一种多功能数字式局放仪校准器

摘要

本发明实施例公开了一种多功能数字式局放仪校准器，包括缓存输出信号的存储器、产生可控脉冲信号的数控脉冲信号发生模块、产生幅值可控工频同步信号的工频同步触发模块、将数字数据转换为模拟波形的数模转换单元、控制脉冲信号和工频同步信号幅值的幅值控制单元，以及外部挂接方式设置的控制接口、脉冲输出端口和工频同步端口。本发明实施例提供的一种多功能数字式局放仪校准器功能多样，可代替多种测试仪器完成局放仪校准工作；采用数字方式设置脉冲信号各项参数，信号输出准确性，通过一个用户界面即可完成对局放仪众多参数的测试实验，操作便捷。

权利要求

1.一种多功能数字式局放仪校准器，其特征在于，包括：存储器(12)、数控脉冲信号发生模块(13)、工频同步触发模块(14)、数模转换单元(15)、幅值控制单元(16)及控制接口(11)、脉冲输出端口(17)和工频同步端口(18)；

所述控制接口(11)用于接收波形参数设置命令和传输波形数据文件；

所述存储器的输出端分别与所述数控脉冲信号发生模块和工频同步触发模块的输入端电连接，用于缓存输出信号或将存储的放电数据及用户波形数据输出至所述数控脉冲信号发生模块(13)和工频同步触发模块(14)；

所述数控脉冲信号发生模块和所述工频同步触发模块的输出端分别与所述数模转换单元的输入端电连接，所述数控脉冲信号发生模块(13)用于产生可控的脉冲信号；所述工频同步触发模块(14)用于产生幅值可控的工频同步信号；

所述数控脉冲信号发生模块(13)与所述工频同步触发模块(14)电连接，所述工频同步触发模块(14)用于在所述工频同步信号的设定相位处触发数控脉冲信号发生模块(13)产生脉冲信号；

所述数模转换单元(15)用于将所述脉冲信号和工频同步信号由数字数据转换为模拟波形；

所述数模转换单元的输出端分别与所述幅值控制单元的输入端电连接，所述幅值控制单元(16)用于控制所述脉冲信号和工频同步信号的幅值；

所述幅值控制单元的输出端分别与所述脉冲输出端口(17)和所述工频同步端口(18)电连接，所述脉冲输出端口(17)用于输出脉冲信号，所述工频同步端口(18)用于输出工频同步信号。

2.根据权利要求1所述的多功能数字式局放仪校准器，其特征在于，所述工频同步触发模块(14)为硬件触发，触发延时小于10ns，所述工频同步信号的精度为±0.1Hz。

3.根据权利要求1所述的多功能数字式局放仪校准器，其特征在于，所述存储器(12)、数控脉冲信号发生模块(13)、工频同步触发模块(14)、数模转换单元(15)、幅值控制单元(16)集成一体设置。

4.根据权利要求1所述的多功能数字式局放仪校准器，其特征在于，所述控制接口(11)、脉冲输出端口(17)和工频同步端口(18)采用外部挂接方式设置。

5.根据权利要求1所述的多功能数字式局放仪校准器，其特征在于，所述可控的脉冲信号包括电荷量、上升沿、下降沿、极性、个数、重复频率和/或相位可控的脉冲信号。

6.根据权利要求1所述的多功能数字式局放仪校准器，其特征在于，所述工频同步信号为50Hz幅值可控的正弦信号。

7.根据权利要求1所述的多功能数字式局放仪校准器，其特征在于，所述控制接口(11)为RJ45接口。

8.根据权利要求1所述的多功能数字式局放仪校准器，其特征在于，所述存储器(12)为DDR1、DDR2和/或DDR3存储器。

9.根据权利要求1所述的多功能数字式局放仪校准器，其特征在于，所述数模转换单元(15)为高速AD9146数模转换单元。

10.根据权利要求1所述的多功能数字式局放仪校准器，其特征在于，所述脉冲输出端口(17)和所述工频同步端口(18)为BNC接口。

说明书

一种多功能数字式局放仪校准器

技术领域

[0001] 本发明涉及仪器的标定校准技术领域，特别是涉及一种多功能数字式局放仪校准器。

背景技术

[0002] 局放仪用于测量电气设备发生局部放电时的视在放电量，是确保电网安全运行的关键设备。为了确保局放仪测量数据的准确性、可靠性，需要使用校准器对局放仪测得的信号进行标度。

[0003] 但是，现有技术中的局放仪校准器存在以下缺点：功能单一，仅能实现脉冲极性及电荷量的控制，局放仪其它参数的测试，还需要借助其它仪器，致使测试过程繁琐、耗时；多采用模拟式或者半数字式，造成控制和显示不方便；校准过程易受校准器件参数的影响，影响校准的准确度，造成校准误差；大都没有工频同步功能，无法测试局放仪的同步性能、相位捕捉准确度，并且现有的校准器无法测试局放仪的放电模式识别功能。

