CN106249119A - 高压电缆绝缘检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压电缆绝缘检测装置，高压电缆绝缘检测装置，其特征在于，包括高压脉冲发生器、控制模块、数模转换模块、脉冲信号接收器和输入输出模块，高压脉冲发生器产生高压脉冲信号并将其发送给与其连接的输电电缆，脉冲信号接收器接收输电电缆反射回的突变脉冲信号，并将其发送到数模转换模块转换为模拟信号后发送到控制模块，控制模块进行计算后把计算结果和模拟信号传送到输入输出模块进行显示，高压脉冲发生器包括变压器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一MOS管和触发二极管。本发明操作简单方便、能快速反映电缆绝缘情况变化、工作效率和可靠性较高、能耗较低。

Description

高压电缆绝缘检测装置

技术领域

本发明涉及输电电缆检测领域，特别涉及一种高压电缆绝缘检测装置。

背景技术

电线和电缆是电力输送系统中最为广泛使用的设备器材，而在各类电气事故涉及的设备器材中，与电缆电线相关的占了几乎50％，其中大部分又是因为绝缘损坏所致。高压输电电缆犹如电网的动脉，它的绝缘性能关乎电力输送的安全和高效性，所以开发一种高压输电电缆绝缘检测装置是十分必要的。

现有的高压输电电缆绝缘检测装置都有高压脉冲发生器，该高压脉冲发生器可与气体放电灯等负载配套使用，以使电光源负载能在正常状态下工作。由于同一生产厂家生产的不同批次的电光源负载的参数之间存在差异，以及因气体、气压、管压和管流使电光源负载的光电参数的不一致等因素，使现有的高压脉冲发生器已不能满足用户的需求，很难使电光源负载能在最佳点燃工作状态下工作，且能耗高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种操作简单方便、能快速反映电缆绝缘情况变化、工作效率和可靠性较高、能耗较低的高压电缆绝缘检测装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种高压电缆绝缘检测装置，包括高压脉冲发生器、控制模块、数模转换模块、脉冲信号接收器和输入输出模块，所述控制模块向所述高压脉冲发生器发送控制命令，所述高压脉冲发生器产生高压脉冲信号并将其发送给与其连接的输电电缆，所述脉冲信号接收器接收所述输电电缆反射回的突变脉冲信号，并将所述突变脉冲信号发送到所述数模转换模块，所述数模转换模块将所述突变脉冲信号转换为模拟信号后发送到所述控制模块，所述控制模块进行计算后把计算结果和所述模拟信号传送到所述输入输出模块，并由所述输入输出模块显示所述模拟信号的波形和计算结果；

所述高压脉冲发生器包括变压器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一MOS管和触发二极管，所述变压器的初级线圈的一端接电源，所述变压器的初级线圈的另一端分别与所述第一电阻的一端和第三电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端、第一电容的一端和触发二极管的一端连接，所述第二电阻的另一端和第一电容的另一端均接电源地，所述触发二极管的另一端与所述第一MOS管的栅极连接，所述第一MOS管的源极接所述电源地，所述第一MOS管的漏极与所述变压器的次级线圈的一端连接，所述变压器的次级线圈的另一端通过所述第四电阻分别与所述第二电容的一端和第四电容的一端连接，所述第二电容的另一端分别与所述第三电阻的另一端和第三电容的一端连接，所述第三电容的另一端和第四电容的另一端均接所述电源地。

在本发明所述的高压电缆绝缘检测装置中，还包括第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第一电容的一端连接，所述第五电阻的另一端与所述触发二极管的一端连接。

在本发明所述的高压电缆绝缘检测装置中，还第六电阻，所述第一MOS管的漏极通过所述第六电阻与所述变压器的次级线圈的一端连接。

在本发明所述的高压电缆绝缘检测装置中，还包括第七电阻，所述第一MOS管的源极通过所述第七电阻接所述电源地。

在本发明所述的高压电缆绝缘检测装置中，所述第一MOS管为N沟道MOS管。

实施本发明的高压电缆绝缘检测装置，具有以下有益效果：由于设有高压脉冲发生器、控制模块、数模转换模块、脉冲信号接收器和输入输出模块，高压脉冲发生器能给接通的输电电缆中发射高压脉冲信号，通过接收和分析反射的突变脉冲信号来分析输电电缆的绝缘破损位置情况，采用高压脉冲发生器中第四电容和变压器的次级线圈构成的LC谐振回路，给负载提供足够能量的高压脉冲电压，使负载激发、启动速度快，具有工作效率高源极可靠性高的优点；采用高压脉冲发生器中的第一MOS管可使负载开关速度快，达到低能耗的目的；所以其操作简单方便、能快速反映电缆绝缘情况变化、工作效率和可靠性较高、能耗较低。

