一种用于接地网检测的激励源系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种用于接地网检测的激励源系统，包括供电电源、函数信号发生器、功率放大电路、阻抗变换器和电流频率显示单元；其中，函数信号发生器包括控制调节电路、信号发生电路和放大输出级，功率放大电路包括输入级、推动级、输出级和保护级，保护级分别与推动级和输出级连接，阻抗变换器包括初级线圈、次级线圈和铁芯，铁芯为环形的纳米晶材质的铁芯，初级线圈和次级线圈缠绕在铁芯上。本实用新型专利技术解决了功率放大器与接地网负载匹配的问题，能够适应不同的负载，实现了频率和电流的连续可调节，具备正弦波和占空比可调的脉冲信号两种工作方式，可根据测量需要，通过阻抗变换器变比的选择，获得较高的输出电压或激励电流信号。

An excitation source system for grounding grid detection

The utility model relates to an excitation source system for grounding grid detection, which comprises a power supply, a function signal generator, a power amplification circuit, an impedance converter and a current frequency display unit, wherein a function signal generator includes a control and adjustment circuit, a signal generating circuit and an amplification output stage, and a power amplification circuit package. The impedance converter consists of a primary coil, a secondary coil and an iron core. The iron core is a ring-shaped nanocrystalline core. The primary coil and a secondary coil are wound around the iron core. The utility model solves the problem of load matching between power amplifier and grounding grid, adapts to different loads, realizes continuous adjustable frequency and current, and has two working modes of sinusoidal wave and pulse signal with adjustable duty cycle, which can achieve higher performance through the selection of impedance converter ratio according to measurement requirements. Output voltage or excitation current signal.

