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专利号: 2025202047631
申请人: 扬州工业职业技术学院
专利类型:实用新型
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种智能超高频电缆局部放电监测装置,包括MCU主控芯片(3)、MCU主控芯片最小工作单元,以及提供工作电源的电源模块单元(4),其特征在于:在MCU主控芯片(3)的输入端电气连接有用于与超高频传感器电气连接的高频信号采集单元(1),高频信号采集单元(1)将高频电磁波信号转换为电压信号,并将转换后的信号输入至放大电路单元(2)进行放大处理;放大电路单元(2)的输出端经高速开关二极管VD1与一级滤波器电气连接;所述一级滤波器包括并联连接的电阻R14和电容C8,一级滤波器用于滤除频率数值小于f1的电信号;

由一级滤波器处理后的电信号又经阻抗匹配电阻R8与低通滤波器的输入端电气连接,低通滤波器的输出端经阻抗匹配电阻R9、二极管VD2将带通电信号输出至MCU主控芯片(3);所述低通滤波器的截止频率为f2,低通滤波器包括并联连接的电容C5和电阻R11;MCU主控芯片(3)的输出端与告警模块单元(5)电气连接,告警模块单元(5)的输出端将告警信息传输至上位决策单元(8);

所述MCU主控芯片(3)还经通信模块单元(6)与后台数据处理中心(9)双向通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能超高频电缆局部放电监测装置,其特征在于:所述f1的数值为100MHz,f2的数值为1500MHz。

3.根据权利要求1所述的一种智能超高频电缆局部放电监测装置,其特征在于:所述二极管VD2与MCU主控芯片(3)之间还电气连接有三级滤波器;所述三级滤波器包括并联连接的电阻R12和电容C7;所述二极管VD2的阴极端经阻抗匹配电阻R10与电阻R12的一端、电容C7的一端、以及MCU主控芯片(3)电气连接;电阻R12的另一端、电容C7另一端均与接地端AGND电气连接。

4.根据权利要求1所述的一种智能超高频电缆局部放电监测装置,其特征在于:所述MCU主控芯片(3)的输入端还电气连接有温度压力环境参数监测模块单元(7)。

5.根据权利要求4所述的一种智能超高频电缆局部放电监测装置,其特征在于:所述温度压力环境参数监测模块单元(7)包括CN2插接口;CN2插接口的1管脚、2管脚用于插接温湿传感器,并与MCU主控芯片(3)形成回路;CN2插接口的3管、4管用于插接压力传感器,并与MCU主控芯片(3)形成回路。

6.根据权利要求1所述的一种智能超高频电缆局部放电监测装置,其特征在于:所述高频信号采集单元(1)包括的射频拾取芯片U2和用于插接超高频传感器的外插接口PEX,外插接口PEX的2管脚、3管脚均与接地端AGND电气连接,外插接口PEX的1管脚经射频耦合电容C6、降噪电阻R16、射频耦合电容C9、对称电阻R15与接地端AGND电气连接,电阻R16的两端分别与射频拾取芯片U2的2管脚、3管脚电气连接;射频拾取芯片U2的1管脚与滤波电容C4的一端、电解电容E2的正极端、电阻R2的一端电气连接,电阻R2的另一端与电源端VCC‑A5V电气连接,滤波电容C4的另一端、电解电容E2的负极端均与接地端AGND电气连接;射频拾取芯片U2的4管脚与滤波电容C10的一端、电解电容E3的正极端、电阻R17的一端电气连接,电阻R17的另一端与电源端VCC‑A5V电气连接,电解电容E3的负极端、滤波电容的C10另一端均与接地端AGND电气连接;射频拾取芯片U2的5管脚、6管脚均与接地端AGND电气连接;射频拾取芯片U2的7管脚经反馈电阻R13、阻抗匹配电阻R5与所述放大电路单元(2)的输入端电气连接,射频拾取芯片U2的8管脚电气连接在反馈电阻R13与阻抗匹配电阻R5之间。

7.根据权利要求1所述的一种智能超高频电缆局部放电监测装置,其特征在于:所述放大电路单元(2)包括放大器U1,放大器U1的3管脚与所述高频信号采集单元(1)的输出端电气连接;放大器U1的4管脚与接地端AGND电气连接;放大器U1的2管脚电气连接在比例电阻R3、比例电阻R4之间,比例电阻R3的另一端与接地端AGND电气连接,比例电阻R4另一端一方面经滤波电容C1与接地端AGND电气连接,另一方面与放大器U1的6管脚电气连接;所述放大器U1的6管脚经阻抗匹配电阻R6、阻抗匹配电阻R7与所述高速开关二极管VD1电气连接;放大器U1的7管脚经电容C3与接地端AGND电气连接,经电容C2与接地端AGND电气连接,经电解电容E1与接地点AGND电气连接,还经电阻R1与电源端VCC‑A5V电气连接。

8.根据权利要求1所述的一种智能超高频电缆局部放电监测装置,其特征在于:所述MCU主控芯片(3)的型号为GD32F303RCT6;所述电源模块单元(4)的输入电压为12V直流,输出3.3V直流电压作为电源端3V3,输出用于数字电路的5V直流电压作为电源端VCC‑5V,输出用于模拟电路的5V电压作为电源端VCC‑A5V。

9.根据权利要求1所述的一种智能超高频电缆局部放电监测装置,其特征在于:所述告警模块单元(5)包括双路输出继电器RELAY1,双路输出继电器RELAY1的1管脚与电源端VCC‑

5V电气连接,双路输出继电器RELAY1的4管、5管脚组合成告警输出口,用于与上位决策单元(8)电气连接;双路输出继电器RELAY1的8管脚经电阻R35、发光二极管D3与接地端GND电气连接;双路输出继电器RELAY1的9管脚接电源端3V3;双路输出继电器RELAY1的12管脚一方面经二极管VD3与电源端VCC‑5V电气连接,另一方面与三极管Q1的集电极电气连接;三极管Q1的基极经电阻R21与MCU主控芯片(3)电气连接,电阻R21与三极管Q1之间的节点还经电阻R22与接地端GND电气连接,三极管Q1的发射集与接地端GND电气连接。

10.根据权利要求1所述的一种智能超高频电缆局部放电监测装置,其特征在于:所述通信模块单元(6)包括通信信号转换芯片U8;通信信号转换芯片U8的1管脚、4管脚为串型信号输入输出端口,与MCU主控芯片(3)电气连接;通信信号转换芯片U8的2管脚、3管脚为方向控制引脚,与MCU主控芯片(3)电气连接;通信信号转换芯片U8的5管脚与接地端GND电气连接;通信信号转换芯片U8的6管脚、7管脚为差分输入输出端口,通信信号转换芯片U8的6管脚、7管脚之间电气连接电阻R31,通信信号转换芯片U8的6管脚一方面经电阻R32与电源端

3V3电气连接,另一方面与后台数据处理中心(9)电气连接;通信信号转换芯片U8的7管脚一方面经电阻R30与接地端GND电气连接,另一方面与后台数据处理中心(9)电气连接。