[实用新型]基于双端测量的高压电缆局部放电在线监测系统

说明书

技术领域

本实用新型属于电力系统检测设备领域。

背景技术

局部放电检测是有效判断XLPE电缆绝缘状况的重要手段。在实际应用中，为了更快、更有效地检测、排除电缆的故障和隐患，如何快速找出局部放电点是我们面对的重要问题。局放定位的基础方法是时域反射法（TDR）。通过对TDR法的研究可以看出，电缆中局放点定位的关键是如何准确得到信号在时间上的延迟。传统的电缆局放定位方法是时域反射法（TDR），也被称之为行波法。把探测器连到长度为L的电缆的一端，距离局放点的距离为X。局放点的局部放电会产生两个电压脉冲，一个是直接以v m/s的传播速度直接传播到探测器，另一个向电缆的另一端传播。第一个脉冲在X/Ysec后到达探测器，而第二个脉冲被电缆的另一端反射，会在经过了2L-x m的传播距离后到达探测器。所以，第二个脉冲会在第一个脉冲的(2L-2x)/v后到达传感器。通过具体的观察测量， x可以被计算出来，这样就得到了局放点的位置。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种通过高压电缆两个端点测量，来检测高压电缆局部放电的基于双端测量的高压电缆局部放电在线监测系统。

本实用新型是由改进罗氏线圈、运放电路、一级程控放大电路、二级程控放大电路、单端信号转差分信号电路、模数转换电路、模数转换电路模拟电源、提供+5V数字电源和提供-5V数字电源构成；

改进罗氏线圈：载流导线穿过罗氏线圈，在线圈上感应出电压电流，电压电流经过电阻将电流转换为电压；线圈围着磁芯缠绕，再引出经积分电阻接地；另一端接J14；其电路连接是：M是线圈的互感，Ls是线圈的自感，Rs是线圈的等效电阻，Cs是线圈的等效杂散电容，R是线圈的积分电阻；一次侧电流经过电流互感器变换到二次侧，二次侧通过电感Ls、电阻Rs、积分电阻R串联起来，线圈的等效杂散电容Cs并联在积分电阻R两端；

运放电路：J14连接在同向比例放大器LMH6702的3脚，同向比例放大器LMH6702的6脚接一级程控放大电路U46的10脚；

一级程控放大电路：一级程控放大电路U46的7脚接二级程控放大器U47的8脚，在4、5脚选择放大倍数；

二级程控放大电路：二级程控放大电路U47的7脚接单端信号转差分信号U40的8脚；

单端信号转差分信号电路：单端信号转差分信号电路U40的4、5脚分别接模数转换电路U41的2、3脚；

模数转换电路：模数转换电路U41的35至44脚接FPGA，控制引脚15、47脚控制35至44脚的输出信号；

模数转换电路模拟电源：模数转换电路模拟电源U5的5脚接在模数转换电路U41的8、13、15、28、30、31、33、46脚；

提供+5V数字电源和提供-5V数字电源：-5V数字电源的3脚接在运放电路U48的4脚、一级程控放大电路U46的3、6脚和二级程控放大电路U47的3、6脚，+5V数字电源的12脚接在运放电路U48的7脚、一级程控放大电路U46的8脚和二级程控放大电路U47的8脚。

 本实用新型通过局放脉冲到达电缆两端的时间差，就能轻易测出局放点的位置，即放电源的位置，可以看出，本实用新型由于同时在电缆两端测量，大大忽略了信号在电缆中的衰减情况，因而拥有更高的精度。通过这样的方法，我们就可以对较长的电缆进行检测，也更加符合在线检测的需要。

附图说明

图1是本实用新型改进后的罗氏线圈结构示意图；

图2是本实用新型改进后的罗氏线圈电路原理图；

图3是本实用新型运放电路图；

图4是本实用新型一级程控放大电路图；

图5是本实用新型二级程控放大电路图；

图6是本实用新型单端信号转差分信号电路图；

图7是本实用新型模数转换电路图；

图8是本实用新型模数转换电路模拟电源电路图；

图9是本实用新型提供+5V数字电源电路图；

图10是本实用新型提供-5V数字电源电路图；

图11是本实用新型系统框图。

具体实施方式

本实用新型是由改进罗氏线圈、运放电路、一级程控放大电路、二级程控放大电路、单端信号转差分信号电路、模数转换电路、模数转换电路模拟电源、提供+5V数字电源和提供-5V数字电源构成；