本發(fā)明屬于電力電纜故障測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電纜故障測(cè)試所需的高壓電源，尤其是一種一體式高頻高壓電源。

背景技術(shù)：

在國(guó)民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人民生活水平不斷提高的今天，人們對(duì)供電的可靠性和連續(xù)性的要求也越來(lái)越高。電力電纜大部分敷設(shè)在地下、室內(nèi)、溝道、礦井內(nèi)，由于電纜本身結(jié)構(gòu)和受自然環(huán)境影響，極易發(fā)生故障現(xiàn)象。為了減少不必要的大面積停電，縮短停電時(shí)間，提高供電可靠性和連續(xù)性，減少工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的損失，電纜故障解決的效率非常關(guān)鍵。

然而，一般情況下，在電纜故障測(cè)試過(guò)程中，高壓電源設(shè)備必不可少。傳統(tǒng)的高壓源，是由調(diào)壓控制器、變壓器、高壓電容、放電棒及連接線組成，若需要脈沖高壓測(cè)試，還需要一種特定的放電球隙，手動(dòng)調(diào)壓，并根據(jù)實(shí)際需要，手動(dòng)調(diào)整放電球隙距離，很不方便。另一種新型高壓電源，往往不能集成高壓電容，只是簡(jiǎn)單的將傳統(tǒng)的“三大件”，優(yōu)化成了“兩大件”，還是沒(méi)有從根本上解決設(shè)備集成化、一體化、攜帶便捷化的問(wèn)題，依然保留著分體儀器測(cè)試的性質(zhì)。還有一種較為優(yōu)化的電源，集成化設(shè)計(jì)，依然采用變壓器的原理，但遺憾的是非常笨重，測(cè)試人員至少需要兩人以上才可以移動(dòng)，不符合當(dāng)今生產(chǎn)生活的節(jié)奏，影響測(cè)試工作效率。

目前，雖然電纜故障測(cè)試所需的高壓電源種類(lèi)繁多，但這些電源往往存在儀器種類(lèi)多、接線繁瑣、設(shè)備笨重、高壓裸露、操作機(jī)械化的弊端。例如，在需要脈沖高壓輸出時(shí)，測(cè)試人員往往要根據(jù)故障性質(zhì)而多次調(diào)節(jié)放電球隙，需要升壓后又手動(dòng)放電，又升壓，頻繁機(jī)械，不夠智能，從而給測(cè)試人員帶來(lái)很多麻煩。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種易攜帶、智能化、人性化的一體式高頻高壓電源。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)解決的：

一種一體式高頻高壓電源，包括以PWM電路為主通道，經(jīng)過(guò)高頻變壓器、升壓裝置給高壓電容進(jìn)行儲(chǔ)能，控制電路通過(guò)高壓采樣電阻獲取實(shí)時(shí)高壓，形成對(duì)脈沖輸出控制裝置、直流高壓放電裝置的控制，各模塊均固定在結(jié)構(gòu)支架內(nèi)，配備操作面板和電源機(jī)箱；

所述電源機(jī)箱為一體式高頻高壓電源的機(jī)殼；

所述結(jié)構(gòu)支架為電源整體物理結(jié)構(gòu)框架，固定在電源機(jī)箱內(nèi)；

所述PWM電路是基于脈沖寬度調(diào)制技術(shù)控制的開(kāi)關(guān)電源電路，通過(guò)調(diào)制MOS管柵極的偏置，實(shí)現(xiàn)對(duì)MOS管導(dǎo)通時(shí)間的改變，從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源輸出的改變，PWM電路輸出接至高頻變壓器初級(jí)；

所述控制電路是基于單片機(jī)技術(shù)的脈沖輸出控制、放電控制、急停啟動(dòng)控制、采樣濾波電路；

所述高頻變壓器是采用UF系列磁芯的高頻開(kāi)關(guān)電源變壓器；

所述高壓電容為用于儲(chǔ)能的電容；

所述脈沖輸出控制裝置一端連接高壓電容高壓極，另一端接至面板插座，開(kāi)關(guān)作用，受控制電路信號(hào)驅(qū)動(dòng)，輸出單次或者連續(xù)高壓脈沖；