[0004] 因此，一种方便完成不同局放仪的多样化校准、测评、定标工作的多功能数字式局放仪校准器亟待出现。

发明内容

[0005] 本发明实施例中提供了一种多功能数字式局放仪校准器，以解决现有技术中的局放仪校准器功能单一、操作繁琐的问题。

[0006] 为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

[0007] 一种多功能数字式局放仪校准器，包括存储器、数控脉冲信号发生模块、工频同步触发模块、数模转换单元、幅值控制单元及控制接口、脉冲输出端口和工频同步端口；

[0008] 所述控制接口用于接收波形参数设置命令和传输波形数据文件；

[0009] 所述存储器的输出端分别与所述数控脉冲信号发生模块和工频同步触发模块的输入端电连接，用于缓存输出信号或将存储的放电数据及用户波形数据输出至所述数控脉冲信号发生模块和工频同步触发模块；

[0010] 所述数控脉冲信号发生模块和所述工频同步触发模块的输出端分别与所述数模转换单元的输入端电连接，所述数控脉冲信号发生模块用于产生可控的脉冲信号；所述工频同步触发模块用于产生幅值可控的工频同步信号；

[0011] 所述数控脉冲信号发生模块与所述工频同步触发模块电连接，所述工频同步触发模块用于在所述贡品同步信号的设定相位处触发数控脉冲信号发生模块产生脉冲信号；

[0012] 所述数模转换单元用于将所述脉冲信号和工频同步信号由数字数据转换为模拟波形；

[0013] 所述数模转换单元的输出端分别与所述幅值控制单元的输入端电连接，所述幅值控制单元用于控制所述脉冲信号和工频同步信号的幅值；

[0014] 所述幅值控制单元的输出端分别与所述脉冲输出端口和所述工频同步端口电连接，所述脉冲输出端口用于输出脉冲信号，所述工频同步端口用于输出工频同步信号。

[0015] 优选地，所述工频同步触发模块为硬件触发，触发延时小于10ns，所述工频同步信号的精度为±0.1Hz。

[0016] 优选地，所述存储器、数控脉冲信号发生模块、工频同步触发模块、数模转换单元、幅值控制单元集成一体设置。

[0017] 优选地，所述控制接口、脉冲输出端口和工频同步端口采用外部挂接方式设置。

[0018] 优选地，所述可控的脉冲信号包括电荷量、上升沿、下降沿、极性、个数、重复频率和/或相位可控的脉冲信号。

[0019] 优选地，所述工频同步信号为50Hz幅值可控的正弦信号。

[0020] 优选地，所述控制接口为RJ45接口。

[0021] 优选地，所述存储器为DDR1、DDR2和/或DDR3存储器。

[0022] 优选地，所述数模转换单元为高速AD9146数模转换单元。

[0023] 优选地，所述脉冲输出端口和所述工频同步端口为BNC接口。

[0024] 由以上技术方案可见，本发明实施例提供的一种多功能数字式局放仪校准器可以代替标准信号发生器、标准脉冲发生装置、数字示波器、频率计、脉冲峰值电压表完成局放仪校准工作。体积轻便，相对于目前测试过程中的多种测试设备，方便高效，测试成本也有所降低，使局放仪测评、标定、校准更加常规化，有利于电网安全运行。

[0025] 采用数字方式设置脉冲信号的电荷量、上升沿、下降沿、极性、个数、重复频率、触发相位。一方面保证了信号输出准确性，另一方面避免了操作各种仪器设备控制面板的繁琐操作，通过一个用户界面即可完成局放仪众多参数的测试实验。

[0026] 存储局放现场的放电信号样本，实现回放放电过程，或根据典型的放电信号样本，模拟多种放电模式，测评局放仪的放电模式识别能力。

[0027] 本发明的一种多功能数字式局放仪校准器所具有的功能不仅可以满足测评局放仪的国标要求，对于相关设备的标定、校准，也能提供标准参考信号，并能满足计量需求，可以为局放仪的选购提供衡量标准和评价体系。

附图说明

[0028] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0029] 图1为本发明实施例提供的一种多功能数字式局放仪校准器的结构示意图；

[0030] 图2为本发明实施例提供的一种多功能数字式局放仪校准器的应用示意图；

[0031] 图1-图2中的符号表示为：1-多功能数字式局放仪校准器，11-控制接口，12-存储器，13-数控脉冲信号发生模块，14-工频同步触发模块，15-数模转换单元，16-幅值控制单元，17-脉冲输出端口，18-工频同步端口，2-待测局放仪，3-第一计算机，4-第二计算机。

具体实施方式

[0032] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。为各项功能模块化后再集成的一体，

[0033] 图1为本发明实施例提供的一种多功能数字式局放仪校准器的结构示意图，如图1所述，本发明实施例提供的一种多功能数字式局放仪校准器包括存储器12、数控脉冲信号发生模块13、工频同步触发模块14、数模转换单元15、幅值控制单元16及控制接口11、脉冲输出端口17和工频同步端口18，其中存储器12、数控脉冲信号发生模块13、工频同步触发模块14、数模转换单元15、幅值控制单元16集成一体设置，控制接口11、脉冲输出端口17和工频同步端口18采用外部挂接方式设置。

