专利名称：一种用于电容器局部放电在线监测系统的放大装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电气领域的放大器，尤其是涉及一种用于电容器局部放电在线监测系统的放大装置。
背景技术：
对于电容器局部放电在线监测系统所监测的电容器而言，其电容量大，致使采用脉冲电流法进行检测时灵敏度低，传播到电流传感器的放电脉冲幅值小，因此需要经过放大处理。关于电容器局部放电在线监测系统所涉及的放大器的研究引起了人们的关注。例如，申请号为201110193173. 6，申请日为2011年7月12日，发明创造名称为“基于局部放电监测的电容器在线监测系统”，该申请案公开了一种系统，包括若干个传感器、放大器以及信号处理单元、AD转换单元，控制处理和显示单元。所涉及的射频放大器对接收到的射频传感信号进行脉冲展宽和对数放大并输出至前端信号处理单元，超生放大器对接收到的超声传感信号进行100倍或1000倍放大并输出。但往往存在以下问题I)放大器阻抗对传感器阻抗易产生影响；2)当局部放电信号在不同阻抗的介质中传播时，在两种介质的交界面上会发生折反射，这种折反射会大大影响信号的传输。

实用新型内容本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能消除放大器阻抗对传感器阻抗的影响以及折反射对信号传输影响的用于电容器局部放电在线监测系统的放大装置。本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现一种用于电容器局部放电在线监测系统的放大装置，所述的电容器局部放电在线监测系统包括电流传感器及信号采集装置，其特征在于，所述的放大装置包括电压跟随单元、放大单元及电缆驱动单元，所述的电压跟随单元的输入端连接电流传感器，所述的放大单元的输入端连接电压跟随单元，输出端连接电缆驱动单元，所述的电缆驱动单元连接信号采集装置。所述的电压跟随单元包括含8引脚的第一运算放大器、第一电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容及第五电容；第一运算放大器的第二引脚通过第一电阻连接第六引脚，第三引脚连接电流传感器，第四引脚连接偏置负电压，所述的第一电容与第二电容并联后一端接地，另一端与第四弓丨脚连接，第五引脚经由第三电容接地，第七引脚连接正偏置电压，所述的第四电容和第五电容并联后一端接地，另一端接在第七引脚上。所述的放大单元包括含8引脚的第二运算放大器、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电容、第七电容、第八电容及第九电容；第二运算放大器的第三引脚连接第一运算放大器的第六引脚，且通过第五电阻接地，第四引脚连接偏置负电压，所述的第六电容与第七电容并联后一端接地，另一端接在第四引脚上，第五引脚接地，第六引脚经依次经过第三电阻、第二电阻后接地，同时经第四电阻接地，第七引脚连接正偏置电压，所述的第八电容和第九电容的并联后一端接地，另一端接在第七引脚上，第二引脚接在第二电阻和第三电阻之间。所述的电缆驱动单元包括含8引脚的第三运算放大器、第六电阻、第七电阻、第十电容、第i^一电容、第十二电容、第十三电容及第十四电容；第三运算放大器的第二引脚通过第六电阻连接第六引脚，第三引脚连接第二运算放大器的第六引脚，第四引脚连接偏置负电压，所述的第十电容与第十一电容并联后一端接地，另一端接在第四引脚上，第五引脚经由第十二电容接地，第六引脚经由第七电阻连接信号采集装置，第七引脚连接正偏置电压，所述的第十三电容和第十四电容并联后一端接地，另一端接在第七引脚上。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点I)由于采用了运算放大器组成的电压跟随单元，能消除放大器阻抗对传感器阻抗 产生的影响；2)由于电缆驱动单元使得传输通道中的不同介质的阻抗达到匹配，能消除折反射对信号传输的影响。

图I为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。如图I所示，一种用于电容器局部放电在线监测系统的放大装置，电容器局部放电在线监测系统包括电流传感器IV及信号采集装置VIII，包括电压跟随单元I、放大单元II及电缆驱动单元III，电压跟随单元I的输入端连接电流传感器IV，放大单元II的输入端连接电压跟随单元I，输出端连接电缆驱动单元III，所述的电缆驱动单元III连接信号采集装置VIII。电压跟随单元I包括含8引脚的AD829第一运算放大器V、第一电阻R1、第一电容Cl、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4及第五电容C5，第一运算放大器V的第二引脚102通过第一电阻Cl连接第六引脚106，第三引脚103连接电流传感器IV，第四引脚104连接偏置负电压VS2，且连接第一电容Cl与第二电容C2的并联电路后接地，第五引脚105经由第三电容C3接地，第七引脚107连接正偏置电压VS1，且连接第四电容C4和第五电容C5的并联电路后接地。放大单元II包括含8引脚的AD829第二运算放大器VI、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一电容Cl、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4及第五电容C5，第二运算放大器VI的第二引脚202通过第二电阻R2连接第二运算放大器的第六引脚206，第二运算放大器的第三引脚203连接第一运算放大器的第六引脚206，且通过第五电阻R5接地，第二运算放大器的第四引脚204连接偏置负电压VS2，且连接第六电容C6与第七电容C7的并联电路后接地，第二运算放大器的第五引脚205接地，第二运算放大器的第六引脚206经由第三电阻R3与第二电阻R2的串联电路后接地，且经由第四电阻R4接地，第二运算放大器的第七引脚207连接正偏置电压VS1，且连接第八电容CS和第九电容C9的并联电路后接地。