同时与第一、第二和第三GPS发射模块相连，GPS接收模块、计算机和高速摄影仪依次相连，高速摄影仪置于缺陷模拟装置的另一侧。本装置对局部放电的超声、超高频、脉冲电流三种信号进行实时同步采集，实现了对局部放电的超声、超高频、电、影像多重信号的实时同步采集。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于实验室局部放电试验的信号采集装置，更具体涉及局部放电多重信号的采集装置，属于电气设备测试

技术介绍
变压器内部的绝缘系统长期运行过程由于受到电腐蚀、热老化、机械应力、受潮等作用，可能引起内部绝缘介质的微小缺陷，产生局部放电。设备内部局部放电会随设备运行时间增长及缺陷加剧不断发展，因而局部放电信号中往往蕴含绝缘介质性能下降，缺陷恶化等多方面渐变过程信息。为此，制造厂和运行单位都很重视设备绝缘内部局部放电的检测，局部放电成为高电压绝缘领域的一个研究热点。实验室常通过典型电极模型模拟变压器内部缺陷，对其施加电压使之产生局部放电，进而研究局部放电的特征及机理。局部放电剧烈程度相较于击穿很小，其放电信号极易受到各种干扰，因此其测量技术成为业内的一个研究热点。目前较常见的测量方法有脉冲电流法、超高频测量、超声测量等测量方法，每种方法均有其各自的优缺点。此外，还常对放电过程进行摄影，记录放电的光现象。但是，针对不同的电极模型、电压类型、试验环境等条件，所适用的测量方法也不尽相同，由于放电过程十分短暂，对其影像捕捉也常需要用到复杂而昂贵的摄影设备和触发机制。目前用到的局部放电测量系统受环境影像较大，采集到的信号种类单一，不利于对局部放电信号的全面深入分析。
技术实现思路
和实例本专利技术的目的是提出一种用于实验室局部放电试验的信号采集装置，采用多种传感器对局部放电的信号进行实时同步采集，通过全球定位系统(以下简称GPS)统一各通道信号时间，避免各通道电缆之间的电磁干扰以及复杂的电路布线，通过对三种信号的逻辑运算控制实现对高速摄像仪的及时、准确、可靠触发，实现了对局部放电的超声、超高频、电、影像多重信号的实时同步采集。本专利技术提出的用于实验室局部放电试验的信号采集装置，包括缺陷模拟装置、超声测量探头、超高频测量探头、罗戈夫斯基线圈、第一信号处理单元、第二信号处理单元、第三信号处理单元、第一GPS发射模块、第二GPS发射模块、第三GPS发射模块、GPS接收模块、计算机和高速摄影仪；所述的缺陷模拟装置中设有高压端电极、绝缘介质和接地端平板电极，绝缘介质置于高压端电极和接地端平板电极之间，所述的高压端电极与局部放电试验回路的高压端相连，所述的接地端平板电极与局部放电试验回路的接地点相连；所述的罗戈夫斯基线圈连接在缺陷模拟装置与接地点之间；所述的超声测量探头和超高频测量探头分别置于缺陷模拟装置的一侧，所述的第一信号处理单元、第二信号处理单元和第三信号处理单元的信号输入端分别通过信号线与超声测量探头、超高频测量探头和罗戈夫斯基线圈相连，第一信号处理单元、第二信号处理单元和第三信号处理单元的信号输出端分别与第一GPS发射模块、第二GPS发射模块和第三GPS发射模块相连；所述的GPS接收模块、计算机和高速摄影仪依次相连，高速摄影仪置于缺陷模拟装置的另一侧。本专利技术提出的用于实验室局部放电试验的信号采集装置，其优点是：本专利技术的信号采集装置对局部放电的超声、超高频、脉冲电流三种信号进行实时同步采集，通过GPS通讯模块避免了各通道电缆之间的电磁干扰以及复杂的电路布线，通过对三种信号的逻辑运算控制实现对高速摄像仪的及时、准确、可靠触发，从而得到时钟统一的包括超声、超高频、电、图像信号在内局部放电全过程信息。根据测试的环境和需求，可对采集信号的传感器进行选择，满足了大多数局部放电信号测试的需求。实现了对局部放电的超声、超高频、电、影像多重信号的实时同步采集。附图说明图1是本专利技术提出的用于实验室局部放电试验的信号采集装置的结构框图。图2是图1所示的信号采集装置中信号采集部分的电路原理图。图1和图2中，1是高压端，2是缺陷模拟装置，2-1是高压端电极，2-2是绝缘介质，2-3是接地端平板电极，3是接地点，4是超声测量探头，5是超高频测量探头，6是罗戈夫斯基线圈，7是第一信号处理单元，8是第二信号处理单元，9是第三信号处理单元，10是第一GPS发射模块，11是第二GPS发射模块，12是第三GPS发射模块，13是GPS接收模块，14是计算机，15是高速摄影仪。