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《GIS局部放电信号超高频包络检波电路的研制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第卷第期离珍云艺科年月罗局部放电信号超高频包络检波电路的研制,,,李立学黄成军曾奕江秀臣上海交通大学电气工程系,上海摘要局部放电超高频信号带宽高达数,对其实施实时采样成本很高其包络信号包含了放电的缺陷特征,采用检波电路提取其包络然后进行信号分析,可以大大降低对采样系统的要求。笔者在对高频检波二极管特性分析的基础上研制了适用于提取局部放电信号包络的超高频包络检波电路,采用软件对该电路进行的仿真显示其具有很好的宽带特性和较小的峰值误差,电路的实际测试验证了该检波电路在局部放电的研究中获得了较好的包络提取效果。关键词超高频二极管包络检波一一一中图分类号文献标志码文章编号以一一,一,,一,,,
2、·,一’嗯罗明,一即一卿刁,一。便于采用基于包络特征指纹的研究方法相比于借引言,助宽带示波器进行实时采样故障定位应用除外该,局部放电既是绝缘劣化的征兆和表现形方法大大降低了采样速率和数据量同时几乎保。式,又使绝缘进一步劣化,因此对局部放电进行检测留了局部放电的所有细节是目前绝缘检测与诊断最有效的方法’〕。通过“”,超高频包络检波局部放电检测能发现制造和安装的清洁度能发现绝缘制造工艺和安装过程中的缺陷、差错,并包络检波电路利用检波二极管的单向导电特能确定故障位置,从而进行有效的处理,确保设备的性和电容的电荷存储功能,获得输人信号的局部峰。,。安全运行值电压即信号的包络其中检波二极管为非线
3、性器超高频方法是目前应用最为广泛的件,等效为非线性电阻,和积分电容一起构成低通滤局部放电在线检测方法。相比于祸合电容法、超声波波器,去除输人信号中的高频载波分量,得到信号的、,、可。法化学法和光学法它具有灵敏度高用于在线低频分量监测、适用于各种缺陷类型、故障定位精确度较高和高频二极管检波器特性。一,,能判别故障类型等优点高频检波二极管模型见图笔者应用超高频包络检波电路提取局部放为串联电阻为二极管管壳封装电容为二极电的超高频信号包络,并采用高速数据采集系统采管等效电阻。样,能够获取比峰值检波更多的局部放电信号特征,检波二极管具有非线性的一特性,其伏安特吐的数学表达式为爪一收稿一一一一日期
4、修回日期一,男,,主要研究方向为。作者简介李立学博士研究生电力设备在线监测及故障诊断技术的年月离珍云发第卷第期。为二极管的正向导通电阻正弦波信号以输入,,,,时在其正半周导通开始充电充电时间常数,凡很小使的电压很快达到的第个正相峰值,之后以开始下降,时截止,开始图高频二极管模型通过放电,因放电时间常数远大于输人信号的周期,,式中训为二极管电流为二极管两,以下降故放电很慢不多时以达到第个正相峰值,端的电压为反向饱和电流人为玻尔兹曼常数,又将,。,导通继续对充电这样不断循环便得一通常为为绝对温度为电子电。到信号包络波形,一荷通常取库伦为实验数据的修正常数,将式展开成幂级数的形式‘二“‘·入
5、公目由于信号兴的正负叠加和瞬间效应,式级数的图检波电路原理奇次项相互抵消,仅其二次及其他偶次项提供了整。,,流作用对于小信号的整流只有二次项有意义高局部放电信号通常用种数学模型描述,分别,次项忽略不计因此二极管检波器在小信号输入时是单指数衰减函数功、双指数衰减函数检波输出的直流电流与跨接在该二极管两端的射频、单指数衰减振荡函数珑,输人电压的平方成正比此时二极管检波器工作在和,双指数衰减振荡函数其数学表达。平方律区域当输人信号大到一定的程度高得使四。式分别见式一,次项不能忽略时二极管的响应便不再处于平方律。一‘卜。,厅动矛、飞︶、了‘区,,。而是按准平方律整流这时称之为过渡区当输一‘一一
6、,关动行“行人信号进一步加大检波二极管的输出电流就与输人射频信号的电压成正比,即线性检波区。图给出。一了,关动衫了典型的封装二极管检波的平方律非平方律检,一一,,波特,—厅厅性曲线其平方律区为从噪声电平开始一般五叻一一,一一为到左右的这一段区域从调幅信号模型公式,。为过渡区以上对应于线性区对于检‘。‘从,波二极管来说最大输人功率一般不超过发生局部放电时,信号在腔体内谐振,,。对应电压为否则二极管将被烧毁其发射的电磁波为多次折、反射形成的振荡信号,因此式、更适合表征其特性。式为调幅信号其中刀、。。分别为包络信号和载波的频率的表达式,由此可,以看出局部放电产生的信号与调幅信号类似,因此可以
7、和调幅信号一样,应用包。络检波电路提取信号的包络图二极管检波特性包络检波效率实际电路选用高频二极管,其典型参检波效率电压传输系数是评价包络检波电路。,二,币,,的重要参数检波器输入为调幅波时检波效率为数为凡极限稳态电流为华。根据公式,当流过的电流为输出低频电压幅度姚与输人高频电压包络幅度,。时,二极管两端的电压为,即加在二极管上的常态之比以式中是调幅系数越大。电压必须小于电路设计中给二极管加有林说明同样的输入情况下可以得到较大的低频输出信,,,