所述直流高壓放電裝置一端連接高壓電容高壓極，另一端連接放電電阻至接地柱，用于泄放殘留高壓電量；

所述操作面板為絕緣板，包含顯示器、接線座和操作按鈕等，操作面板固定在結(jié)構(gòu)支架頂部。

進(jìn)一步，所述升壓裝置采用倍壓原理，元器件焊接后進(jìn)行絕緣密封處理。

進(jìn)一步，所述高壓電容采用油浸絕緣工藝制作，用螺絲緊固在結(jié)構(gòu)支架底板上，電極用絕緣膠密封處理；

進(jìn)一步，所述源機(jī)箱為工控塑料機(jī)箱。

進(jìn)一步，所述采樣電阻為大功率高壓玻璃釉電阻。

進(jìn)一步，所述采樣電阻為大功率高壓玻璃釉電阻和小功率金屬膜電阻串聯(lián)組成。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其技術(shù)效果在于：

1、一體式設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、易攜帶、接線簡(jiǎn)單、易操作，將傳統(tǒng)的分體設(shè)備集成化，減少接線種類(lèi)，降低使用者接線出錯(cuò)率，讓使用更加便捷；

2、輸出高壓具有單次脈沖和連續(xù)脈沖功能，能分別配合故障測(cè)試儀和定點(diǎn)儀查找故障，傳統(tǒng)上脈沖輸出依靠固定間距的球隙擊穿的方式，不能控制脈沖輸出頻率，長(zhǎng)時(shí)間工作會(huì)導(dǎo)致球隙觸點(diǎn)表面碳化而影響輸出脈沖頻率，而本發(fā)明依靠真空滅弧室和軟件配合，智能控制脈沖輸出；

3、同時(shí)具有直流高壓輸出功能，若外接球隙同樣可以工作，應(yīng)用多元化；

4、具有自動(dòng)放電功能，不再需要傳統(tǒng)的放電棒放電，緊急停止或者斷電等任何情況下，均可自動(dòng)泄放內(nèi)置高壓電容上的殘留高壓，無(wú)需人為操作，放電智能化、安全化；

5、具有應(yīng)急停止鍵，在任意情況下均可一鍵急停，電源自動(dòng)降壓放電，安全可靠。

【附圖說(shuō)明】

圖1為本發(fā)明所述一體式高頻高壓電源的系統(tǒng)框圖；

圖2為本發(fā)明所述一體式高頻高壓電源控制電路結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實(shí)施方式】

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述：

參見(jiàn)圖1，本發(fā)明所述的一體式高頻高壓電源主要由PWM(Pulse Width Modulation)電路、控制電路、高頻變壓升壓電路、濾波電路、限流電阻、高壓電容、脈沖輸出控制裝置、直流高壓放電裝置、采樣電阻、顯示裝置和電源電路等組成。

PWM電路為主通道，經(jīng)過(guò)高頻變壓器、升壓裝置給高壓電容進(jìn)行儲(chǔ)能，控制電路通過(guò)高壓采樣電阻獲取實(shí)時(shí)高壓，形成對(duì)脈沖輸出控制裝置、直流高壓放電裝置的控制，各模塊均固定在結(jié)構(gòu)支架內(nèi)，配備操作面板和電源機(jī)箱；

