Устройство для измерения частичных разрядов

(51)5 6 01 Я 31/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОР У СВИДЕТЕЛЬСТВ 21 Бюл. %28-исследо вательсс заводомосниковн С,Л, Измеренсаторов, Л Энерий Г,С. Частичныех конструкциях ий институт ие характергия, 1971,разряды в выЛ.: Энерги ФРГ Мз 2346248 /00, 1978. СТВО ДЛЯ ИЗ ЗРЯДОВ РЕНИЯ Ч му по у реэю- счетевай мериовойлоса,ь 10 0 (Ь оиства пульса кания, змере- переочень тичных емко- оздщи(21) 4664541 (22) 20.03.89 (46) 30,07,92 (71) Научно Гириконд" (72) С.И.Вол (56) Эпштей стик конденКучинск соковольтны 1979.Заявка кл.601831 (54) УСТРОЙ ТИЧНЫХ РА Изобретение относится к электрическим измерениям и может быть использовано в приборах, предназначенных дляобнаружения скрытых дефектов в диэлектриках конденсаторов, силовых кабелей,трансформаторов и т.д, посредством измерения частичных разрядов.Известны устройства. обеспечивающиеэлектрические методы измерения частичных разрядов, состоящие из фильтра верхних частот, усилителя и индикаторногбустройства, в которое могут входить дискриминатор, импульсный вольтметр, счетчик и. осциллограф.К недостаткам указанных устройств относятся низкая помехозащищенность отимпульсных помех, трудность защиты от сетевых помех при низкой частоте среза фильтра верхних частот, а также помех,генерируемых диэлектриком, характерныхпри измерении частичных рззрядов оксид-ных конденсаторов,(57) Изобретение может быть использовано для измерений частичных разрядов при обнаружении дефектов в электротехническом оборудовании. Целью изобретения является повышение помехозэщищенности измерений частичных разрядов. Устройство содержит источник напряжения, апериодическую измерительную схему с логарифмическим усилителем, аналого-цифровой преобразователь, цифровой секвентный фильтр Уолша и индикаторное устройство,о Цифровой фильтр выделяет составляющую Яэ(1,ч) - скользящую функцию Уолша. 2 ил. Наиболее близким к предлагаемо технической сущности и достигаемом зультату является устройство, обеспечи щее лучшую помехозащищенность за сужения полосы пропускания, содерж источник постоянного напряжения, из тельную схему, усилитель, полос фильтр и индикаторное устройство, По пропускэния фильтра может достигат кГц,К недостаткам известного устр относятся искажение формы им вследствие сужения полосы пропус что значительно снижает. точность и ния амплитуды импульса, сложность стройки колебательной системы, что принципиально при измерении час разрядов при разных номинальных стях, а также недостаточная помех щенность (даже самая узкая полоса ширину 10 кГц),Целью изобретения является повышение помехозащищеннсти.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для измерения частичных разрядов конденсаторов; на фиг, 2 - структурная схема цифрового секвентного фильтраУстройство содержит источник 1 напряжения, апериодическую измерительную схему 2, усилитель 3, аналого-цифровой пре 10 обраэователь 4, цифровой секвентный фильтр Уолша 5 и индикаторное устройство 6,Цифровой секвентный фильтр включает массив параллельных сдвиговых регистров 7, инвертор 8, сумматоры 9 - 12 и регистр 13.Устройство работает следующим образом,15 Частичный разряд, возникающий под действием источника 1 е емкости С апериодической измерительной схемы 2, выделяется на резисторе й. Далее импульс частичного разряда поступает на логарифмический усилитель 3, на выходе которого он приобретает форму, близкую по виду к форме ступенчатого импульса. Спектр такого импульса в базисе Уолша состоит из двух составляющих аа(О,ч) и эа 1(1,ч), причем амплитуды обеих составляющих равны. В блоке 4 ступенчатый импульс частичного разряда дискретизируется и кеантуется и в таком виде поступает на цифровой секеентный фильтр 5, Количество отсчетов, которое должно быть снято в течение длительности импульса, должно соответствовать половине размерности базисной системы Уолша, а размерность базисной системы, е свою очередь, должна быть достаточной для представления как самого импульса частичного длительности импульса тдолжно быть снято 8 отсчетов. Отсюда легко определяется период дискретизации Ж Ь5 Г Полное время преобразования АЦПдолжно быть меньше периода дискретиза 50 ции, На выходе цифрового секвентного фильтра 5 выделяется начальный участок импульса частичного разряда е виде цифровых отсчетов треугольного импульса, максимальная амплитуда которых соответствует амплитуде частичного разряда, Цифровые отсчеты поступают далее на индикаторное устройство 6, Шкала индикаторного устройства должна быть логарифмической, так как в усилителе 3 импульс частичного разряда разряда, так и отфильтрованных помех, Например, если размерность базисной системы й составляет 16 функций, то в течение подвергается нелинейному (логарифмическому) преобразованию.:Цифровой секвентный фильтр 5 работает следующим образом,Так как момент возникновения частичного разряда - случайная величина, фильтрация осуществляется в скользящемрежиме. Кроме того, так как амплитудыспектральных составляющих ступенчатогоимпульса равны, достаточно осуществлятьфильтрацию лишь одной составляющей.