一种局部放电检测的超声波信号调理电路制造技术

本发明专利技术涉及电力设备带电检测及在线监测领域，具体为一种局部放电检测的超声波信号调理电路，包括超声波传感器、恒流源、隔直电容和带通滤波器；其中：所述超声波传感器通过导线连接恒流源和隔直电容，且恒流源和隔直电容并联，所述隔直电容和带通滤波器通过导线相连。本发明专利技术通过设备的整体结构，采用恒流源供电，可减小因传感器电阻率变化带来的电流波动，同时恒流源的纹波很小，不会产生干扰，并且采用滤波器可以滤除带外信号、放大带内信号，可有效提升超声波信号的精准性。因滤波功能滤除了带外信号，所以同时还起到了抗干扰的作用。所以同时还起到了抗干扰的作用。所以同时还起到了抗干扰的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种局部放电检测的超声波信号调理电路


[0001]本专利技术涉及电力设备带电检测及在线监测领域，具体为一种局部放电检测的超声波信号调理电路。

技术介绍

[0002]由于电力设备内的场强很高，当设备内部存在一些缺陷时，就会在日常运行中发生局部放电。局部放电是一种脉冲放电，它会在电力设备内部和周围空间产生一系列的光、声、电气和机械的振动等物理现象和化学变化。这些伴随局部放电而产生的各种物理现象和化学变化可以为检测电力设备内部绝缘状态提供检测信号。根据检测原理和手段的不同，常用的局放检测方法有超声波法、特高频法、高频电流法等。
[0003]局部放电超声波检测面临如下问题：传感器检测频率低而且变电站环境都很复杂，检测过程易受到电晕放电、机械振动、环境噪声等外界干扰；传感器带前置放大功能，需要供电，供电电路如果设计不好会产生纹波，带来干扰；超声波信号幅度较小，直接进行AD采集，信噪比太低，干扰太大，采集效果不好；不同设备局部放电产生的超声波信号的峰值频率不一样，为此我们提出了一种局部放电检测的超声波信号调理电路。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种局部放电检测的超声波信号调理电路，
[0005]包括超声波传感器、恒流源、隔直电容和带通滤波器；
[0006]其中：所述超声波传感器通过导线连接恒流源和隔直电容，且恒流源和隔直电容并联，所述隔直电容和带通滤波器通过导线相连。
[0007]优选的：所述恒流源采用U1芯片、电容C1、电阻R1、电阻R2、电容C2和电感L1组成，所述U1芯片的管脚3连接28V电源和电容C1，且28V电源和电容C1并联，所述电容C1接地，所述U1芯片的管脚2和管脚4串联后连接电阻R2，且电阻R2连接电阻R1，并且电阻R1连接U1芯片的管脚1，所述电阻R2连接电感L1和电容C2，且电感L1和电容C2并联，并且电容C2接地。
[0008]优选的：所述恒流源提供DC28V给超声波传感器，所述恒流源电路的U1芯片为LT3092EST，且恒流源电流可通过调整R1与R2的值进行设置，输出电流I＝10uA*(R1/R2)。
[0009]优选的：所述电感L1的输出端连接超声波传感器供电端。
[0010]优选的：所述带通滤波器电路为一个8阶巴特沃斯有源带通滤波器，所述带通滤波器的输入端连接电阻R1A，且电阻R1A连接电容C1A和电容C2A，且电容C1A和电容C2A并联，并且电容C1A和电容C2A输出端连接电阻R5A，所述电容C2A连接第一放大器负极，且电容C1A连接第一放大器输出极，所述第一放大器正极连接电阻R4A和电阻R3A，且电阻R4A和电阻R3A并联，并且电阻电阻R3A接地，所述电阻R4A连接第一放大器输出极；
[0011]所述第一放大器输出极连接电阻R1B，且电阻R1B连接电容C1B和电容C2B，且电容C1B和电容C2B并联，并且电容C1B和电容C2B输出端连接电阻R5B，所述电容C2B连接第二放大器负极，且电容C1B连接第二放大器输出极，所述第二放大器正极连接电阻R4B和电阻
R3B，且电阻R4B和电阻R3B并联，并且电阻电阻R3B接地，所述电阻R4B连接第二放大器输出极；
[0012]所述第二放大器输出极连接电阻R1C，且电阻R1C连接电容C1C和电容C2C，且电容C1C和电容C2C并联，并且电容C1C和电容C2C输出端连接电阻R5C，所述电容C2C连接第三放大器负极，且电容C1C连接第三放大器输出极，所述第三放大器正极连接电阻R4C和电阻R3C，且电阻R4C和电阻R3C并联，并且电阻电阻R3C接地，所述电阻R4C连接第三放大器输出极；
[0013]所述第三放大器输出极连接电阻R1D，且电阻R1D连接电容D1D和电容D2D，且电容D1D和电容D2D并联，并且电容D1D和电容D2D输出端连接电阻R5D，所述电容D2D连接第四放大器负极，且电容D1D连接第四放大器输出极，所述第四放大器正极连接电阻R4D和电阻R3D，且电阻R4D和电阻R3D并联，并且电阻电阻R3D接地，所述电阻R4D连接第四放大器输出极。
