CN104007371B - 一种用于校验电缆局部放电信号的装置及方法 - Google Patents
一种用于校验电缆局部放电信号的装置及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明实施例公开了一种用于校验电缆局部放电信号的装置，设置于电缆线路上任一中间接头处，包括供电模块、与信号输出口相连的频率调制输出及控制模块以及设置于供电模块与频率调制输出及控制模块之间的电压调节模块；其中，供电模块用于提供高电平直流电压；电压调节模块其上预设有至少一电压阈值，用于获得高电平直流电压，且将获得的高电平直流电压调节成与一预设的电压阈值相等的调节电压；频率调制输出及控制模块，用于获得调节电压，且根据电缆线路工作频率，将调节电压调制成频率与电缆线路工作频率相同的校验信号并输出。实施本发明实施例，其工作量小、效率高，节省了大量的人力和物力，实现对局部放电信号源的位置进行精确定位。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统监测技术领域，尤其涉及一种用于校验电缆局部放电信号的装置及方法。
背景技术
随着城市电网的不断发展和改造升级的需要，电力电缆线路的使用量正逐年上升，特别是高压电力电缆已获得了广泛的应用，且敷设量逐年递增，因此在电力电缆线路敷设越来越长的情况下，造成用于连接两两相邻电力电缆线路之间的中间接头数量也相应的越来越多。目前，在长度达数千米甚至十几千米的电力电缆线路上需要设置多个中间接头，为了准确并及时掌握该电力电缆线路的运行状态，需要在各个中间接头位置处均安装电缆局部放电在线监测设备用于监测电力电缆的局部放电情况，但是如此多数量的电缆局部放电在线监测设备的校验工作，需要工作人员到各个中间接头靠近每台电缆局部放电在线监测设备的位置注入信号进行校验，其不足之处在于：不仅仅工作量非常大、效率及低，浪费了大量的人力和物力，而且对于电力输送和供电的时速性及有效性的提高影响较大。
另外，为了合理处理故障隐患及保障电网稳定运行，因此需要对电力电缆线路上发生的局部放电信号进行精确定位，从而确定电力电缆局部放电信号源的位置并及时处理。目前，整个电力行业对电力电缆局部放电信号源的定位通常采用波形时间差方法，即可以采用电缆局部放电波形与反射波形两个波形信号之间的时间差来计算得出局部放电信号源位置，但是对用于那些长度达数千米以上的电力电缆线路上局部放电信号源的定位，由于存在局部放电信号的电平较低或用于传输该局部放电信号的电力电缆线路太长的情况，使得该局部放电信号经长距离传输后衰减到无法精确测量出时间差的情况，因此采用常规的校验装置(如常规的脉冲发生器)无法起作用，从而出现电缆局部放电在线监测设备无法对局部放电信号源的位置进行精确定位的现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种设置在电力电缆线路上任一中间接头处，用于校验电缆局部放电信号的装置及方法，其工作量小、效率高，从而节省了大量的人力和物力，并且避免当局部放电信号的电平较低或电力电缆线路太长时，出现电缆局部放电在线监测设备无法对局部放电信号源的位置进行精确定位的现象。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种用于校验电缆局部放电信号的装置，其设置于电缆线路上任一中间接头处，包括供电模块、与信号输出口相连的频率调制输出及控制模块以及设置于所述供电模块与所述频率调制输出及控制模块之间的电压调节模块；其中，
所述供电模块，用于提供高电平直流电压；
所述电压调节模块，其上预设有至少一电压阈值，用于获得所述高电平直流电压，且将所述获得的高电平直流电压调节成与一预设的电压阈值相等的调节电压；
所述频率调制输出及控制模块，用于获得所述调节电压，且根据所述电缆线路工作频率，将所述调节电压调制成频率与所述电缆线路工作频率相同的校验信号并输出；
其中，所述供电模块包括电源模块和升压模块；其中，
所述电源模块，其一端与所述升压模块的一端相连，用于提供一低电平直流电压；
所述升压模块，其另一端与所述电压调节模块的一端相连，用于获得所述低电平直流电压，并将所述获得的低电平直流电压根据预设的升高比值，得到所述高电平直流电压。
其中，所述电源模块包括电池模块和充电模块，所述电池模块的两端分别与所述充电模块、所述升压模块相连。
其中，所述频率调制输出及控制模块包括频率调制输出模块和频率控制模块；其中，
所述频率控制模块，其与所述频率调制输出模块的第一端相连，用于设置与所述电缆线路工作频率相同的频率；
所述频率调制输出模块，其第二端与所述电压调节模块相连，第三端与所述信号输出口相连，用于获得所述调节电压，并根据所述设置的频率，将所述调节电压调制成频率为所述设置的频率的校验信号并输出。
其中，每一预设的电压阈值均小于所述高电平直流电压。
其中，所述每一预设的电压阈值两两相邻之间间隔相同的电压值。
其中，所述高电平直流电压的取值范围在100v至500v之间。