所述PWM電路是基于脈沖寬度調(diào)制技術(shù)控制的開(kāi)關(guān)電源電路，該電路通過(guò)調(diào)制MOS管柵極的偏置，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)MOS管導(dǎo)通時(shí)間的改變，從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源輸出的改變，整體電路設(shè)計(jì)合理規(guī)范，電路輸出接至高頻變壓器初級(jí)；所述控制電路是基于單片機(jī)技術(shù)的脈沖輸出控制、放電控制、急停啟動(dòng)控制、采樣濾波電路；所述高頻變壓升壓電路是采用UF系列磁芯的高頻開(kāi)關(guān)電源變壓器和倍壓原理組成的，整個(gè)電路器件可靠焊接后進(jìn)行絕緣密封處理，防止其升高電壓后對(duì)空氣放電；所述濾波電路是由于PWM技術(shù)得到了較高頻率的調(diào)制波形，必須進(jìn)行濾波方可得到較為純正的基波；所述限流電路是防止過(guò)載而采用的限流保護(hù)電路；所述高壓電容為主要儲(chǔ)能電容，油浸絕緣工藝，用螺絲緊固在結(jié)構(gòu)支架底板上，電極用絕緣膠密封處理；所述脈沖輸出控制裝置一端連接高壓電容高壓極，另一端接至面板插座，開(kāi)關(guān)作用，受控制電路信號(hào)驅(qū)動(dòng)，輸出單次或者連續(xù)高壓脈沖；所述直流高壓放電裝置一端連接高壓電容高壓極，另一端連接放電電阻、LED指示燈至面板接地柱，主要泄放殘留高壓電量，放電電阻為大功率高壓玻璃釉電阻；所述采樣電阻為大功率高壓玻璃釉電阻和小功率金屬膜電阻串聯(lián)組成；所述顯示裝置是基于三位半的數(shù)字A/D轉(zhuǎn)換器組成，輸入阻抗高，性能良好，方便安裝；所述電源電路是有220V電源輸入、EMI電路、消感應(yīng)電路和高隔離變壓器組成，保證工作電源的獨(dú)立性。

所述操作面板為絕緣板，包含顯示器、接線座、操作按鈕等，固定在結(jié)構(gòu)支架頂部；所述結(jié)構(gòu)支架為電源整體物理結(jié)構(gòu)框架，固定在電源機(jī)箱內(nèi)；所述電源機(jī)箱為一體式高頻高壓電源的機(jī)殼，選擇工控塑料機(jī)箱。

上述所有部件和裝置均安裝固定在鋼構(gòu)框架上，結(jié)構(gòu)緊湊，鋼構(gòu)框架上固定電源操作面板，再將此整體固定在工控塑料機(jī)箱內(nèi)。

下述為本發(fā)明的最佳實(shí)施列：

參見(jiàn)圖2，本發(fā)明所述一體式高頻高壓電源控制電路結(jié)構(gòu)框圖包含信號(hào)輸入、控制電路和驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出三部分。

其中信號(hào)輸入主要有急停/啟動(dòng)信號(hào)、單次脈沖信號(hào)、連續(xù)脈沖信號(hào)和電壓信號(hào)，這些數(shù)字信號(hào)全部輸入單片機(jī)I/O口，經(jīng)過(guò)軟件數(shù)據(jù)處理后，輸出觸發(fā)信號(hào)至外圍電路，形成各部分驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出，如急停/啟動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)控制驅(qū)動(dòng)直流放電裝置是否放電、單次脈沖信號(hào)和連續(xù)脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)控制驅(qū)動(dòng)脈沖輸出控制裝置動(dòng)作模式等。

本發(fā)明所述一體式高頻高壓電源的應(yīng)用如下：

以單芯電纜對(duì)鎧裝接地故障為例，將一體式高頻高壓電源的工作接地與鎧裝連接，脈沖輸出端口與故障電纜線芯連接，保護(hù)接地與大地可靠連接，接入工頻220V電源即可，操作本電源調(diào)壓旋鈕，并觀察顯示電壓，至此，既可以進(jìn)行單次脈沖輸出而進(jìn)行故障電纜波形采集，也可以進(jìn)行連續(xù)脈沖輸出進(jìn)行電纜故障點(diǎn)精確定點(diǎn)，方便快捷。此過(guò)程從根本上減少了接線種類(lèi)，低壓操作，安全可靠，停機(jī)一鍵急停，自動(dòng)放電，不需要操作者人為使用放電棒放電。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施方式僅限于此，對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書(shū)確定專(zhuān)利保護(hù)范圍。