CN104931863B - 用于电缆局部放电测试的同步信号发生器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于电缆局部放电测试的同步信号发生器，其包括设置在电缆加压处的第一RTC模块、第一通讯模块，还包括设置在局部放电测试点的第二RTC模块、第二通讯模块、信号发生模块以及DA转换模块；第一RTC模块与第一通讯模块连接，第二RTC模块、第二通讯模块、信号发生模块以及DA转换模块依次连接；第一通讯模块在第一RTC模块、第二RTC模块完成对时后，将电缆加压处所加电压的频率和零度相位时刻发送给第二通讯模块；信号发生模块根据频率和零度相位时刻生成与电缆加压处所加的电压相对应的方波信号；DA转换模块将方波信号转换成正弦波信号。可以在保证局部放电测试的顺利进行的同时节约了人力和时间成本。

Description

用于电缆局部放电测试的同步信号发生器

技术领域

本发明涉及局部放电测试技术领域，特别是涉及一种用于电缆局部放电测试的同步信号发生器。

背景技术

局部放电试验具有较高的灵敏度。对于新设计和制造的高压电气设备，通过局部放电测量可以及时发现其绝缘中的薄弱环节，防止设计与制造工艺上的差错及材料的使用不当，是鉴别产品绝缘或设备运行可靠性的一种重要方式，能发现耐压试验无法发现的设备缺陷。局部放电测试是当前电力设备预防性试验的重要项目之一。

根据局部放电发生的位置和机理的不同，电气设备中发生的局部放电大致可分为三种类型：(1)绝缘介质内部的局部放电；(2)绝缘介质表面的局部放电；(3)高压电极尖端的电晕放电。各种局部放电的起始条件、放电波形以及放电随施加电压的变化规律各不相同。而对电缆来说，往往关心的是其绝缘介质的内部局部放电。如图1所示，是绝缘介质内部的局部放电示意图，可以看出，局部放电脉冲出现在同步电压波形的一三相位。因此在测量此类型局部放电时，获得同步电压对于判断是否产生局部放电非常重要。

脉冲电流法，是目前在局部放电测试中应用最为广泛的一种方式。它是利用局部放电在测试回路中引起电荷转移，产生高频的脉冲电流，脉冲电流在检测阻抗上形成脉冲电压并能够被局部放电测试仪器(以下简称局放测试仪)测量出来。传统的对电缆线路的局部放电试验往往采用的就是脉冲电流法。其试验原理图如图2所示。

图2所示的方式是在对新电缆做耐压试验的同时测量它是否有局部放电，而判断局部放电的类型应当获取当前所加电压的同步电压信号。此时的同步信号由电容分压杆来获取，电压一般为不小于5伏即可，频率一般为20～300Hz之间。在新电缆投运时，都会先对电缆进行耐压试验，同时希望能对电缆的各个接头进行局部放电测试，以便能发现电缆内部的绝缘缺陷。但是在新电缆投运前的耐压试验都是空载进行的，此时通过电缆的电流可以忽略。而电缆的局部放电测试需要对每个电缆的接头都进行测试。此时局部放电仪是放在接头处，距离加压的地方较远。局放测试仪难以取到同步信号，导致局部放电测试难以顺利进行。如果将局放测试仪放在电缆的加压处来获取同步信号，那么相应的测试接头则需用硬接线的方式将信号引到局放测试仪处，这样接线复杂，代价高昂，也增加了人力和时间成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种用于电缆局部放电测试的同步信号发生器，在保证局部放电测试顺利进行的同时节约成本。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种用于电缆局部放电测试的同步信号发生器，包括设置在电缆加压处的第一RTC模块、第一通讯模块，还包括设置在局部放电测试点的第二RTC模块、第二通讯模块、信号发生模块以及DA转换模块；

