一种高压套管介电谱检测装置的宽频高压放大装置的制作方法

本实用新型涉及高压套管检测技术领域，具体的说是一种高压套管介电谱检测装置的宽频高压放大装置。

背景技术：

高压套管作为电力变压器、断路器等高压设备的出线装置，担负着绝缘和机械支撑的重要任务。从国内外对高压输变电设施可靠性指标的分析结果可以看出，套管故障是造成变压器非计划停运的主要原因之一，而实际上，只要通过定期的检修，大部分套管故障引起的停电事故都是可以避免的。为了能够及时发现套管缺陷，避免造成不可挽回的经济损失，需要有可靠且灵敏的绝缘检测手段。现阶段在介电响应理论的基础上，频域介电谱法是一种常用方法，给高压套管提供一种高压多频段的正弦激励源形成绝缘介质内的响应电流是绝缘检测中的重要组成部分，并且输出电压要求较高，同时也要求较高的线性度和压摆率。实现电压的放大有多种方法，诸如变压器放大、开关模块的d类放大器、开关管放大器等方法，这些方法大多存在频率范围窄、波形畸变严重和线性度低等缺点。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的不足，本实用新型提供一种高压套管介电谱检测装置的宽频高压放大装置，包括单相全桥逆变模块，单相全桥逆变模块将直流电转化为交流电，单相全桥逆变模块包括lc谐振电路，lc谐振电路起到滤波作用，克服波形畸变严重的缺点，提高线性度，还可以输出较宽频率的放大电压，装置总体功耗较小，且不存在交越失真的现象，结构和控制方式简单。

为了实现上述目的，本实用新型采用的具体方案为：一种高压套管介电谱检测装置的宽频高压放大装置，包括单相全桥逆变模块，单相全桥逆变模块包括lc谐振电路，lc谐振电路包括串联的级联电容模块和谐振电感模块，级联电容模块电性连接有可控开关模块，谐振电感模块电性连接有adc采集模块，可控开关模块、adc采集模块均电性连接于上位机。

作为上述一种高压套管介电谱检测装置的宽频高压放大装置的进一步优化：所述级联电容模块包括n个相串联的极性电容，n个极性电容的容值互不相同，n个极性电容的耐压值相同，所述上位机与所有极性电容均电性连接。

作为上述一种高压套管介电谱检测装置的宽频高压放大装置的进一步优化：所述可控开关模块包括n个可控开关器件，n个可控开关器件与n个所述极性电容一一对应且并联。

作为上述一种高压套管介电谱检测装置的宽频高压放大装置的进一步优化：所述可控开关模块还包括驱动电路模块、电压检测模块和电流检测模块，n个所述可控开关器件均与驱动电路模块电性连接，n个所述极性电容与电压检测模块和电流检测模块均电性连接，所述上位机与电压检测模块和电流检测模块均电性连接。

作为上述一种高压套管介电谱检测装置的宽频高压放大装置的进一步优化：所述谐振电感模块包括谐振电感，所述级联电容模块与谐振电感串联。

作为上述一种高压套管介电谱检测装置的宽频高压放大装置的进一步优化：所述adc采集模块包括依次电性连接的信号调理模块、adc模数转换器、mcu控制模块和存储器，所述谐振电感与信号调理模块电性连接，所述上位机与mcu控制模块电性连接。

作为上述一种高压套管介电谱检测装置的宽频高压放大装置的进一步优化：所述上位机还包括下位机通信模块，所述mcu控制模块与下位机通信模块电性连接。

作为上述一种高压套管介电谱检测装置的宽频高压放大装置的进一步优化：所述下位机通信模块包括若干个有线通信接口或者若干个无线通信接口。

有益效果：本实用新型通过采用全桥逆变和不同电容的投切实现了较宽频段的高电压增益的正弦输出，克服波形畸变严重的缺点，实现了高压域的线性放大，达到了良好的放大效果，同时可测试的频率范围较宽且不存在交越失真的现象，装置总体功耗较小，结构简单，控制方便。

附图说明

图1是本实用新型的原理示意图；

图2是adc采集模块原理框图。

具体实施方式

下面结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，一种高压套管介电谱检测装置的宽频高压放大装置，包括单相全桥逆变模块，单相全桥逆变模块包括lc谐振电路，lc谐振电路包括串联的级联电容模块和谐振电感模块，级联电容模块电性连接有可控开关模块，谐振电感模块电性连接有adc采集模块，可控开关模块、adc采集模块均电性连接于上位机。单相全桥逆变模块担负着将直流电逆变为交流电的功能，可选择为场效应管irfbc40n-fet作为该环节的主要开关器件。

单相全桥逆变模块中还包括直流电压源和四个三极管，四个三极管分别是q1、q2、q3和q4，q1和q3串联，q2和q4串联，两条串联支路均并联于直流电压源，lc谐振电路的一端电性连接于q1和q3之间，lc谐振电路的另一端电性连接于q2和q4之间。整个过程从直流电压源提供直流电压开始，经lc谐振电路高压正弦输出。

所述级联电容模块包括n个相串联的极性电容，分别是c1、c2······cn-1、cn，n个极性电容的容值互不相同，n个极性电容的耐压值相同且为330v，所述上位机与所有极性电容均电性连接。

所述可控开关模块包括n个可控开关器件，分别是g1、g2······gn-1、gn，n个可控半导体开关器件与n个极性电容一一对应且并联，g1与c1并联，g2与c2并联······gn-1与cn-1并联，gn与cn并联，可控开关模块中的可控开关器件可采用场效应管irfbc40n-fet。

所述可控开关模块还包括驱动电路模块、电压检测模块和电流检测模块，n个所述可控开关器件均与驱动电路模块电性连接，n个所述极性电容与电压检测模块和电流检测模块均电性连接，所述上位机与电压检测模块和电流检测模块均电性连接。驱动电路模块主要接收来自上位机控制输入的信号，驱动可控开关器件的导通和关断，实现不同极性电容的投切，进而实现输出正弦多频段信号，电压检测模块和电流检测模块均为预防可控开关器件因操作不当导致的过电压或者过电流的现象，避免器件的损坏。

所述谐振电感模块包括谐振电感，所述级联电容模块与谐振电感串联，形成lc谐振升压，起到滤波和谐波的作用。

如图2所示，所述adc采集模块包括依次电性连接的信号调理模块、adc模数转换器、mcu控制模块和存储器，所述谐振电感与信号调理模块电性连接，所述上位机与mcu控制模块电性连接。信号调理模块主要是为adc模数转换器提供合理的输入信号，adc模数转换器的型号可以是adc0809，adc模数转换器可将产生的高压正弦信号转换为数字信号，adc模数转换器的ad转换芯片的采样通道的采样率在5ms/s以上，采样位数在8bit以上。mcu控制模块可采用型号为stm32f407的单片机，用于控制ad转换芯片的采集时序并将转换结果暂存于存储器中。存储器具有读写通道，一路通道用于数据写入，一路通道用于数据读出。mcu控制模块包括数据读写接口，数据读写接口与存储器是数据读出接口电性连接。

所述上位机还包括下位机通信模块，所述mcu控制模块与下位机通信模块电性连接。所述上位机主要用来发送和控制指令的解析。所述下位机通信模块是用来上位机和下位机的实时通信。

所述下位机通信模块包括若干个有线通信接口或者若干个无线通信接口。下位机通信模块的通信接口可以是usb、串行口等有线通信接口，也可以是蓝牙、wifi等无线通信接口，下位机通信模块实现检测结果、控制指令、视频信号等的传输。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。