【技术实现步骤摘要】
一种用于接地网检测的激励源系统
本技术涉及接地网检测
，具体而言，涉及一种用于接地网检测的激励源系统。
技术介绍
输电铁塔接地网在电力输送的安全运行中起着十分重要的作用，其接地性能直接关系到输电线路的正常运行，我国的接地网大多采用钢材质制作，随着使用年限的增长，多雨和沿海地区，易发生接地网导体的锈蚀或断裂，影响接地网的接地性能。为此，国家制订了相关标准，每年电力部门都要进行土壤电阻率、接地阻抗、地表电位、接触电势等常规检查，以便判断接地网的接地性能是否满足安全要求，有时还要通过向接地网直接注入激励电流，通过地表电磁量的测量，查找接地网的断点和严重腐蚀段。在接地网检测与诊断的工程实际中，都需要一个激励信号，为了携带方便，目前的激励源多采用蓄电池供电，输出电流小、频率范围窄、带负载能力差；而对于需要较大电流的情况，有的电源常采用间歇式的脉冲工作方式，有的采用脉冲宽度调制放大技术(PWM)，通过滤波选择某一频率获得正弦波，这种电源的工作频率单一，且不能适应接地网复杂负载的工作条件，在测量地表电位、磁场分布的诊断中，有时需要脉冲激励，有时需要正弦波激励，且要求激励信号的频率能够在一定范围内调节，又因为接地网的大小不同，负载具有不确定的特点，有时仅零点几欧姆，有时可达到十几欧姆。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供一种用于接地网检测的激励源系统，具有一定的工作频带，具备几安培至几十安培的电流输出能力，能够适应接地网负载的不确定性特点；具有多种波形工作方式和大电流工作状态下的连续工作能力。本技术采用的技术方案是：提供一种用于接地网检测的激励源系统，包括供电电源、函数信号发生器、功率放大电路、阻抗变换器和电流频率显示单元；所述供电电源分别与所述函数信号发生器、功率放大电路和电流频率显示单元相连，所述函数信号发生器、功率放大电路、阻抗变换器依次连接，所述阻抗变换器还分别与所述电流频率显示单元和接地网负载连接；所述函数信号发生器包括控制调节电路、信号发生电路和放大输出级，所述功率放大电路包括输入级、推动级、输出级和保护级，所述保护级分别与所述推动级和所述输出级连接，所述阻抗变换器包括初级线圈、次级线圈和铁芯，所述铁芯为环形的纳米晶材质的铁芯，所述初级线圈和所述次级线圈缠绕在所述铁芯上。在本技术所述的用于接地网检测的激励源系统中，所述控制调节电路包括正弦信号控制调节电路和脉冲信号控制调节电路，所述信号发生电路包括正弦信号发生电路和脉冲信号发生电路，所述放大输出级包括正弦信号放大输出级和脉冲信号放大输出级。在本技术所述的用于接地网检测的激励源系统中，所述初级线圈与所述功率放大电路连接，所述次级线圈上设置有用于与所述接地网负载连接的N个抽头，所述N个抽头分别对应不同的初、次级线圈变比，其中，N为大于等于1的整数。在本技术所述的用于接地网检测的激励源系统中，所述初级线圈的绕组线径为2.0mm，匝数为160；所述次级线圈上共设有四个抽头，所述次级线圈的绕组线径在第一个抽头处为3.7mm、在第二个抽头处为2.0mm、在第三个抽头和第四个抽头处为1.4mm，四个抽头处的匝数均为80。在本技术所述的用于接地网检测的激励源系统中，所述铁芯的厚度为75mm、内径为180mm、外径为260mm。本技术提供的用于接地网检测的激励源系统通过对现有线性功率放大器的改进和阻抗变换器的设计，在较宽频带内，保证足够电流输出能力的条件下，解决了功率放大器与接地网负载匹配的问题，能够适应不同的负载，实现了频率和电流的连续可调节，具备正弦波和占空比可调的脉冲信号两种工作方式，可根据测量需要，通过阻抗变换器变比的选择，获得较高的输出电压或激励电流信号，同时输出信号的频率和电流有数码管适时显示，使用方便，用途广泛，可以满足输电线路接地网接地性能检测和故障诊断的多种需要。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：图1是本技术实施例的框线结构示意图；图2是阻抗变换器和负载的等效电路图；图3是阻抗变换器磁芯几何参数图；图4是阻抗变换器的电气原理图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1所示，本技术实施例提供的用于接地网检测的激励源系统，包括供电电源1、函数信号发生器2、功率放大电路3、阻抗变换器4和电流频率显示单元5；供电电源1分别与函数信号发生器2、功率放大电路3和电流频率显示单元5相连，函数信号发生器2、功率放大电路3、阻抗变换器4依次连接，阻抗变换器4还分别与电流频率显示单元5和接地网负载连接。具体的，函数信号发生器2包括控制调节电路21、信号发生电路22和放大输出级23，控制调节电路21包括正弦信号控制调节电路21和脉冲信号控制调节电路21，信号发生电路22包括正弦信号发生电路22和脉冲信号发生电路22，放大输出级23包括正弦信号放大输出级23和脉冲信号放大输出级23。其中，正弦信号控制调节电路21用于供工作人员进行信号频率调节，并将调节指令发送于正弦信号发生电路22；正弦信号发生电路22基于所述频率指令产生相应频率的初始正弦信号；正弦信号放大输出级23用于对初始正弦信号进行放大处理获得所述正弦波信号。可见，正弦信号控制调节电路21、正弦信号发生电路22和正弦信号放大输出级23用于产生正弦波信号和进行信号频率调节；在进行信号频率调节时，应注意正弦波形不能失真。同理，脉冲信号控制调节电路21用于供工作人员进行信号脉冲宽度调节，并将调节指令发送于脉冲信号发生电路22；脉冲信号发生电路22基于所述脉冲宽度指令产生相应脉冲宽度的初始脉冲信号；脉冲信号放大输出级23用于对初始脉冲信号进行放大处理获得所述脉冲信号。可见，脉冲信号控制调节电路21、脉冲信号发生电路22和脉冲信号放大输出级23用于产生脉冲信号和进行信号脉冲宽度调节。功率放大电路3包括输入级31、推动级32、输出级33和保护级34，保护级34分别与推动级32和输出级33连接。功率放大电路3主要用于信号的功率放大和输出驱动电流。在实施例中进行接地网缺陷诊断时，功率放大电路3的设计原则为：(1)工作频率在10Hz～50kHz的频带内；(2)输出信号频率和输出电流能方便地连续调节；(3)在保证输出信号具有足够驱动电流的条件下，自身能够连续工作。针对上述要求，本实施例中采用线性功率放大技术，功率放大电路3电路包括输入级31、推动级32、输出级33和保护级34，末级输出采用10对大功率晶体管组成互补推挽并联的输出形式，晶体管的型号为2SC5200和2SA1943。具体的，输入级31用于接收来自正弦信号发生器和/或脉冲信号发生器输出的初级激励信号，并依次送入推动级32、输出级33进行处理，并最终获得正弦激励信号或脉冲激励信号；其中，输入级31作用是抑制电路的零点漂移和温度漂移，并使功率放大电路3静态时的输出电压为零，从而保证电路稳定、可靠的工作；推动级32的作用是为输出级33提供足够的驱动电流；输出级33的作用是向负载提供信号功率；保护级34分别与推动级32和输出级33本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于接地网检测的激励源系统，其特征在于，包括供电电源、函数信号发生器、功率放大电路、阻抗变换器和电流频率显示单元；所述供电电源分别与所述函数信号发生器、功率放大电路和电流频率显示单元相连，所述函数信号发生器、功率放大电路、阻抗变换器依次连接，所述阻抗变换器还分别与所述电流频率显示单元和接地网负载连接；所述函数信号发生器包括控制调节电路、信号发生电路和放大输出级，所述功率放大电路包括输入级、推动级、输出级和保护级，所述保护级分别与所述推动级和所述输出级连接，所述阻抗变换器包括初级线圈、次级线圈和铁芯，所述铁芯为环形的纳米晶材质的铁芯，所述初级线圈和所述次级线圈缠绕在所述铁芯上。

【技术特征摘要】
1.一种用于接地网检测的激励源系统，其特征在于，包括供电电源、函数信号发生器、功率放大电路、阻抗变换器和电流频率显示单元；所述供电电源分别与所述函数信号发生器、功率放大电路和电流频率显示单元相连，所述函数信号发生器、功率放大电路、阻抗变换器依次连接，所述阻抗变换器还分别与所述电流频率显示单元和接地网负载连接；所述函数信号发生器包括控制调节电路、信号发生电路和放大输出级，所述功率放大电路包括输入级、推动级、输出级和保护级，所述保护级分别与所述推动级和所述输出级连接，所述阻抗变换器包括初级线圈、次级线圈和铁芯，所述铁芯为环形的纳米晶材质的铁芯，所述初级线圈和所述次级线圈缠绕在所述铁芯上。2.根据权利要求1所述的用于接地网检测的激励源系统，其特征在于，所述控制调节电路包括正弦信号控制调节电路和脉冲信号控制调节电路，所述信号发生电路包...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊鸿楗，王继承，周东伟，张晓龙，宫贺，余晶晶，王瑞虎，张连聪，刘明辉，陈振宇，蒋绍康，蒋正虎，朱晓伟，杨尚玉，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司保山供电局，
类型：新型
国别省市：云南,53