所述第一RTC模块与所述第一通讯模块连接，所述第二RTC模块、所述第二通讯模块、所述信号发生模块以及所述DA转换模块依次连接；

所述第一通讯模块与所述第二通讯模块之间进行无线通讯；

所述第一通讯模块用于在所述第一RTC模块、所述第二RTC模块完成对时后，将所述电缆加压处所加电压的频率和零度相位时刻发送给所述第二通讯模块；

所述信号发生模块用于根据所述第二通讯模块接收到的频率和零度相位时刻生成与所述电缆加压处所加的电压相对应的方波信号；

所述DA转换模块用于将所述数字的方波信号转换成模拟的正弦波信号。

根据上述本发明的方案，其是在电缆加压处设置了第一RTC模块、第一通讯模块，在局部放电测试点处设置了第二RTC模块、第二通讯模块、信号发生模块以及DA转换模块，且第一通讯模块在第一RTC模块、第二RTC模块完成对时后，将所述电缆加压处所加电压的频率和零度相位时刻发送给所述第二通讯模块，而与第二通讯模块连接的信号发生模块根据所述第二通讯模块接收到的频率和零度相位时刻生成与所述电缆加压处所加的电压相对应的方波信号，该方波信号又经DA转换模块转换成正弦波信号，由于方波信号是与所述电缆加压处所加的电压相对应的，正弦波信号又是经方波信号转换成的，因此，得到了与电缆加压处的电压的相位和频率都相同的同步电压信号(即正弦波信号)，一方面保证了局部放电测试的顺利进行，另一方面由于不再需要进行硬接线，也节约了人力和时间成本。

附图说明

图1为绝缘介质内部的局部放电示意图；

图2为传统的对电缆线路的局部放电试验的原理图；

图3为本发明的用于电缆局部放电测试的同步信号发生器实施例一的结构示意图；

图4为本发明的用于电缆局部放电测试的同步信号发生器实施例二的结构示意图；

图5为本发明的用于电缆局部放电测试的同步信号发生器实施例三的结构示意图；

图6为本发明的用于电缆局部放电测试的同步信号发生器实施例四的结构示意图；

图7为本发明的用于电缆局部放电测试的同步信号发生器的一个实施例的结构示意图；

图8为本发明的用于电缆局部放电测试的同步信号发生器的另一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明进行详细阐述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

参见图3所示，为本发明的用于电缆局部放电测试的同步信号发生器实施例一的结构示意图。

如图3所示，该实施例一中的用于电缆局部放电测试的同步信号发生器包括设置在电缆加压处的第一RTC(Real-Time Clock，实时时钟)模块101、第一通讯模块102，还包括设置在局部放电测试点的第二RTC模块201、第二通讯模块202、信号发生模块203以及DA(Digital to Analog，数-模)转换模块204；

第一RTC模块101与第一通讯模块102连接，第二RTC模块201、第二通讯模块202、信号发生模块203以及DA转换模块204依次连接；

第一通讯模块102与第二通讯模块202之间进行无线通讯；

其中，第一RTC模块101与第二RTC模块201可以实现对时，对时方式可以通过RTC模块现有的对时功能完成，在此不予赘述，通过第一RTC模块101与第二RTC模块201完成对时，是为了使电缆加压处的时钟与局部放电测试点的时钟一致；

第一通讯模块102用于在第一RTC模块101、第二RTC模块201完成对时后，将所述电缆加压处所加电压的频率和零度相位时刻发送给所述第二通讯模块202；其中，零度相位时刻是指0°相位对应的时刻，该零度相位时刻是在第一RTC模块101、第二RTC模块201完成对时后由第一RTC模块101的时间作为基准确定的；