[0034] 控制接口11外接计算机，接收用户命令或波形数据文件，例如波形参数设置命令、工频同步相位触发命令、幅值设置命令、放电数据；控制接口11内联存储器12，将用户命令或波形数据文件传输至存储器12。在本发明一种优选实施例中，控制接口11为RJ45接口。

[0035] 存储器12的输出端分别与数控脉冲信号发生模块13和工频同步触发模块14的输入端电连接，存储器12缓存输出信号，并将存储的放电数据及用户波形数据输出至数控脉冲信号发生模块13或工频同步触发模块14。在本发明一种优选实施例中，存储器12选用DDR1、DDR2和/或DDR3存储器。

[0036] 数控脉冲信号发生模块13和工频同步触发模块14的输出端分别与数模转换单元15的输入端电连接。根据接收的指令，数控脉冲信号发生模块13产生相应的脉冲信号，包括电荷量、上升沿、下降沿、极性、个数、重复频率和/或相位可控的脉冲信号，还包括纳秒级脉冲信号。工频同步触发模块14产生幅值可控的工频同步信号。在本发明一种优选实施例中，数模转换单元15为高速AD9146数模转换单元，工频同步信号为50Hz幅值可控的正弦信号。

[0037] 数控脉冲信号发生模块13与工频同步触发模块14电连接，当工频同步触发模块14接收工频同步相位触发命令时，在工频同步信号的设定相位处触发数控脉冲信号发生模块13产生脉冲信号。在本发明一种优选实施例中，工频同步触发模块14为硬件触发，触发延时小于10ns，工频同步信号的精度为±0.1Hz。

[0038] 脉冲信号和工频同步信号分别通过两个单独的通道同步传输至数模转换单元15，数模转换单元15将脉冲信号和工频同步信号的数字数据转换为模拟波形。

[0039] 数模转换单元15的输出端分别与幅值控制单元16的输入端电连接，根据幅值设置命令，幅值控制单元16对脉冲信号和工频同步信号的幅值进行独立调节。在本发明一种优选实施例中，幅值控制单元16为可编程电阻阵列器件。

[0040] 幅值控制单元16的输出端分别与脉冲输出端口17和工频同步端口18电连接，脉冲输出端口17输出脉冲信号，工频同步端口18输出工频同步信号。在本发明一种优选实施例中，脉冲输出端口17和工频同步端口18为BNC接口(基本网络卡接口)，同时与待测局放仪2连接，两通道产生的脉冲信号和工频同步信号同时注入待测局放仪2，对待测局放仪2进行测试。

[0041] 图2为本发明实施例提供的一种多功能数字式局放仪校准器的应用示意图，如图2所述，使用本发明实施例提供的多功能数字式局放仪校准器对局放仪进行测试标定时，将第一计算机3通过多功能数字式局放仪校准器1与待测局放仪2相连。第一计算机3与控制接口11进行通信连接，待测局放仪的同步端口与多功能数字式局放仪校准器的工频同步端口18通过BNC接口进行连接，待测局放仪的放电信号采集传感器或局放端口与多功能数字式局放仪校准器的脉冲输出端口17通过BNC接口进行连接。

[0042] 根据测试任务，在第一计算机3内键入相应的波形参数设置命令或传输波形数据文件，通过控制接口11传输至存储器12，存储器12对其缓存并输出至数控脉冲信号发生模块13或工频同步触发模块14。根据接收的指令，数控脉冲信号发生模块13产生相应的脉冲信号，工频同步触发模块14产生50Hz幅值可控的正弦信号。当工频同步触发模块14接收到工频同步相位触发命令时，工频同步信号的设定相位处触发数控脉冲信号发生模块13发出脉冲信号，同时，工频同步触发模块14发出工频同步信号。

[0043] 两通道产生的脉冲信号和工频同步信号分别依次通过数模转换单元15和幅值控制单元16，最终通过脉冲输出端口17和工频同步端口18，同时注入待测局放仪2。待测局放仪2对脉冲信号和工频同步信号进行响应，并将响应结果传输至第二计算机4，第二计算机4将响应结果与各参量的标准值进行比较、分析，完成对待测局放仪2的性能测试。

[0044] 在本发明实施例中，第一计算机3控制数控脉冲信号发生模块13产生多种脉冲信号，实现对待测局放仪2进行多项性能测试及校准的工作。

[0045] 在本发明实施例中，工频同步触发模块14的触发延时小于10ns，工频同步信号的精度为±0.1Hz，实现冲信号和工频同步信号的同步、同时发出，实现对待测局放仪2的同步性能、相位捕捉准确度的测试。

[0046] 在本发明实施例中，存储器12存储现场局部放电信号数据，通过回放局部放电过程或模拟多种局部放电脉冲波形模式，实现对待测局放仪2放电模式识别能力的测评。

[0047] 以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明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。