[发明专利]一种高精度信号降频电路设计的超声波局放传感器

说明书

本发明公开了一种高精度信号降频电路设计的超声波局放传感器，包括高精度信号降频电路，所述高精度信号降频电路包括电性连接的检波电路和滤波电路，所述检波电路包括第一电阻R1、第二电阻R2，第三电阻R3、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电容C1和第二电容C2；所述滤波电路包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5和运算放大器A。本发明提供的高精度信号降频电路设计的超声波局放传感器，具有高精度专用信号降频电路，电路结构简单，兼顾小信号与大信号处理，可以极大程度上提高局部放电的检测精度与检测灵敏度。

技术领域

本发明涉及超声波局放传感器的电路设计技术领域，特别是涉及一种高精度信号降频电路设计的超声波局放传感器。

背景技术

目前发电厂、变电站中低压开关柜数量众多，运行环境恶劣，内部元件容易老化，从而导致局部放电现象。而局部放电是指发生在电极之间但并未贯穿两极的放电，它是由于设备绝缘内部存在缺点或生产过程中造成的缺陷，在高电场强度作用下发生重复击穿和熄灭的现象。

这种放电的能力是很小的，所以它的短时存在并不影响到电气设备的绝缘强度，但若电气设备在绝缘电压下不断地出现局部放电，这些微弱的放电将累积效应会使绝缘的介电性能逐渐劣化并使局部缺陷扩大最后导致整个绝缘击穿，虽然局部放电会使绝缘劣化而导致损坏，但它的发展是需要一定时间，所以需要定期使用局部放电测试仪测局部放电。检测局部放电最为广泛的方案是安装超声波局部放电传感器。超声波局部放电传感器核心是硬件部分，而硬件部分最为重要的电路是是信号降频电路。

现有的超声波局部放电检测中的信号降频电路主要分为以下几个部分：第一，包络检测电路，包络检测方式多采用二极管检波电路，例如串联型检波电路、并联型检波电路、倍压检波电路、峰值检波电路等；第二，滤波电路，多采用低阶无源滤波器。但是，现有技术中，检波电路实现效果差，容易发生惰性失真负峰切割失真，同时会引入噪声；串联型二极管包络检波适用于大信号峰值检波，无法对小信号进行检波，峰值检波电路需要增加运算放大器等有源元件，对运放要求较高，同时也增加了装置的成本；传统滤波电路动态响应范围小，对小信号与大信号处理不能兼顾；传统无源滤波电路通带放大倍数及其截止频率都随负载而变化，不适用于信号处理要求高的场合，同时，传统滤波器的通带还会受到输入电阻和输出电阻的影响，即输入端信号源的内阻会使滤波器网络谐振点偏移，从而降低滤波效果；整体信号降频受外界干扰较大，从而使得检测装置灵敏度低。

发明内容

本发明的目的是提供一种高精度信号降频电路设计的超声波局放传感器，具有高精度专用信号降频电路，电路结构简单，兼顾小信号与大信号处理，可以极大程度上提高局部放电的检测精度与检测灵敏度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种高精度信号降频电路设计的超声波局放传感器，该传感器包括高精度信号降频电路，所述高精度信号降频电路包括电性连接的检波电路和滤波电路，所述检波电路包括第一电阻R1、第二电阻R2，第三电阻R3、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电容C1和第二电容C2，所述第一电阻R1的一端与信号输入端连接，另一端接地，所述第一二极管D1的一端与检波信号输入端连接，另一端与所述第二电阻R2的一端连接，所述第二电阻R2的另一端接地，所述第一电容C1与所述第二电阻R2并联，所述第二电容C2的一端与所述第一电容C1的非接地端连接，所述第二电容C2的另一端与所述第二二极管D2的一端连接，所述第二二极管D2的另一端接地，所述第三电阻R3与所述第二二极管D2并联，所述第三电阻R3的非接地端与检波信号输出端连接；所述检波信号输出端与滤波信号输入端连接；