本发明实施例还提供了一种用于校验电缆局部放电信号的方法，其在前述的装置中实现，所述方法包括：
选择一预设的电压阈值，得到与所述预设的电压阈值相等的电压；
根据电缆线路工作频率，将所述得到的电压调制成频率与所述电缆线路工作频率相同的校验信号并输出。
其中，在所述选择一预设的电压阈值，得到与所述预设的电压阈值相等的电压的步骤之前，所述方法还包括步骤：
预设多个电压值相异的电压阈值。
其中，每一所述预设的多个电压值相异的电压阈值其两两相邻之间间隔相同的电压值。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
1、在本发明实施例中，由于装置应用在电力电缆线路上任一中间接头处并注入脉冲信号对局部放电信号进行校验，避免到电力电缆各个中间接头处对局部放电信号进行校验，其工作量小、效率高，从而节省了大量的人力和物力，降低对电力输送和供电的时速性及有效性的影响；
2、在本发明实施例中，由于装置可以根据现场监测的需要，选择不同的高电压且设置与电力电缆线路工作频率相同的频率，并将所选的高电压调制成频率与所设置的频率相同的校验信号并输出，电缆局部放电在线监测设备能够通过监测到该装置输出的校验信号与实际监测的局部放电信号进行比较分析，如幅值变化、反射波时间等计算出局部放电信号源的位置，从而避免当局部放电信号的电平较低或电缆线路太长时，出现电缆局部放电在线监测设备无法对局部放电信号源的位置进行精确定位的现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为本发明实施例一提供的用于校验电缆局部放电信号的装置的一连接示意图；
图2为本发明实施例一提供的用于校验电缆局部放电信号的装置的又一连接示意图；
图3为本发明实施例二提供的用于校验电缆局部放电信号的方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和图2所示，本发明实施例一中，提出一种用于校验电缆局部放电信号的装置，该装置设置于电缆线路上任一中间接头处，包括供电模块、与信号输出口相连的频率调制输出及控制模块以及设置于供电模块与频率调制输出及控制模块之间的电压调节模块；其中，
供电模块，用于提供高电平直流电压，该高电平直流电压的取值范围在100v(伏特)至500v之间；
电压调节模块，其上预设有至少一电压阈值，用于获得高电平直流电压，且将获得的高电平直流电压调节成与一预设的电压阈值相等的调节电压；其中，每一预设的电压阈值均小于高电平直流电压，这样使得在该高电平直流电压下设置多个相异电压值的电压阈值，甚至于将每一预设的电压阈值设置成两两相邻之间间隔相同的电压值，如间隔10v、20v等等。
频率调制输出及控制模块，用于获得调节电压，且根据电缆线路工作频率，将调节电压调制成频率与所述电缆线路工作频率相同的校验信号并输出。
应当说明的是，该校验信号可以是一次性输出，也可以是周期性输出。为了确保校验信号的精确性，可以考虑将校验信号进一步的通过滤波器(如RC低通滤波器)旁路掉高频信号后输出，即可在频率调制输出及控制模块与信号输出口之间设置一个滤波器，过滤高频信号后输出。
通常电子装置内部电源采用低电平直流电压(如12v)，要想获得高电平直流电压，需在装置中将低电平直流电压进行升压处理，因此本发明实施例一中的供电模块包括电源模块和升压模块，该电源模块一端与升压模块的一端相连，用于提供一低电平直流电压，该升压模块另一端与电压调节模块的一端相连，用于获得低电平直流电压，并将获得的低电平直流电压根据预设的升高比值，得到高电平直流电压。应当说明的是，该电源模块可以由电池模块和充电模块组成，其中，电池模块的两端分别与所述充电模块、所述升压模块相连，如图1所示，也可为外置的可用直流电源，如图2所示。
更进一步的，频率调制输出及控制模块包括频率调制输出模块和频率控制模块；其中，
频率控制模块，其与频率调制输出模块的第一端a1相连，用于设置与电缆线路工作频率相同的频率；
频率调制输出模块，其第二端a2与电压调节模块相连，第三端a3与信号输出口相连，用于获得调节电压，并根据所设置的频率，将调节电压调制成频率为所设置的频率的校验信号并输出。
本发明实施例一中用于校验电缆局部放电信号的装置的工作原理为将装置设置在电缆线路上任一中间接头处，开启该装置，此时该装置中电源模块的低电平直流电压经过升压模块输出为高电平直流电压，在该装置上选择一预设的电压阈值，得到与所选电压阈值相等的电压，并根据电缆线路工作频率设置频率，将所得到的电压按照所设置的频率调制成校验信号并输出到信号输出口，因此电缆局部放电在线监测设备能够通过监测到该装置输出的校验信号与实际监测的局部放电信号进行比较分析，如幅值变化、反射波时间等计算出局部放电信号源的位置。
作为一个例子，装置开启后，首先将电源模块的12v低电平直流电压经过升压后得到500v的高电平直流电压，然后选择在电压调节模块上选择一预设的电压阈值100v(或200v或其它电压值)，此时输出的调节电压为100v(或200v或其它电压值)，同时，在频率可设置范围在20Hz(赫兹)～300Hz之间的频率控制模块上设置当前电缆线路的工作频率50Hz为该调节电压需要调制的频率，将调节电压为100v(或200v或其它电压值)按照频率为50Hz的方式调制出校验信号并输出到信号输出口。
