一种低损耗远距离传输局部放电超声信号的检测装置的制造方法
【专利摘要】一种低损耗远距离传输局部放电超声信号的检测装置，属于高电压绝缘研究领域。本实用新型包括压电陶瓷传感器，前置放大器，视频光端机，光纤，同轴电缆，滤波电路，电平抬升电路，DSP下位机，上位机，USB数据线。本实用新型提出以视频光端机作为光电转换单元进行局部放电超声信号的远距离传输，其优势在于（1）降低了整个传输系统的损耗，不仅可将局部放电超声信号稳定可靠地转换为光信号实现远距离传输，而且减少了局部放电超声信号在传输过程中可能受到的电磁干扰与信号衰减；（2）将DSP下位机设计为USB传输接口提升了数据传输速度，保证了所采集的局部放电超声信号高速可靠上传。
【专利说明】
一种低损耗远距离传输局部放电超声信号的检测装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及的一种低损耗远距离传输局部放电超声信号的检测装置，属于高电压绝缘研究领域。
【背景技术】
[0002]随着我国经济发展，对供电可靠性的要求越来越高，对电气设备的状态检测就显的十分重要。电气设备的局部由于绝缘劣化发生放电而整体仍保持绝缘性能的放电现象称为局部放电。由于局部放电发生后随着时间的推移会使电气设备逐步失去绝缘性能，因此对局部放电的检测就显的尤为重要。超声局部放电检测因其良好的抗干扰性能成为了在线监测一个重要的方法，目前大多数在线监测系统采用同轴电缆传输采集到的局部放电超声信号，但是远距离传输时局部放电超声信号的衰减较大。如果采用专业的电/光装换模块与光/电转换模块进行信号转换，再采用数据采集卡进行信号的上传，虽可以减小传输衰减，但其成本较高且现场应用的灵活性较差。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是克服现有局部放电超声信号传输采集系统的不足，提供一种新型低损耗远距离传输局部放电超声信号的检测装置，目的在于实现局部放电超声信号的远距离传输，减少信号在传输过程中的衰减与受到的电磁干扰，实现信号的初步处理，降低系统成本，使采集策略更加灵活。
[0004]为实现上述技术目的本实用新型采用的技术方案如下:
[0005]—种低损耗远距离传输局部放电超声信号的检测装置，包括将局部放电超声信号转换为电信号的压电陶瓷传感器通过同轴电缆与前置放大器连接，随后通过同轴电缆连接光发射机，使用光纤连接光发射机与光接收机，通过同轴电缆将光接收机与滤波电路连接，随后将滤波电路与电平抬升电路串联，再将电平抬升电路与DSP下位机串联，最后DSP下位机通过USB数据线将信号传输给上位机进行进一步的分析。
[0006]采用上述技术方案的实用新型，通过压电陶瓷传感器实现超声局部放电信号的采集与初步转换，前置放大器将转换后的电信号进行放大便于后续接收，光发射机将采集到的电信号转换为光信号通过光纤传输给光接收机，随后光接收机将光信号再次转换为电信号，电信号通过滤波电路进行滤波处理，随后通过电平抬升电路将电压抬高后传输至DSP下位机转变为数字信号进行初步的数字信号处理，最后数字信号通过USB数据线传输至上位机进行深度分析处理。
[0007]进一步地，所述的光发射机与光接收机均为视频光端机，光发射机实现模/数转换功能，光接收机实现数/模转换功能。
[0008]进一步地，所述的滤波电路为带通滤波电路，采用四阶高通滤波电路串联后与二阶低通滤波电路串联，实现50kHz?300kHz的带通滤波电路。
[0009]进一步地，所述的电平抬升电路将电信号抬升1.5V，使输入至DSP下位机的电信号范围在0~3V内，保证了DSP下位机的正常工作。
[0010]进一步地，DSP下位机在程序写入时采用对数字信号先分为10个一组，取出每组中的最大值，再将10个最大值进行平均处理，进行数字信号的初步筛选找出特征值进行传输；在DSP下位机的硬件电路设计上采用USB2.0传输口，实现数字信号的高速传输。
[0011 ]本实用新型的有益效果是:
[0012]I)本实用新型提出的一种低损耗远距离传输局部放电超声信号的检测装置，采用视频光端机实现电/光与光/电转换以及利用光纤光缆远距离传输采集的局部放电超声信号，减小了传输过程中电磁波对信号的电磁干扰，减少了采集的局部放电超声信号的失真，降低了局部放电超声信号的衰减，提高了采集到的超声信号的可靠性;与传统的电/光转换模块与光/电转换模块组合相比，采用视频光端机实现信号的电/光转换与光/电转换在保证转换质量与效率的同时，还可以降低检测系统成本；
