[发明专利]一种极化-去极化电流测量系统

说明书

技术领域

本发明属于电力设备绝缘诊断领域，更具体地，涉及一种极化-去极化电流测量系统。

背景技术

自上世纪80年代以来，交联聚乙烯(XLPE)电缆凭借其优良的热性能，机械性能，电气性能以及易于安装，便于维护的优点，开始广泛地应用于我国电力系统中。由于电、热、水分、机械、外界环境，化学腐蚀等因素的影响，XLPE电缆在长期运行过程中将会逐渐有水树生成，发生绝缘劣化，最终威胁电缆的安全可靠运行。所以，对XLPE电缆进行预试维护，对电力系统安全稳定运行意义重大。

极化-去极化电流法是一种基于介质响应理论的新型电缆诊断方法，通过对电缆施加直流极化电压后短接，测量电缆极化/去极化电流，由于电缆绝缘老化程度不同，其极化/去极化电流呈现不同特性，基于这些特性对电缆绝缘状态进行诊断。

XLPE电缆绝缘阻值高，使得极化-去极化电流为10^-2～10^-12A量级，然而在现有技术的极化-去极化电流，常常混入强烈的工频干扰，同时，由于与高压装置的隔离与绝缘不良，可能使测量的极化-去极化电流的直流偏置高达nA级别。同时，量程切换速度仅为ms，无法捕捉到极化-去极化电流测量的前期信号，不利于极化-去极化电流信息完整采集。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明公开了一种用于极化-去极化电流测量系统，其目的在于通过减少极化-去极化电流中的干扰信号， 从而提高极化-去极化电流的测量精度。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种极化-去极化电流测量系统，包括保护模块，电流电压转换模块，滤波模块，AD转换模块以及数据处理模块；

所述保护模块的输入端作为所述测量系统的输入端，用于连接交联聚乙烯电缆的金属屏蔽层，在极化-去极化电流测量的充电阶段，将前端电位控制在安全电位以内，从而防止初始电流对电流电压转换模块的冲击破坏；

所述电流电压转换模块的第一输入端连接所述保护模块的输出端，用于将所述交联聚乙烯电缆输出的极化-去极化电流信号转换为电压信号并输出；

所述滤波模块的输入端连接所述电流电压转换模块的输出端，用于滤除所述电压信号中的工频干扰，并将无干扰的电压信号输出；

所述AD转换模块的输入端连接所述滤波模块的输出端，用于将所述电压信号转换为数字信号并输出；

所述数据处理模块的输入端连接所述AD转换模块的输出端，第一输出端连接所述电流电压转换模块的第二输入端，用于将所述数字信号转换为实际的极化-去极化电流值，并根据所述极化-去极化电流值向所述电流电压转换模块输出切换信号。

优选地，所述测量系统还包括隔离供电模块，其第一输出端连接电流电压转换模块，第二输出端连接滤波模块，第三输出端连接AD转换模块，第四输出端连接数据处理模块，用于分别向所述电流电压转换模块，滤波模块，AD转换模块以及数据处理模块提供直流电压。

作为进一步优选地，所述隔离供电模块包括直流电源以及DC-DC隔离装置，所述直流电源的输出端连接所述DC-DC隔离装置的输入端，所述DC-DC隔离装置的第一输出端作为所述隔离供电模块的第一输出端，第二输出端作为所述隔离供电模块的第二输出端，第三输出端作为所述隔离供 电模块的第三输出端，第四输出端作为所述隔离供电模块的第四输出端。

优选地，所述保护模块包括继电器和放电管，所述继电器的一端连接所述电流电压转换模块的输入端，另一端与所述电流电压转换模块的低压端共地，用于在极化-去极化电流测量的充电阶段导通，从而防止初始电流对电流电压转换模块的冲击破坏；所述放电管与所述继电器并联，用于将所述电流电压转换模块的前端电位控制在安全电位。

优选地，所述数据处理模块还用于输出控制信号，所述测量系统还包括通讯模块，所述通讯模块的控制端连接所述数据处理模块的控制端，用于将数据处理模块的控制信号发送给外部高压装置，并把外部高压装置的状态信号反馈给数据处理模块，同时用于将所述数据处理模块输出的极化-去极化电流信号发送给外部处理器。

作为进一步优选地，所述通讯模块由无线通信模块以及串口通信模块组成，所述无线通信模块用于将数据处理模块的控制信号发送给外部高压装置，并把外部高压装置的状态信号反馈给数据处理模块，所述串口通信模块用于将极化-去极化电流信号发送给外部处理器。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列的有益效果：