[0014]优选的：所述带通滤波器电路中元器件电阻R1A、电容C1A、电容C2A、电阻R5A、电阻R1B、电容C1B、电容C2B、电阻R5A、电阻R1C、电容C1C、电容C2C、电阻R5C、电阻R1D、电容C1D、电容C2D和电阻R5D用来调整滤波频率。
[0015]优选的：所述带通滤波器电路中元器件电阻R4A、电阻R3A、电阻R4B和电阻R3B用来调整放大倍数。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0017]本专利技术通过设备的整体结构，采用恒流源供电，可减小因传感器电阻率变化带来的电流波动，同时恒流源的纹波很小，不会产生干扰，并且采用滤波器可以滤除带外信号、放大带内信号，可有效提升超声波信号的精准性。因滤波功能滤除了带外信号，所以同时还起到了抗干扰的作用。
附图说明
[0018]图1为本专利技术系统总体架构；
[0019]图2为本专利技术恒流源电路图；
[0020]图3为本专利技术带通滤波器电路图；
[0021]图4为本专利技术通频带为20k至80kHz滤波效果图；
[0022]图5为本专利技术通频带为80k至200kHz滤波效果图；
[0023]图6为本专利技术通频带为20k至60kHz滤波效果图；
[0024]图7为本专利技术信号幅值放大效果图。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]请参阅图1
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图7，一种局部放电检测的超声波信号调理电路，
[0027]包括超声波传感器、恒流源、隔直电容和带通滤波器；
[0028]其中：所述超声波传感器通过导线连接恒流源和隔直电容，且恒流源和隔直电容并联，所述隔直电容和带通滤波器通过导线相连。
[0029]具体而言：本申请采用恒流源供电，可减小因传感器电阻率变化带来的电流波动，同时恒流源的纹波很小，不会产生干扰，超声波传感器和隔直电容均采用市场上现有设备，为现有技术，隔直电容用于隔开电源，分离出超声波信号给后级带通滤波器，给超声波的电源是DC28V，是直流信号，超声波信号是交流信号，交直流叠加在同轴电缆上进行传输，经过隔直电容后，只有超声波信号传给后级电路。
[0030]所述恒流源采用U1芯片、电容C1、电阻R1、电阻R2、电容C2和电感L1组成，所述U1芯片的管脚3连接28V电源和电容C1，且28V电源和电容C1并联，所述电容C1接地，所述U1芯片的管脚2和管脚4串联后连接电阻R2，且电阻R2连接电阻R1，并且电阻R1连接U1芯片的管脚1，所述电阻R2连接电感L1和电容C2，且电感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种局部放电检测的超声波信号调理电路，其特征在于：包括超声波传感器、恒流源、隔直电容和带通滤波器；其中：所述超声波传感器通过导线连接恒流源和隔直电容，且恒流源和隔直电容并联，所述隔直电容和带通滤波器通过导线相连。2.根据权利要求1所述的一种局部放电检测的超声波信号调理电路，其特征在于：所述恒流源采用U1芯片、电容C1、电阻R1、电阻R2、电容C2和电感L1组成，所述U1芯片的管脚3连接28V电源和电容C1，且28V电源和电容C1并联，所述电容C1接地，所述U1芯片的管脚2和管脚4串联后连接电阻R2，且电阻R2连接电阻R1，并且电阻R1连接U1芯片的管脚1，所述电阻R2连接电感L1和电容C2，且电感L1和电容C2并联，并且电容C2接地。3.根据权利要求2所述的一种局部放电检测的超声波信号调理电路，其特征在于：所述恒流源提供DC28V给超声波传感器，所述恒流源电路的U1芯片为LT3092EST，且恒流源电流可通过调整R1与R2的值进行设置，输出电流I＝10uA*(R1/R2)。4.根据权利要求2所述的一种局部放电检测的超声波信号调理电路，其特征在于：所述电感L1的输出端连接超声波传感器供电端。5.根据权利要求1所述的一种局部放电检测的超声波信号调理电路，其特征在于：所述带通滤波器电路为一个8阶巴特沃斯有源带通滤波器，所述带通滤波器的输入端连接电阻R1A，且电阻R1A连接电容C1A和电容C2A，且电容C1A和电容C2A并联，并且电容C1A和电容C2A输出端连接电阻R5A，所述电容C2A连接第一放大器负极，且电容C1A连接第一放大器输出极，所述第一放大器正极连接电阻R4A和电阻R3A，且电阻R4A和电阻R3A并联，并且电阻电阻R3A接地，所述电阻R4A连接第一放大器输出极；所述第一放大器输出极连接电阻R1...

【专利技术属性】
技术研发人员：高小凡，
申请(专利权)人：郑州精铖智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：