[0013]2)本实用新型中所提到的滤波电路可实现对局部放电超声信号频段范围(50kHz?300kHz)内的信号进行滤波，减少采集信号的噪声；电平抬升电路保证了采集信号安全输入DSP下位机;采用DSP下位机为局部放电超声信号的数据处理提供了更多的灵活性方案，DSP下位机采用USB进行数据传输保证了采集信号高速可靠上传。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的原理框图。
[0015]图2是本实用新型所述的带通滤波电路图。
[0016]图3是本实用新型所述的电平抬升电路图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本实用新型的实施方案作详细说明:
[0018]【具体实施方式】一:将超声信号转换为电信号的压电陶瓷传感器I通过同轴电缆9与前置放大器2连接，随后通过同轴电缆9连接光发射机3，使用光纤10连接光发射机3与光接收机4，通过同轴电缆9将光接收机4与滤波电路5连接，随后将滤波电路5与电平抬升电路6串联，再将电平抬升电路6与DSP下位机7串联，最后DSP下位机7通过USB数据线11将信号传输给上位机8进行进一步的分析。
[0019]【具体实施方式】二:本实施方式对实施方式一作进一步说明，图2所述的带通滤波电路中电信号输入端为20，电信号输出端为30，实现50kHz?300kHz的信号滤波，元件具体参数在图2中已具体注明。
[0020]【具体实施方式】三:本实施方式对实施方式一作进一步说明，图3所述的电平抬升电路电信号输入端为40，电信号输出端为50，实现输入电平抬升1.5V，元件具体参数在图3中已具体注明。
[0021]【具体实施方式】四:本实施方式对实施方式二与实施方式三作进一步说明，图2中的参数经过计算改变后可实现不同带宽的滤波；图3中的参数经过计算改变后可将电信号抬升不同的电压值。
[0022]以上对本实用新型提供的一种低损耗远距离传输局部放电超声信号检测装置进行了详细介绍。在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以根据需要对本实用新型的元件参数进行调整，这些参数调整也落入本实用新型权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种低损耗远距离传输局部放电超声信号的检测装置，其特征在于:压电陶瓷传感器(I)、前置放大器(2)、光发射机(3)、光接收机(4)、滤波电路(5)、电平抬升电路(6)、DSP下位机(7)、上位机(8)、同轴电缆(9)、光纤(10)、USB数据线(11);压电陶瓷传感器(I)通过同轴电缆(9)与前置放大器(2)串联，接着前置放大器(2)通过同轴电缆(9)与光发射机(3)串联，光发射机(3 )通过传输光纤(1 )与接收侧的光接收机(4 )串联，接着光接收机(4 )通过同轴电缆(9)与滤波电路(5)串联，滤波电路(5)与电平抬升电路(6)串联，电平抬升电路(6)与DSP下位机(7 )串联，最后DSP下位机(7 )通过USB数据线(11)与上位机(8 )连接。2.根据权利要求1所述的一种低损耗远距离传输局部放电超声信号的检测装置，其特征在于:所述的光发射机(3)与光接收机(4)均为视频光端机，光发射机(3)将采集的电信号转换为光信号，光接收机(4)将光信号转换为电信号。3.根据权利要求1所述的一种低损耗远距离传输局部放电超声信号的检测装置，其特征在于:所述的滤波电路(5)为带通滤波电路符合超声信号的频率范围，带通滤波电路的滤波频率范围为50 kHz-300 kHz;电平抬升电路(6)将输入电平抬高1.5V满足DSP下位机(7)0?3V的输入电压要求。4.根据权利要求1所述的一种低损耗远距离传输局部放电超声信号的检测装置，其特征在于:所述的DSP下位机(7)设计为USB通信接口，通过USB数据线(11)实现信号高速可靠的传输至上位机(8)。
【文档编号】G01R31/12GK205507012SQ201620286190
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】张晓虹, 芦翔, 高俊国, 迟晓红, 王希涛
【申请人】哈尔滨理工大学