信号发生模块203用于根据第二通讯模块202接收到的频率和零度相位时刻生成与所述电缆加压处所加的电压相对应的方波信号(该方波信号为数字信号)，该方波信号由信号发生模块203输出到DA转换模块204，DA转换模块204用于将所述方波信号转换成正弦波信号(该正弦波信号为模拟信号)。由于信号发生模块203输出的方波信号是基于所述电缆加压处所加电压的频率和零度相位时刻生成的，且由于通过第一RTC模块101与第二RTC模块201的对时使得电缆加压处的时钟与局部放电测试点的时钟是一致的，因此，由信号发生模块203输出的方波信号转换成的正弦波信号是与电缆加压处所加电压的相位与频率均一致的同步电压信号。

此外，在DA转换模块204将方波信号转换成正弦波信号时，需要借助于预先设置在DA转换模块204中的算法，但该算法是现有技术中很成熟的算法，在此不予赘述。

另外，第一通讯模块102与第二通讯模块202根据需要可以选择不同的无线通信制式进行无线通讯，一种较佳的实现方式是采用3G(3rd-Generation，第三代移动通信技术)，相应地，第一通讯模块102与第二通讯模块202均为3G通信装置。

在具体工作时，其是在电缆加压处设置了第一RTC模块101、第一通讯模块102，在局部放电测试点处设置了第二RTC模块201、第二通讯模块202、信号发生模块203以及DA转换模块204，且第一通讯模块102在第一RTC模块101、第二RTC模块201完成对时后，将所述电缆加压处所加电压的频率和零度相位时刻发送给第二通讯模块202，而与第二通讯模块202连接的信号发生模块203根据第二通讯模块202接收到的频率和零度相位时刻生成与所述电缆加压处所加的电压相对应的方波信号，该方波信号又经DA转换模块204转换成正弦波信号，由于方波信号是与所述电缆加压处所加的电压相对应的，正弦波信号又是经方波信号转换成的，因此，得到了与电缆加压处的电压的相位和频率都相同的同步电压信号(即正弦波信号)，一方面保证了局部放电测试的顺利进行，另一方面由于不再需要进行硬接线，也节约了人力和时间成本。

实施例二

参见图4所示，为本发明的用于电缆局部放电测试的同步信号发生器实施例二的结构示意图。本实施例与实施例一的不同之处在于，考虑到，有时信号发生模块203产生的电压信号的幅值会较小，而现场试验所需的同步电压信号又较大，因此，如图4所示，在上述实施例一的基础上，本实施例中的用于电缆局部放电测试的同步信号发生器还可以包括信号放大器205，信号放大器205与DA转换模块204连接。

在具体实现时，该信号放大器205可以为三极管放大电路。

实施例三

参见图5所示，为本发明的用于电缆局部放电测试的同步信号发生器实施例三的结构示意图。本实施例与实施例一的不同之处在于，考虑到第二RTC模块201、第二通讯模块202、信号发生模块203以及DA转换模块204在工作时都是需要耗能的，为此，如图4所示，在上述实施例一的基础上，本实施例中的用于电缆局部放电测试的同步信号发生器还可以包括电源装置206，电源装置206与信号发生模块203连接，以实现对第二RTC模块201、第二通讯模块202、信号发生模块203以及DA转换模块204的供电。

需要说明的是，在本实施例中是电源装置206与信号发生模块203进行连接以实现为第二RTC模块201、第二通讯模块202、信号发生模块203以及DA转换模块204供电，但根据实际设计需要，也可以选择其他的连接方式，例如，电源装置206还可以与第二通讯模块202连接，或者电源装置206可以分别与第二RTC模块201、第二通讯模块202、信号发生模块203以及DA转换模块204进行连接。

实施例四

上述实施例中的信号发生模块203、DA转换模块204可以采用一块芯片(或者称为单片机)实现，例如，采用TI公司的MSP430F149芯片，该MSP430F149芯片主频最高可达8MHz，功耗极低，同时该芯片内置有DA转换模块(相当于前述的DA转换模块204)可以将方波转换成正弦波。为此，在本实施例四中，如图6所示，信号发生模块203、DA转换模块204可以集成在单片机301上。也就是说，本实施例中的用于电缆局部放电测试的同步信号发生器包括第一RTC模块101、第一通讯模块102，还包括设置在局部放电测试点的第二RTC模块201、第二通讯模块202、单片机301，单片机301与第二通讯模块202连接，可以较低功耗。