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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明高压电缆绝缘检测装置一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中高压脉冲发生器的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明高压电缆绝缘检测装置实施例中，其高压电缆绝缘检测装置的结构示意图如图1所示。图1中，该高压电缆绝缘检测装置包括高压脉冲发生器1、控制模块2、数模转换模块3、脉冲信号接收器4和输入输出模块5，高压脉冲发生器1通过导线连接控制模块2，控制模块2控制整个高压电缆绝缘检测装置的运行计算和计算结果显示，控制模块2通过导线与数模转换模块3和输入输出模块5连接，数模转换模块3与脉冲信号接收器4连接。输入输出模块5上设有控制开关和显示屏(图中未示出)，控制开关和显示屏均与控制模块2连接。

当该高压电缆绝缘检测装置上电后，通过调节输入输出模块5上的控制开关，控制模块2向高压脉冲发生器1发送控制命令，高压脉冲发生器1产生高压脉冲信号并将其发送给与其连接的输电电缆，高压脉冲信号在输电电缆中传播，当高压脉冲信号传播到输电电缆上的绝缘破损处时会反射一个突变脉冲信号，该突变脉冲信号为数字信号，脉冲信号接收器4接收输电电缆反射回的突变脉冲信号，并将该突变脉冲信号发送到数模转换模块3，数模转换模块3将该突变脉冲信号转换为模拟信号后发送到控制模块2，控制模块2通过预设的程序进行计算，然后把计算结果和上述模拟信号传送到输入输出模块5，并由输入输出模块5上的显示屏显示模拟信号的波形和计算结果。

图2为本实施例中高压脉冲发生器的电路原理图。图2中，该高压脉冲发生器1包括变压器T、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一MOS管Q1和触发二极管DB1，变压器T的初级线圈的一端接电源VCC，变压器T的初级线圈的另一端分别与第一电阻R1的一端和第三电阻R3的一端连接，第一电阻R1的另一端分别与第二电阻R2的一端、第一电容C1的一端和触发二极管DB1的一端连接，第二电阻R2的另一端和第一电容C1的另一端均接电源地GND，触发二极管DB1的另一端与第一MOS管Q1的栅极连接，第一MOS管Q1的源极接电源地，第一MOS管Q1的漏极与变压器T的次级线圈的一端连接，变压器T的次级线圈的另一端通过第四电阻R4分别与第二电容C2的一端和第四电容C4的一端连接，第二电容C2的另一端分别与第三电阻R3的另一端和第三电容C3的一端连接，第三电容C3的另一端和第四电容C4的另一端均接电源地GND。

值得一提的是，本实施例中，第一MOS管Q1为N沟道MOS管，当然，在本实施例的一些情况下，为了满足元器件灵活性的需求，第一MOS管Q1也可以为P沟道MOS管，但这时高压脉冲发生器的电路结构也要相应发生变化。

其中，第三电阻R3和第四电阻R4均为限流电阻，分别用于对变压器T的初级线圈所在的支路和次级线圈所在的支路进行过流保护，提高该高压电缆绝缘检测装置的安全性。

本实施例中，第四电容C4和变压器T的次级线圈构成LC谐振回路，这样就给负载提供了足够能量的高压脉冲信号，使负载激发和启动速度快，具有工作效率高、可靠性高以及使用效果好的优点。采用第一MOS管Q1可使负载开关速度快，达到低能耗的目的。可通过调整变压器T的初级线圈和次级线圈的匝数比，以调整高压脉冲信号的幅度；可通过调整释放第四电容C4的容量，以改变变压器T的次级线圈上感应电势能量的大小和高压脉冲信号的宽度。该该高压脉冲发生器1的体积小，可与各厂商生产的电光源负载配套使用，工作稳定，具有可延长负载的使用寿命、应用范围广、使用方便、效果好以及容易控制的优点。

