一种基于高频电流的高压断路器真空度检测系统技术方案

本发明专利技术提出一种基于高频电流的高压断路器真空度检测系统，涉及断路器技术领域，包括放大电路、滤波电路、峰值检测电路、A/D转换电路和显示电路，放大电路采集采样电阻的电压信号，放大后的电压信号经过滤波电路剔除频率在50KHz以上的高频谐波分量，获得频率在50KHz以下的电压信号，峰值检测电路提取50KHz以下的电压信号的峰值，将峰值以直流电压信号的方式输入至A/D转换电路，A/D转换电路将模拟信号转换为数字信号处理，显示电路将A/D转换电路转换后的数字信号进行直观显示。本发明专利技术提供通过检测高频预击穿电流的峰值从而获知高压断路器真空灭弧室内部的真空度情况，并且具有适应频率范围宽，抗干扰能力强的优点。

A vacuum test system for high voltage circuit breaker based on high frequency current

The invention provides a high voltage vacuum circuit breaker with high frequency current detection system based on, relates to the technical field of circuit breaker, including amplifying circuit, filter circuit, peak detection circuit, A/D conversion circuit and display circuit, signal amplification circuit voltage acquisition sampling resistor, the amplified voltage signal through the filter circuit to eliminate high-frequency harmonics in frequency above 50KHz, obtained in frequency voltage signal below 50KHz, peak detection circuit extraction peak voltage signal below 50KHz, the peak input to the DC voltage signal to the A/D conversion circuit, A/D conversion circuit converts the analog signal to digital signal processing, digital signal display circuit A/D conversion circuit converted directly display. The invention provides a vacuum test chamber of a high-voltage breaker by detecting the peak value of the high-frequency pre breakdown current so as to have the advantages of wide frequency range adaptation and strong anti-interference ability.

