在线监测数据收集,用于电气设备的外部绝缘污染

　　简要介绍了使用紫外线辐射功率的测量原理来检测电气设备外部绝缘的污染，并解决了紫外线辐射功率的测量方法对电子设备的要求很高的问题。

　　系统获取数据的速度。法。潮湿天气中，沉积在电气设备外部绝缘表面上的污染会绕过污染，这会严重影响电源线的可靠性。统计，在电网事故总数中，污染旁路事故的数量仅次于雷电损害，位居第二，但由事故造成的损害来自污染旁路的效率提高了10倍。前，对外部绝缘污染的在线监测方法主要有漏电流法，电晕脉冲法，模拟充电法等，各有其优点和它的缺点。是，污染监测的目的是防止爆炸。上方法均不能直接监控电气设备外部绝缘的放电。外线检测方法是近年来电气设备表面放电的一种新的非接触式检测技术，可以有效反映电气设备在运行过程中由于外部绝缘引起的放电状态。

　　染，老化等因此，它具有广阔的应用前景。外线检测方法主要包括：紫外线成像检测方法，紫外线脉冲计数方法和紫外线辐射功率测量方法。中，紫外线辐射功率的测量方法采用高灵敏度光电倍增管作为传感器，可以避免紫外线脉冲计数方法灵敏度低，线性度低的问题，电缆具有优势。紫外线成像检测方法相比成本较低。是，测量紫外线辐射功率的方法对数据采样的速度和数据处理能力有很高的要求。文提出了一种在测量紫外线辐射功率时获得高速数据收集的方法。气设备外部绝缘污染的变化会引起放电变化。绝缘良好的情况下，外部绝缘干净的电气设备放电较少，而当外部湿度高时，具有污染外部绝缘的电气设备通常会显着增加。
　　体放电过程中伴随着发出紫外线的光效应，通过紫外线传感器可以检测出气体放电产生的紫外线。量紫外线辐射功率的方法使用可以线性反射入射紫外线强度的紫外线传感器。外线传感器将放电产生的紫外线信号转换为相应的输出电压波形，并对电压波形进行模数转换和实时数字积分处理退出。取平均值。平均值参数反映了紫外线辐射能量的积分平均值，并且可以表征每单位时间的放电力。据电气设备电晕放电的光谱分析，其大部分波长在280至400 nm的范围内，一小部分在230至280 nm的范围内（太阳能盲区）。
　　量紫外线辐射功率的方法用于检测电气设备外部绝缘的污染。免阳光的干扰。须选择在防晒区内工作波长的紫外线传感器。文中使用的UV传感器是带有盲UV过滤器的盲UV光电倍增管。光紫外线紫外光电倍增管使用日本Hamamatsu Corporation公司的R7154，其波长响应范围为160 nm至320 nm，最大响应波长为254 nm。于该光电倍增管的反应波长超过280nm，因此会受到日光中的一些紫外线的干扰，并且紫外线的强度远大于放电产生的紫外线，因此必须在R7154的前端添加一个遮阳帘。外线过滤器可去除这部分寄生紫外线。
　　光紫外线滤光片使用宽带干涉滤光片，中心波长为254 nm，在254 nm处的透射率为16％。见光的截止深度可以达到10-6至10-5。R7154收到电气设备放电产生的紫外线信号后，输出电压信号的波形如图1所示。出电压约为20us，波形的前端较硬，其宽度约为100n至500n。此，难以通过普通的低频放大器和数据采集方法有效地捕获输出信号。使用高频宽带放大器和高速数据采集方法。
　　文中高速数据采集的实现主要基于三个部分：高速AD转换电路，高速AD转换控制接口电路和AD前置信号转换电路，例如AD9248是ADI公司推出的14位双通道模数转换芯片，集成了两个高性能采样器和参考电压源，采用多级差分流水线架构和内置输出纠错逻辑，采样频率为20MSPS，40MSPS，有65MSPS三种选择。芯片使用单个3V电源（2.7〜3.6V），低功耗，20MSPS时为180mW。ADC的两个ADC通道是独立的，除了它们共享内部参考电压源VREF之外，通道之间的隔离度高达85 dB，因此，两个通道AD9248可以提供具有与单通道AD转换器相同的动态性能，并具有更好的抗串扰性能。AD9248可用于获取两个独立的R7154输出信号。

　　于高速AD转换电路使用的AD9248的采样频率很高，因此，如果信号处理器直接读取AD9248的采样数据，则会对信号产生更大的影响其运行效率。此，需要在高速AD转换电路和信号处理器之间设计高速AD转换控制接口电路，并使用该接口电路来执行采样控制。缓冲AD9248的数据。本文的设计中，高速AD转换控制接口是由Altera公司生产的FPGA-EP1K100实现的，它不仅可以改善系统集成度，减小印刷电路板的面积，而且可以也降低了整个系统的成本。速AD转换控制接口包括两个数据通道和一个AD9248采样控制模块。两个数据通道分别对应于AD9248的ADC A和B通道的采样输出数据。个数据通道包括两个数据缓冲区，用于交替存储采样数据。数据缓冲区已满时，数据缓冲区会自动切换，并将已满的缓冲区信号发送到信号处理器。
　　据缓冲区是使用FIFO宏功能模块实现的。了允许信号处理器读取数据缓冲区中的数据，已选择了DCFIFO宏功能模块（双时钟FIFO）。了满足与AD9248的接口需求，将DCFIFO数据位宽度设置为14位。度设置为64个字，每个数据通道包括两个DCFIFO模块。成的数据通道模块如图4所示。7154光电倍增管是不平衡输出。了提高信噪比，AD9248要求模拟信号为差分输入。此，需要AD9248前端的信号转换电路将非对称输出信号R7154转换为差分信号。文介绍的信号转换电路使用ADI公司的AD8138高频放大器。AD8138具有出色的动态性能和谐波失真。-3 dB带宽为320 MHz，扫描速度为1150 V / s。足高速10位至16位AD转换器的需求。号转换电路如图6所示，其中VIN是非对称信号输入，并连接到R7154的输出信号。VOUT 和VOUT-是差分信号输出，并连接到AD9248的差分信号输入。文旨在使用电池分压器生成电压分别为0.562 V和0.584 V的两个DC信号，将其用作两个数据采集通道的信号源，并由信号处理器进行控制，并以20 MSPS的采样频率收集数据。数据通道缓冲区已满时，数据缓冲区会自动切换，并将满标志信号发送到信号处理器。号处理器读取并处理收集的数据。AD9248的采样操作和信号处理器的读取处理操作。行地，表1给出了处理采集到的数据的信号后获得的结果。对的问题是，需要使用高速数据采集来监视使用在线电气设备的外部绝缘的污染一种测量紫外线辐射功率的方法，本文提出了一种实现高速数据采集的方法。种输入信号均以一个频率连续采集，输入信号的测量精度和稳定性高，可以满足应用辐射功率测量方法的实际需要。外线可以在线监测电气设备外部绝缘的污染。
　　本文转载自
　　电缆 https://www.haoluoyi.com