基于紫外检测法的智能型特高压验电器系统

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    经过比较分析,选用其技术指标为光谱响应为185~260nm,放电起始电压为280 VDC,工作电压为325±25 VDC,工作电流小于30 mA,灵敏度为5 000 cps,背影噪声小于10 cpm,该传感器的工作波段采用太阳盲区中的185~260 nm波段,该波段不受太阳辐射的干扰,其灵敏度达5 000 cps,可有效检测到电晕放电的紫外脉冲。

 

3 系统硬件设计
    本系统采用高性能的数字信号处理器TMS320F2812作为核心处理单元,扩展外围功能电路,如图3所示,主要包括:紫外传感器及其驱动电路、温湿度采集电路、时钟电路、指示电路、存储器扩展电路、JTAG接口电路和CAN通信接口电路等。

3.1 紫外传感器驱动电路
    特高压验电器的核心器件是紫外传感器,其工作电源可采用干电池或者太阳能电池,驱动电路如图4所示,为了获得325±25 VDC,前端必须进行DC/AC/DC转换。逆变器U1输入电压为+3.3 V,驱动电路通过桥式整流对逆变器U1输出的交流电压进行整流,再通过C26、R3和R4组成的RC滤波电路进行滤波,调整R3和R4的值,将传感器的工作电压调到325V左右。紫外线入射时,紫外传感器放电,电流由充电电容C27提供,并在电阻R7上产生瞬时电流,输出一个脉冲电压,引入电容C28可将输出的脉冲电压变得平滑稳定;停止放电后,电源向电容C27逐渐充电,阳极电位增加。达到放电起始电压后,如再有紫外光照射到传感器上则再次放电。驱动电路包括信号处理模块,消除了由自然激励光源引起的背景放电信号。


3.2 温湿度采集电路
    高压输电线路的电晕放电是一个复杂的过程,利用紫外检测法必须考虑到周围环境的影响。具体表现为:空气污染越严重,空气密度越小,湿度越大,电晕放电越强。这里采用数字式温湿度传感器SHT71,在检测高压输电线路电晕放电的同时,将温度和湿度作为考虑因素,可以更好地检测其放电情况。