在本实施例中，第二电容C2和第三电容C3构成电容分压电路，采用电容分压电路可有效控制脉冲电压的高度、宽度和时间。第一电阻R1和第二电阻R2构成电阻分压电路，采用电阻分压电路可有效控制脉冲电压的高度、宽度和时间。当电源VCC接通后，电流流经第一电阻R1和第二电阻R2向第一电容C1充电，当第一电容C1两端的电压上升至触发二极管DB1的转折电压时，触发二极管DB1即可导通。

本发明利用高压脉冲信号在碰到断点或破损点时，会反射回来突变脉冲信号的原理，通过高压脉冲发生器1向输电电缆中发射高压脉冲信号，并接收反射回的突变脉冲信号，再对接收到的突变脉冲信号进行分析，从而得出输电电缆绝缘破损的位置。这样利用高压脉冲信号传播的时间差来获取具体的位置信息，整个高压电缆绝缘检测装置操作简单、适应性较广和具有安全快捷性。

本实施例中，该高压电缆绝缘检测装置还包括第五电阻R5，第五电阻R5的一端与第一电容C1的一端连接，第五电阻R5的另一端与触发二极管DB1的一端连接。第五电阻R5为限流电阻，用于对触发二极管DB1所在的支路进行过流保护。

本实施例中，该高压电缆绝缘检测装置还包括第六电阻R6，第一MOS管Q1的漏极通过第六电阻R6与变压器T的次级线圈的一端连接。该高压电缆绝缘检测装置还包括第七电阻R7，第一MOS管Q1的源极通过第七电阻R7接电源地GND。第六电阻R6为限流电阻，用于更进一步加强对变压器T的次级线圈所在的支路进行过流保护。第七电阻R7为限流电阻，用于对第一MOS管Q1的源极所在的支路进行过流保护。

总之，本发明能给接通的输电电缆中发射高压脉冲信号，通过接收和分析反射回的突变脉冲信号，来分析输电电缆的绝缘破损位置情况，从而及时对破损的输电电缆进行维护，避免给电力输送和人员安全造成损害。其操作简单方便，适应性强，可以快速反映输电电缆商务绝缘情况变化。

另外，高压脉冲发生器1是一个独立的电路，所用元器件少，可单独与各厂商生产的电光源负载配套使用，可直接与220V交流市电连接，使用方便，能稳定工作，还可连续重复开关，迅速触发点亮各种电光源负载，应用范围广。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高压电缆绝缘检测装置，其特征在于，包括高压脉冲发生器、控制模块、数模转换模块、脉冲信号接收器和输入输出模块，所述控制模块向所述高压脉冲发生器发送控制命令，所述高压脉冲发生器产生高压脉冲信号并将其发送给与其连接的输电电缆，所述脉冲信号接收器接收所述输电电缆反射回的突变脉冲信号，并将所述突变脉冲信号发送到所述数模转换模块，所述数模转换模块将所述突变脉冲信号转换为模拟信号后发送到所述控制模块，所述控制模块进行计算后把计算结果和所述模拟信号传送到所述输入输出模块，并由所述输入输出模块显示所述模拟信号的波形和计算结果；

所述高压脉冲发生器包括变压器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一MOS管和触发二极管，所述变压器的初级线圈的一端接电源，所述变压器的初级线圈的另一端分别与所述第一电阻的一端和第三电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端、第一电容的一端和触发二极管的一端连接，所述第二电阻的另一端和第一电容的另一端均接电源地，所述触发二极管的另一端与所述第一MOS管的栅极连接，所述第一MOS管的源极接所述电源地，所述第一MOS管的漏极与所述变压器的次级线圈的一端连接，所述变压器的次级线圈的另一端通过所述第四电阻分别与所述第二电容的一端和第四电容的一端连接，所述第二电容的另一端分别与所述第三电阻的另一端和第三电容的一端连接，所述第三电容的另一端和第四电容的另一端均接所述电源地。

2.根据权利要求1所述的高压电缆绝缘检测装置，其特征在于，还包括第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第一电容的一端连接，所述第五电阻的另一端与所述触发二极管的一端连接。

3.根据权利要求1或2所述的高压电缆绝缘检测装置，其特征在于，还包括第六电阻，所述第一MOS管的漏极通过所述第六电阻与所述变压器的次级线圈的一端连接。

4.根据权利要求3所述的高压电缆绝缘检测装置，其特征在于，还包括第七电阻，所述第一MOS管的源极通过所述第七电阻接所述电源地。

5.根据权利要求4所述的高压电缆绝缘检测装置，其特征在于，所述第一MOS管为N沟道MOS管。