【技术实现步骤摘要】
一种基于高频电流的高压断路器真空度检测系统
本专利技术涉及断路器
，尤其是一种基于高频电流的高压断路器真空度检测系统。
技术介绍
目前，真空断路器的离线检测方法较多，主要包括：观察法，火花计法，吸气剂颜色变化的判定法，工频耐压法，射线法和磁控放电法等。其中磁控放电法是目前使用较多，也是较为可靠的一种检测方法。但是磁控放电法的缺点也很明显，通过测定离子电流，便可知道灭弧室内的真空度，对一定型号的灭弧室，先通过实验校定压强—离子电流曲线，以便实际测量时可根据电流查得真空度，在测量时需要将开关从开关柜中取出，并将真空灭弧室从开关上拆下方能进行检测，这样操作不便而且耗费人力，物力。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于高频电流的高压断路器真空度检测系统，实能够有效提取交流电压信号的峰值，并且具有适应频率范围宽，抗干扰能力强的优点。本专利技术具体采用如下技术方案实现：一种基于高频电流的高压断路器真空度检测系统，包括放大电路、滤波电路、峰值检测电路、A/D转换电路和显示电路，所述放大电路采集采样电阻的电压信号，将所述电压信号放大，放大后的所述电压信号经过所述滤波电路剔除频率在50KHz以上的高频谐波分量，获得频率在50KHz以下的电压信号，所述峰值检测电路提取50KHz以下的电压信号的峰值，并将所述峰值以直流电压信号的方式输入至所述A/D转换电路，所述A/D转换电路将模拟信号转换为数字信号用于数据处理，所述显示电路将所述A/D转换电路转换后的数字信号进行直观显示。作为优选，所述放大电路包括两个电压跟随器和一个可编程运算放大器，所述电压跟随器用于实现阻抗匹配，提高后续电路的输入阻抗。作为优选，所述滤波电路由两个二阶契比雪夫低通滤波器串联组合而成。作为优选，所述峰值检测电路由绝对值电路和信号调理电路两部分组成。作为优选，所述绝对值电路由半波整流电路和加法运算放大器组成。作为优选，所述信号调理电路接收所述绝对值电路输出的绝对值信号，将其转化为平滑的直流信号，所述信号调理电路由RC滤波器、四个运算放大器和一个反相放大电路构成。本专利技术提供的基于高频电流的高压断路器真空度检测系统，其有益效果在于：通过检测高频预击穿电流的峰值从而获知高压断路器真空灭弧室内部的真空度情况，并且具有适应频率范围宽，抗干扰能力强的优点。附图说明图1是本专利技术的断路器真空度检测系统的结构框图；图2是放大电路原理图；图3是滤波电路原理图；图4绝对值电路原理图；图5信号调理电路图；图6显示电路图。具体实施方式为进一步说明各实施例，本专利技术提供有附图。这些附图为本专利技术揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本专利技术的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。现结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。如图1所示，本实施提供的一种基于高频电流的高压断路器真空度检测系统，包括放大电路、滤波电路、峰值检测电路、A/D转换电路和显示电路，所述放大电路采集采样电阻的电压信号，将所述电压信号放大，放大后的所述电压信号经过所述滤波电路剔除频率在50KHz以上的高频谐波分量，获得频率在50KHz以下的电压信号，所述峰值检测电路提取50KHz以下的电压信号的峰值，并将所述峰值以直流电压信号的方式输入至所述A/D转换电路，所述A/D转换电路将模拟信号转换为数字信号用于数据处理，所述显示电路将所述A/D转换电路转换后的数字信号进行直观显示。由采样电阻取来的电压信号，幅值在几十毫伏到几百毫伏之间。由于信号较弱，所以它需要先经过放大以后才能进行后续的信号处理，此部分电路结构比较简单，由一个电压跟随器加一个可编程运算放大器和另一个电压跟随器组成，电压跟随器的作用就是实现阻抗匹配,提高后续电路的输入阻抗，具体电路如图2所示。可编程运算放大器选用PGA103，通过编程改变其放大增益倍数用非常方便。本实施例采用四阶契比雪夫低通滤波器，是由两个二阶契比雪夫低通滤波器串联组合而成，其截止频率为50KHZ，增益为36，波动幅度为1/2分贝，其硬件连接如图3所示。采用了LF353运算放大器，LF353是成本低，速度快，双JFET输入的运算放大器。芯片内部输入失调电压己经激光修正，只需提供很低的电流就可保持大的增益带宽积和高的压摆率，此外，匹配精良的JFET输入器件提供非常低的输入偏置电流和失调电流。该运算放大器具有低输入失调电压，低输入偏置电流,高输入阻抗，低噪声，低失调电压漂移的特点。峰值检测电路是整个高频电流法真空度检测系统的核心。它承担着将高频交流信号的峰值变为直流信号的重任，它的准确程度直接影响着整个系统的测量结果，其主要由绝对值电路和信号调理电路两大部分组成。绝对值电路是峰值检测电路的第一部分，它的作用是将高频交流信号变为全正半周或者全负半周的半波信号，即所谓的绝对值信号。具体电路如图4所示，在半波整流电路的基础上，加一级加法运算放大器，就组成了简单的绝对值电路。信号调理电路的功能是接收绝对值信号，将其转化为平滑的直流信号，并且保证此直流信号为输入正弦信号的峰值，电路图如图5所示。R13和C1构成RC滤波器，U1、U2单元的4个运算放大器构成信号调理电路，它的功能是剔除谐波分量,抑制交流谐波信号的干扰。U3A运算放大器构成的是一个反相放大电路，它的功能是调节所输出的直流信号的幅值，即是补偿电路，补偿滤波环节和由于二极管管压降造成的峰值损失。本实施例的显示电路主要用到LED、MCS-51单片机、MC14495驱动芯片、AD转换器0809和D触发器搭建而成，具体电路如图6所示。整个电路的工作原理是：由单片机的写信号WR和P2.0控制ADC的地址锁存和转换启动，由于ALE和START连在一起，因此ADC0809的锁存通道地址的同时也启动转换在读取转换结果时，用单片机的读信号RD和P2.7引脚经一级或非门后，产生的正脉冲作为OE信号，用以打开三态输出锁存器。尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本专利技术，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本专利技术的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本专利技术做出各种变化，均为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于高频电流的高压断路器真空度检测系统，其特征在于，包括放大电路、滤波电路、峰值检测电路、A/D转换电路和显示电路，所述放大电路采集采样电阻的电压信号，将所述电压信号放大，放大后的所述电压信号经过所述滤波电路剔除频率在50KHz以上的高频谐波分量，获得频率在50KHz以下的电压信号，所述峰值检测电路提取50KHz以下的电压信号的峰值，并将所述峰值以直流电压信号的方式输入至所述A/D转换电路，所述A/D转换电路将模拟信号转换为数字信号用于数据处理，所述显示电路将所述A/D转换电路转换后的数字信号进行直观显示。

【技术特征摘要】
1.一种基于高频电流的高压断路器真空度检测系统，其特征在于，包括放大电路、滤波电路、峰值检测电路、A/D转换电路和显示电路，所述放大电路采集采样电阻的电压信号，将所述电压信号放大，放大后的所述电压信号经过所述滤波电路剔除频率在50KHz以上的高频谐波分量，获得频率在50KHz以下的电压信号，所述峰值检测电路提取50KHz以下的电压信号的峰值，并将所述峰值以直流电压信号的方式输入至所述A/D转换电路，所述A/D转换电路将模拟信号转换为数字信号用于数据处理，所述显示电路将所述A/D转换电路转换后的数字信号进行直观显示。2.根据权利要求1所述的一种基于高频电流的高压断路器真空度检测系统，其特征在于：所述放大电路包括两个电压跟随器和一个可编程运算放大器，所述电压跟随...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟达寿，
申请(专利权)人：唐恩厦门电气有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35