在其中一个实施例中，如图7所示，本实施例中的用于电缆局部放电测试的同步信号发生器还可以包括与单片机301连接的控制面板302，可以用于实现电压控制参数的输入。具体地，所述控制面板上设置有至少一个调整按钮；

单片机301还可以用于在所述调整按钮被操作时，中断所述方波信号的生成的进程与将所述方波信号转换成正弦波信号的进程，进入电压设置进程，并根据检测到的对所述调整按钮的操作调整所述方波信号或者所述正弦波信号的频率、幅值、或者相位。

其中，中断所述方波信号的生成的进程与将所述方波信号转换成正弦波信号的进程的方式，可以通过执行预先设置在单片机301的中断程序实现，该中断程序的触发条件为调整按钮被操作，例如，调整按钮被按压时，触发该终端程序。

更为具体地，可以在控制面板302设置多个按钮(调整按钮)，例如，这多个按钮分别是+、-、＞、＜、R，这五个按钮分别表示增加电压(频率、幅值、或频率、幅值、或者相位)值、减少电压(频率、幅值、或者相位)值、右移位、左移位和系统复位，但也不限于这种按钮设置方式，通过用户对按钮的操作可以调整电压的频率、幅值、或者相位。

在其中一个实施例中，如图7所示，本实施例中的用于电缆局部放电测试的同步信号发生器还可以包括与单片机301连接的显示面板303，该显示面板303可以用于电压控制参数的显示。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种用于电缆局部放电测试的同步信号发生器，其特征在于，包括设置在电缆加压处的第一RTC模块、第一通讯模块，还包括设置在局部放电测试点的第二RTC模块、第二通讯模块、信号发生模块以及DA转换模块；

所述第一RTC模块与所述第一通讯模块连接，所述第二RTC模块、所述第二通讯模块、所述信号发生模块以及所述DA转换模块依次连接；

所述第一通讯模块与所述第二通讯模块之间进行无线通讯；

所述第一通讯模块用于在所述第一RTC模块、所述第二RTC模块完成对时后，将所述电缆加压处所加电压的频率和零度相位时刻发送给所述第二通讯模块；

所述信号发生模块用于根据所述第二通讯模块接收到的频率和零度相位时刻生成与所述电缆加压处所加的电压相对应的方波信号；

所述DA转换模块用于将所述方波信号转换成正弦波信号。

2.根据权利要求1所述的用于电缆局部放电测试的同步信号发生器，其特征在于，还包括信号放大器，所述信号放大器与所述DA转换模块连接。

3.根据权利要求2所述的用于电缆局部放电测试的同步信号发生器，其特征在于，所述信号放大器为三极管放大电路。

4.根据权利要求1至3之一所述的用于电缆局部放电测试的同步信号发生器，其特征在于，还包括电源装置，所述电源装置与所述信号发生模块连接。

5.根据权利要求1至3之一所述的用于电缆局部放电测试的同步信号发生器，其特征在于，所述信号发生模块以及所述DA转换模块集成在同一单片机上。

6.根据权利要求5所述的用于电缆局部放电测试的同步信号发生器，还包括与所述单片机连接的控制面板，所述控制面板上设置有至少一个调整按钮；

所述单片机用于在所述调整按钮被操作时，中断所述方波信号的生成的进程与将所述方波信号转换成正弦波信号的进程，进入电压设置进程，并根据检测到的对所述调整按钮的操作调整所述方波信号或者所述正弦波信号的频率、幅值、或者相位。

7.根据权利要求5所述的用于电缆局部放电测试的同步信号发生器，还包括与所述单片机连接的显示面板。