如图3所示，本发明实施例二中，提出一种用于校验电缆局部放电信号的方法，其在本发明实施例一中用于校验电缆局部放电信号的装置中实现，所述方法包括：
步骤S101、选择一预设的电压阈值，得到与所述预设的电压阈值相等的电压；
在步骤S101之前，该方法还包括步骤：预设多个电压值相异的电压阈值。
其中，每一所述预设的多个电压值相异的电压阈值其两两相邻之间间隔相同的电压值。
步骤S102、根据电缆线路工作频率，将所述得到的电压调制成频率与所述电缆线路工作频率相同的校验信号并输出。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
1、在本发明实施例中，由于装置应用在电力电缆线路上任一中间接头处并注入脉冲信号对局部放电信号进行校验，避免到电力电缆各个中间接头处对局部放电信号进行校验，其工作量小、效率高，从而节省了大量的人力和物力，降低对电力输送和供电的时速性及有效性的影响；
2、在本发明实施例中，由于装置可以根据现场监测的需要，选择不同的高电压且设置与电力电缆线路工作频率相同的频率，并将所选的高电压调制成频率与所设置的频率相同的校验信号并输出，电缆局部放电在线监测设备能够通过监测到该装置输出的校验信号与实际监测的局部放电信号进行比较分析，如幅值变化、反射波时间等计算出局部放电信号源的位置，从而避免当局部放电信号的电平较低或电缆线路太长时，出现电缆局部放电在线监测设备无法对局部放电信号源的位置进行精确定位的现象。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于校验电缆局部放电信号的装置，其特征在于，其设置于电缆线路上任一中间接头处，包括供电模块、与信号输出口相连的频率调制输出及控制模块以及设置于所述供电模块与所述频率调制输出及控制模块之间的电压调节模块；其中，
所述供电模块，用于提供高电平直流电压；
所述电压调节模块，其上预设有至少一电压阈值，用于获得所述高电平直流电压，且将所述获得的高电平直流电压调节成与一预设的电压阈值相等的调节电压；
所述频率调制输出及控制模块，用于获得所述调节电压，且根据所述电缆线路工作频率，将所述调节电压调制成频率与所述电缆线路工作频率相同的校验信号并输出；
其中，所述供电模块包括电源模块和升压模块；其中，
所述电源模块，其一端与所述升压模块的一端相连，用于提供一低电平直流电压；
所述升压模块，其另一端与所述电压调节模块相连，用于获得所述低电平直流电压，并将所述获得的低电平直流电压根据预设的升高比值，得到所述高电平直流电压。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电源模块包括电池模块和充电模块，所述电池模块的两端分别与所述充电模块、所述升压模块相连。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述频率调制输出及控制模块包括频率调制输出模块和频率控制模块；其中，
所述频率控制模块，其与所述频率调制输出模块的第一端相连，用于设置与所述电缆线路工作频率相同的频率；
所述频率调制输出模块，其第二端与所述电压调节模块相连，第三端与所述信号输出口相连，用于获得所述调节电压，并根据所述设置的频率，将所述调节电压调制成频率为所述设置的频率的校验信号并输出。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，每一预设的电压阈值均小于所述高电平直流电压。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述每一预设的电压阈值两两相邻之间间隔相同的电压值。
6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述高电平直流电压的取值范围在100v至500v之间。
7.一种用于校验电缆局部放电信号的方法，其特征在于，其在如权利要求1至6中任一项所述的装置中实现，所述方法包括：
选择一预设的电压阈值，得到与所述预设的电压阈值相等的电压；
根据电缆线路工作频率，将所述得到的电压调制成频率与所述电缆线路工作频率相同的校验信号并输出。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述选择一预设的电压阈值，得到与所述预设的电压阈值相等的电压的步骤之前，所述方法还包括步骤：
预设多个电压值相异的电压阈值。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，每一所述预设的多个电压值相异的电压阈值其两两相邻之间间隔相同的电压值。
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