[发明专利]一种阻尼振荡波下电缆局部放电检测装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及交联聚乙烯电缆（XLPE）的一种局部放电在线检测方法，特别是一种阻尼振荡波下电缆局部放电检测装置及检测方法。

背景技术

交联聚乙烯电缆以其合理的结构、工艺以及优良的电气性能以及较高的安全性等优点，在国内外输电线路及配电网中广泛使用。但电缆在生产，运输，安装以及运行过程中，可能会产生气隙、毛刺以及杂质等各种缺陷。存在缺陷或长期运行导致劣化后的电缆容易发生局部放电，在长时间的局部放电作用下，进一步会导致电缆绝缘的击穿，一旦发生事故，有可能会使城市大面积停电、企业停产、医院断电，从而造成较大的经济损失及人身安全等，因此有必要对电缆在投运前和运行后进行局部放电试验。

局部放电试验一直是电缆绝缘非破坏性电气检验的主要项目。迄今为止，国内外用于XLPE电缆及其附件局部放电检测的方法有很多。但由于XLPE电缆及其附件中局部放电信号微弱，波形复杂多变，在传统的测量中极易被背景噪声和外界电磁干扰噪声淹没，在现场测量中，环境干扰更复杂，难度会更大。世界各国专业人士纷纷致力于高灵敏度的局部放电检测仪器的开发来对电缆绝缘进行局部放电的检测。

随着电子技术的发展，在传统的脉冲电流法的基础上发展了基于宽频带检测技术，应用数字信号处理方法进行抗干扰、定位和谱图分析的计算机辅助的局部放电测量技术，大大推动了电缆局部放电测量技术的发展。振荡波局放检测装置作为一种新型的较方便的电缆现场局放检测和定位方式，具有与交流电源法等效性好、作用时间短、操作方便、易于携带、可有效检测XLPE电缆中的各种缺陷，且试验不会对电缆造成损害等特点。但在现场测量中，如果缺陷微小或外界干扰较大，都使局放检测及定位难度大大加大，因此在现场局部放电检测中，信号的有效提取和放大是亟待完成的难点之一。

发明内容

本发明针对目前电缆局部放电现场检测的灵敏度不高问题，提供一种阻尼振荡波下电缆局部放电检测装置及检测方法来有效提高局放信号检测的灵敏度及信噪比。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种阻尼振荡波下电缆局部放电检测装置，包括：信号耦合单元和宽频带放大单元；所述信号耦合单元包括检测阻抗和耦合电容，检测阻抗的一端与耦合电容的低压侧连接，另一端接地，所述耦合电容的高压侧与高压电源相连；所述宽频带放大单元包括衰减器，衰减器驱动电路，锁存器以及放大器，所述信号耦合单元的输出与衰减器的输入相连，所述衰减器的输出与放大器相连，所述衰减器驱动电路的输入与锁存器的输出相连，所述锁存器的输入与上位机的输出相连。

作为本发明的优选实施例，所述信号耦合单元进一步包括有隔离变压器，检测阻抗、耦合电容，以及隔离变压器形成RLC型耦合回路。

作为本发明的优选实施例，所述信号耦合单元进一步包括保险丝、二极管，以及滤波电容，所述检测阻抗的输出端依次连接所述保险丝和所述滤波电容，所述检测阻抗的两端并接所述二级管。

作为本发明的优选实施例，所述衰减器主要由阻、容衰减器和继电器构成，由上位机程控实现衰减倍数的改变。

作为本发明的优选实施例，所述放大器采用三级差分放大，单端输入，单端输出，以减小共模干扰。

作为本发明的优选实施例，所述三级放大器的放大倍数前级大，后级小。

作为本发明的优选实施例，所述放大器的输入信号限幅为1mV～8V，输出信号限幅为5V。

基于上述检测装置的检测方法为：通过信号耦合单元提取阻尼振荡波电压下的电缆局部放电信号，然后将该放电信号传送给宽频带放大器，如果放电信号为小电流信号，则跳过衰减器而直径通过放大器放大，如果该放电信号为大电流，则首先通过衰减器衰减后再通过放大器放大。

作为本发明的优选实施例，所述大电流和小电流的判断标准为：如果该电流经由最小倍数的放大器放大后超出了放大器的最大量程，则判断该电路为大电流，反之为小电流

与现有技术相比，本发明装置至少具有以下优点：本发明通过信号耦合单元耦合到电缆中的局部放电信号，然后通过宽频带放大单元对该放电信号进行放大，在信号放大时，上位机根据放大器的输出信号大小，发出相应地切换衰减器的控制信号，从而实现对采集信号的适当放大。

附图说明

图1为本发明检测阻抗及宽频带放大器的信号耦合单元原理图。

图2为本发明检测阻抗及宽频带放大器的检测阻抗幅频特性响应实验电路图。

图3为本发明检测阻抗及宽频带放大器的检测阻抗与Rogowsky线圈的幅频特性对比图。