[实用新型]阶跃脉冲注入电路及相关电缆绝缘监测选线装置

说明书

本实用新型涉及一种阶跃脉冲注入电路及相关电缆绝缘监测选线装置。所述注入电路包括具有工频阻波功能的滤波电路及隔离变压器和限流电阻，所述滤波电路由电容支路和电感支路并联而成，所述电容支路由电容为C₁的滤波电容器和工频阻波电路串联而成，所述电感支路由电感为L₁的滤波电感器和工频阻波电路串联而成，所述工频阻波电路由电容为C₂的阻波电容器和由电感为L₂的阻波电感器并联而成，所述滤波电路的输出经隔离变压器注入到系统一次侧，输入经连接信号发生电路的阶跃脉冲信号输出。所述装置包括阶跃脉冲信号产生注入模块、监测信号采集模块和中央处理分析模块，为有效进行井下非有效接地交流电力系统的绝缘监测选线提供了相应的硬件基础。

技术领域

本实用新型涉及煤矿电缆绝缘监测选线技术，具体地讲，涉及适于电缆绝缘监测的阶跃脉冲信号注入电路以及采用这种注入电路的电缆绝缘监测选线装置，主要适于煤矿电力系统的电缆绝缘监测选线。

背景技术

为了预防煤矿井下接地故障的发生，防患于未然，需要对6kV/10kV电力电缆的绝缘状态进行实时监测，提高煤矿电网供电安全性。煤矿电网中电缆的屏蔽层接地方式与地面电网中电缆的屏蔽层接地方式有所不同，煤矿电网一般采用经消弧线圈接地，二者的绝缘水平不同，因此地面电网中的电缆绝缘在线诊断方法的判断依据不可照搬在矿用高压电缆的绝缘诊断中。现有的绝缘监测技术有如局部放电检测法无法在实际现场应用；而采取低频正弦信号注入法，则需要准确的选取注入信号频率幅值解决信号注入方式，并且同样需要解决系统分布参数对检测结果的影响；介质损耗法只能反映电缆绝缘的整体缺陷，当电缆发生局部绝缘劣化时，介质损耗角正切值无明显变化。介损在线监测法在单独使用时准确度低，需要与其他方法配合使用。零序电流法理想地认为线路绝缘阻抗一直处于三相平衡状态，未考虑由线路绝缘不平衡所产生的零序电压和零序电流的影响。并且，煤矿供电多采用消弧线圈接地或不接地系统，故障线路稳态零序电流的幅值与极性不再具备故障特征，基于稳态零序电流的故障检测方法不再有效。因此，需要对煤矿电缆绝缘监测选线方法作进一步的开发。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种适于电缆绝缘监测的阶跃脉冲信号注入电路，还提供一种适于煤矿电力系统的基于注入阶跃脉冲的电缆绝缘监测选线装置，以便为为有效进行井下非有效接地交流电力系统的绝缘监测选线提供了相应的硬件基础。

本实用新型的技术方案是：一种适于电缆绝缘监测的阶跃脉冲信号注入电路，其特征在于包括具有工频阻波功能的滤波电路，所述滤波电路由电容支路和电感支路并联而成，所述电容支路由电容为C₁的滤波电容器和工频阻波电路串联而成，所述电感支路由电感为L₁的滤波电感器和工频阻波电路串联而成，所述工频阻波电路由电容为C₂的阻波电容器和由电感为 L₂的阻波电感器并联而成，所述C₁、L₁、C₂和L₂之间的关系依据下列公式确定：

其中，ω_g为电力系统的工频，ω₁和ω₃分别为阶跃脉冲信号的基波和三次谐波的角频率。

该电路还可以包括隔离变压器，所述滤波电路的输出经隔离变压器注入到系统一次侧。

该电路还可以包括限流电阻R_L，所述滤波电路的输入经限流电阻R_L连接信号发生电路的阶跃脉冲信号输出。

所述信号发生电路优选采用光耦元件作为直流电源输出的开关元件。