[实用新型]一种全固态高压纳秒脉冲发生器保护电路

说明书

技术领域

本实用新型属于电力设备检测技术领域，具体涉及一种检测装备-全固态高压纳秒脉冲发生器的保护电路。

背景技术

电力变压器、高压电抗器的运行电压等级将随着电网电压等级提高，其对电力系统的稳定运行起着愈发重要的作用。而这类设备长期运行在复杂环境中，易受到短路故障造成的短路电流等外部故障的冲击，其绕组可能发生累积变形，加大设备停运和电网停电的风险。在不停电情况下，开展线圈类设备绕组故障带电检测工作能够提前预警设备内部存在的绕组故障，及时进行检修，保证供电可靠性。目前，应用于各种线圈类设备的带电检测方法中，脉冲频率响应法是一种新兴的方法。而此方法的关键环节是脉冲信号发生器，其可实现现场实际应用、操作简捷、输出信号稳定可调。因此，为保证装置的安全可靠运行，设计相应的保护控制电路是非常有必要的。

综上，本实用新型提出了一种全固态高压纳秒脉冲发生器保护电路设计方案。

实用新型内容

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种全固态高压纳秒脉冲发生器保护电路，其特征在于：由电流传感器、脉冲整形、电压比较电路与RS保持电路依序连接；RS保持电路还分别与复位电路和或非门连接，或非门还连接有直流电源故障信号。

本实用新型采用电流传感器获得负载上的脉冲电流，所测得的电压信号经过脉冲整形和电压比较电路后得到判据信号S，然后与复位电路信号R结合输入到RS保持电路，通过RS保持电路后得到新的判据信号Q，将Q与直流电源本身的故障信号G相结合得到Fault信号。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型采用电流传感器采集负载上的脉冲电流，实时可靠；

2、本实用新型采取的方法实现较为简单，所用器件可轻易获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：

图1为全固态高压纳秒脉冲发生器保护控制电路原理框图；

图2为全固态高压纳秒脉冲发生器保护控制电路电压比较电路；

图3为全固态高压纳秒脉冲发生器直流电压控制电路故障信号保持电路。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。

如图1所示，一种全固态高压纳秒脉冲发生器保护电路，其特征在于：由电流传感器、脉冲整形、电压比较电路与RS保持电路依序连接；RS保持电路还分别与复位电路和或非门连接，或非门还连接有直流电源故障信号。

本实用新型采用电流传感器获得负载上的脉冲电流，所测得的电压信号经过脉冲整形和电压比较电路后得到判据信号S，然后与复位电路信号R结合输入到RS保持电路，通过RS保持电路后得到新的判据信号Q，将Q与直流电源本身的故障信号G相结合得到Fault信号。

为使装置能够安全可靠运行，FPGA控制电路除保证发送的控制信号准确无误外，还需其能实时接收并处理来自固态Marx电路的反馈信号，以准确判断装置的运行状态并对可能出现的极端状况进行及时处理。通过电流传感器检测负载上的脉冲电流，所测得的电压信号经过脉冲整形和电压比较电路后得到判据信号S，然后与复位电路信号R结合输入到RS保持电路，通过RS保持电路后得到新的判据信号Q，将Q与直流电源本身的故障信号G相结合得到Fault信号。

如图2，保护控制电路电压比较电路如图所示。电流传感器测得的电压将传入RC整形电路，经整形电路整形后经过跟随电路进入比较器反向输入端与设定的阈值进行比较。电流传感器测得的电压信号在传入RC整形电路之前要先通过高压开关二极管BAS21SLT1G，二极管反向击穿电压可达到250V，其作用是防止电流回流以及滤除传感器信号中可能出现的负半波部分。为保护运算放大器，进入RC整形电路的信号采用一个高压开关二极管BAS21SLT1G进行钳位，保证输入运放的信号电压处于0.3V-4.7V间。RC整形电路将测得的纳秒脉冲信号转换为毫秒级信号，减缓了上升沿，保证运算放大器有充足响应时间。

保护控制电路中采用运算放大器LMH6658来实现比较器的功能，其大致参数如下：工作电压为3V～12V；最大输入失调电压为±5mV，最大输入失调电流为300nA；带宽为200MHz，输出为TTL电平，高电平为4.25V，低电平为800mV；输出电流为40mA。该款运算放大器响应速度快，输入阻抗高，响应速度快，与74系列芯片可良好兼容。