电缆驱动单元III包括含8引脚的AD829第三运算放大器VII、第六电阻R6、第七电阻R7、第十电容C10、第^^一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14，第三运算放大器的第二引脚302通过第六电阻R6连接第三运算放大器的第六引脚306，第三运算放大器的第三引脚303连接第二运算放大器的第六引脚306，第三运算放大器的第四引脚304连接偏置负电压VS2，且连接第十电容ClO与第i^一电容Cll的并联电路后接地，第三运算放大器的第五引脚305经由第十二电容C12接地，第三运算放大器的第六引脚306经由第七电阻R7连接信号采集装置VIII，第三运算放大器的第七引脚307连接正偏置电压VS1，且连接第十三电容C13和第十四电容C14的并联电路后接地。电压跟随单元I的作用是将电流传感器IV与放大单元II进行有效连接。由电路原理的二端口网络知识可知，电流传感器IV的外接电容和外接电阻与II放大单元可分别视作两个二端口网络，两个二端口网络的连接必须满足一定条件才能不影响各自的性能，即后一级网络的输入电阻与前一级网络的输入阻抗的比为无穷大，所以此处设计电压跟随单元I将两个网络进行连接。由运算放大器的原理可知，当运算放大器采用相同端输入方式时，输入阻抗是无穷大，而运算放大器的输出端相当于无穷小，因此可以用运算放大器组成的电压跟随单元I将放大单元II阻抗对电流传感器IV阻抗的影响进行消除。设计中运算放大器采用AD829芯片，同向输入时输入电阻可达IOMQ，输出电阻仅为15 Q，芯片最大带宽120MHz。放大单元II同样采用AD829作为运算放大器，采用有源放大，其增益电阻为105 Q，反馈电阻2K Q，放大倍数为20倍放大，该种条件下放大器3DB带宽为55MHz，与电流传感器的带宽基本互相配合。系统所检测到的局部放电信号的频率范围在几十KHz 几十MHz之间，当信号在不同阻抗的介质中传播时，在两种介质的交界面上会发生折反射，这种折反射会大大影响信号的传输，消除这种现象的方法就是要使得传输通道中的不同介质的阻抗达到匹配。电缆驱动单元III具有几十的输入阻抗和几十Q的输出阻抗，后端传输电缆的波阻抗为50 Q，所以此处电缆驱动单元III的输出阻抗为50 Q。
权利要求1.一种用于电容器局部放电在线监测系统的放大装置，所述的电容器局部放电在线监测系统包括电流传感器及信号采集装置，其特征在于，所述的放大装置包括电压跟随单元、放大单元及电缆驱动单元，所述的电压跟随单元的输入端连接电流传感器，所述的放大单元的输入端连接电压跟随单元，输出端连接电缆驱动单元，所述的电缆驱动单元连接信号采集装置。
2.根据权利要求I所述的一种用于电容器局部放电在线监测系统的放大装置，其特征在于，所述的电压跟随单元包括含8引脚的第一运算放大器、第一电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容及第五电容； 第一运算放大器的第二引脚通过第一电阻连接第六引脚，第三引脚连接电流传感器，第四引脚连接偏置负电压，所述的第一电容与第二电容并联后一端接地，另一端与第四引脚连接，第五引脚经由第三电容接地，第七引脚连接正偏置电压，所述的第四电容和第五电容并联后一端接地，另一端接在第七引脚上。
3.根据权利要求2所述的一种用于电容器局部放电在线监测系统的放大装置，其特征在于，所述的放大单元包括含8引脚的第二运算放大器、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电容、第七电容、第八电容及第九电容； 第二运算放大器的第三引脚连接第一运算放大器的第六引脚，且通过第五电阻接地，第四引脚连接偏置负电压，所述的第六电容与第七电容并联后一端接地，另一端接在第四引脚上，第五引脚接地，第六引脚经依次经过第三电阻、第二电阻后接地，同时经第四电阻接地，第七引脚连接正偏置电压，所述的第八电容和第九电容的并联后一端接地，另一端接在第七引脚上，第二引脚接在第二电阻和第三电阻之间。
4.根据权利要求3所述的一种用于电容器局部放电在线监测系统的放大装置，其特征在于，所述的电缆驱动单元包括含8引脚的第三运算放大器、第六电阻、第七电阻、第十电容、第i^一电容、第十二电容、第十三电容及第十四电容； 第三运算放大器的第二引脚通过第六电阻连接第六引脚，第三引脚连接第二运算放大器的第六引脚，第四引脚连接偏置负电压，所述的第十电容与第十一电容并联后一端接地，另一端接在第四引脚上，第五引脚经由第十二电容接地，第六引脚经由第七电阻连接信号采集装置，第七引脚连接正偏置电压，所述的第十三电容和第十四电容并联后一端接地，另一端接在第七引脚上。
专利摘要本实用新型涉及一种用于电容器局部放电在线监测系统的放大装置，所述的电容器局部放电在线监测系统包括电流传感器及信号采集装置，所述的放大装置包括电压跟随单元、放大单元及电缆驱动单元，所述的电压跟随单元的输入端连接电流传感器，所述的放大单元的输入端连接电压跟随单元，输出端连接电缆驱动单元，所述的电缆驱动单元连接信号采集装置。与现有技术相比，本实用新型具有能消除放大器阻抗对传感器阻抗的影响以及折反射对信号传输影响等优点。
文档编号G01R31/12GK202502197SQ20122010742
公开日2012年10月24日 申请日期2012年3月20日 优先权日2012年3月20日
发明者司文荣, 周行星 申请人:上海市电力公司, 华东电力试验研究院有限公司