Для нахождения амплитуды частичного разряда эта составляющая в последующем умножается на 2. Таким образом, алгоритмфильтрации описывается следующим математическим выражением:Нживых(1) = 2Овх 831 з(Ь)п=Огде эаЦ 1 м) - скользящая функция Уолша (з- э 11 р).Для осуществления скольжения в цифровом виде достаточно проводить вычисления по, полной форме после каждоговводимого отсчета, Полная форма вычислений для цифровых сигналов представленаследующим математическим выражением:б+(1) = - 1 1(Х ф) -22 Х(+) + Х(Н+ 1) + сЦ 1)1,где б(к+ (1) - текущее выходное значениефильтра;бк(1) - предыдущее выходное значениефильтра;Х( И ), Х(И+1 / 2),Х(И+1) - отсчетныезначения.По тактовому импульсу массив отсчетных значений, расположенных в сдвиговыхрегистрах 7, сдвигается на одну позициювправо, т.е. отсчет из регистра й переходитв регистр 8+1, иэ регистра й- в регистр Ни т.д. При этом значение; измеренное АЦП,заносится в регистр 9, после чего происходит очередной запуск АЦП, Таким образомосуществляется синхронизация работыАЦП и цифрового секвентного фильтра 5,После сдвига новый осчет Х(И+1 /2)инвертируется в инвенторе 8, суммируется с И+1в сумматоре 10 и сдвигается монтажно наодин разряд вправо(формируется значение-2 Х(И+1,/2).Результат суммы отсчетов Хф )и Х(И+1), которая образуется в сумматоре 9,поступает на сумматор 11, где суммируетсясо значением, хранимым в регистре 13. Сумматор 12 осуществляет суммирование выходкого значения сумматора 11 и выходного. значения сумматора 10, сдвинутого монтажно на один разряд. С приходом очередноготактового импульса результирующее значение сумматора 12 заносится в регистр 13 и весь цикл работы фильтра повторяется; Значение регистра 13, сдвинутое монтажно нэ и разрядов влево, поступает на выход цифрового фильтра.Использование изобретения позволяет получить оптимальную фильтрацию частич. ных разрядов, обеспечивая максимальную помехозащищенность устройства для измерения частичных разрядов, а также универсальность измерений, заключающуюся в ликвидации необходимости регулировки схемы при измерении частичных разрядов прй различных номинальных емкостях.Формула изобретения 1, Устройство дпя измерения частичных разрядов, содержащее источник напряжения, апериодическую измерительную схему, усилитель, индикаторное устройство, отличающееся тем,что,сцелью повышения помехозащищенности, в него введены аналого-цифровой преобразователь и цифровой секвентный фильтр Уолшэ, включенные,между усилителем и индикаторным устройством, а усилитель, эьаолненный как логарифмический, включен на выходе эпериодической измерительной схемы2, Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что цифровой секвентный фильтр Уолша содержит массив параллельных сдвиговых регистров Х(0) Х(И+2), включенных последовательно, и арифметико-ло. гическое устройство, состоящее иэинвертора, четырехсумматоров и регистра, 5 причем входы первого сумматора соединены с выходами регистров Х(0) и Х(И+1), выход регистра Х(И+12) соединен с входом инвертора, выход которого соединен с первым входом инвертора, выход которого сое динен с первым входом второго сумматора,младший разряд второго входа второго сумматора соединен с шиной питания, э старшие разряды - с общей шиной, выход второго сумматора соединен с первым вхо дом третьего сумматора, выходные разрядывторого сумматора сдвинуты нэ один разряд по отношению к входным разрядам третьего сумматора, второй вход третьего сумматора соединен с выходом четвертого 20 сумматора, первый вход которого соединенс выходом первого сумматора, э второй вход - с выходом регистра, выход третьего сумматора соединен с входом регистра, второй вход четвертого сумматора, сдвинутый на и 25 разрядов, выполняет роль выхода цифрового секвентного фильтра Уолша, роль входа цифрового секвентного фильтра Уолша выполняет вход регистра Х(0), вход тактовых сигналов цифрового секвентного фипьфэ Уолша 30 подключен к синхровходам всех регистров..Гирняк Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 аказ 2689 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Рауаская наб 4/5