具体实施方式本专利技术提出的用于实验室局部放电试验的信号采集装置，其结构框图如图1所示，包括缺陷模拟装置2、超声测量探头4、超高频测量探头5、罗戈夫斯基线圈6、第一信号处理单元7、第二信号处理单元8、第三信号处理单元9、第一GPS发射模块10、第二GPS发射模块11、第三GPS发射模块12、GPS接收模块13、计算机14和高速摄影仪15。缺陷模拟装置2中设有高压端电极2-1、绝缘介质2-2和接地端平板电极2-3，绝缘介质2-2置于高压端电极2-1和接地端平板电极2-3之间。高压端电极2-1与局部放电试验回路的高压端1相连，接地端平板电极2-3与局部放电试验回路的接地点3相连。罗戈夫斯基线圈6连接在缺陷模拟装置2与接地点3之间。超声测量探头4和超高频测量探头5分别置于缺陷模拟装置2的一侧，第一信号处理单元7、第二信号处理单元8和第三信号处理单元9的信号输入端分别通过信号线与超声测量探头4、超高频测量探头5和罗戈夫斯基线圈6相连，第一信号处理单元7、第二信号处理单元8和第三信号处理单元9的信号输出端分别与第一GPS发射模块10、第二GPS发射模块11和第三GPS发射模块12相连。GPS接收模块13、计算机14和高速摄影仪15依次相连，高速摄影仪15置于缺陷模拟装置2的另一侧。本专利技术的信号采集装置中，第一信号处理单元7、第二信号处理单元8和第三信号处理单元8的电路原理图如图2所示，包括过压保护电路、带通滤波器、峰值保持电路和A/D转换单元，过压保护电路、带通滤波器、峰值保持电路和A/D转换单元依次相连。以下结合附图，详细介绍本专利技术装置的工作原理：如图1所示，局部放电试验的高压端1接到试验回路的高压电源。缺陷模拟装置2用于模拟电力设备中的各种类型的缺陷，例如局部放电缺陷，缺陷模拟装置2中的高压端电极，可以根据模拟缺陷的种类进行选择，可以选择球形、针尖、柱形等多种形状，缘介质2-2可以根据模拟缺陷的材料进行选择，可以采用绝缘纸板、环氧树脂板、聚酰亚胺板等，2-3是接地端平板电极，与地回路相连。其中的超声测量探头4，用于采集局部放电发生时的超声信号；超高频测量探头5用于采集局部放电放生时的超高频探头；罗戈夫斯基线圈6用于采集局部放电发生时的脉冲电流信号。第一信号处理单元7用于对超声测量探头4采集到的局部放电超声信号进行滤波、A/D转换等处理，并传送至第一GPS发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于实验室局部放电试验的信号采集装置，其特征在于该信号采集装置包括缺陷模拟装置、超声测量探头、超高频测量探头、罗戈夫斯基线圈、第一信号处理单元、第二信号处理单元、第三信号处理单元、第一GPS发射模块、第二GPS发射模块、第三GPS发射模块、GPS接收模块、计算机和高速摄影仪；所述的缺陷模拟装置中设有高压端电极、绝缘介质和接地端平板电极，绝缘介质置于高压端电极和接地端平板电极之间，所述的高压端电极与局部放电试验回路的高压端相连，所述的接地端平板电极与局部放电试验回路的接地点相连；所述的罗戈夫斯基线圈连接在缺陷模拟装置与接地点之间；所述的超声测量探头和超高频测量探头分别置于缺陷模拟装置的一侧，所述的第一信号处理单元、第二信号处理单元和第三信号处理单元的信号输入端分别通过信号线与超声测量探头、超高频测量探头和罗戈夫斯基线圈相连，第一信号处理单元、第二信号处理单元和第三信号处理单元的信号输出端分别与第一GPS发射模块、第二GPS发射模块和第三GPS发射模块相连；所述的GPS接收模块、计算机和高速摄影仪依次相连，高速摄影仪置于缺陷模拟装置的另一侧。

【技术特征摘要】
1.一种用于实验室局部放电试验的信号采集装置，其特征在于该信号采集装置包括缺
陷模拟装置、超声测量探头、超高频测量探头、罗戈夫斯基线圈、第一信号处理单元、第
二信号处理单元、第三信号处理单元、第一GPS发射模块、第二GPS发射模块、第三GPS
发射模块、GPS接收模块、计算机和高速摄影仪；所述的缺陷模拟装置中设有高压端电极、
绝缘介质和接地端平板电极，绝缘介质置于高压端电极和接地端平板电极之间，所述的高
压端电极与局部放电试验回路的高压端相连，所述的接地端平板电极与局部放电试验回路
的接地点相连；所述的罗戈夫斯基线圈连接在缺陷模拟装置与接地点之间；所述的超声测
量探头和超高频测量探头分别置于缺陷模拟装置的一侧，所述的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：周远翔，王明渊，李琼林，刘书铭，张云霄，代双寅，张灵，金福宝，刘慧芳，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司电力科学研究院，清华大学，
类型：发明
国别省市：河南;41