CN110927542A - 一种电缆接头局部放电检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电缆接头局部放电检测装置，包括：超低频电压发生单元、信号采集单元和分析控制单元。超低频电压发生单元包括电源、稳压模块、升压模块和极性转换模块，稳压模块与电源、升压模块和分析控制单元连接，升压模块与稳压模块、极性转换模块和分析控制单元连接，极性转换模块与升压模块和分析控制单元连接。本发明提供的电缆接头局部放电检测装置具有高效、质量轻、体积小和测量精准的特点。进一步地，该电缆接头局部放电检测装置利用该训练后的局部放电模型进行检测，可以使检测更加准确，能将低频检测得出的局部放电结果直接推断到工频条件下的结果。
Description
技术领域
本发明涉及电力电缆技术领域，具体为一种电缆接头局部放电检测装置。
背景技术
近年来电力电缆在电网中使用比重逐渐增大，但电缆绝缘缺陷造成的电缆安全事故时有发生，经济损失巨大，因此保障电缆安全运行成为了供电部门重点关注的问题。经研究证实，电缆的局部放电特征可以反映出其绝缘状态，因此局部放电检测成为了电力电缆绝缘状态检测的主要手段。由于与工频电压检测具有良好的等效性且不会对被测电缆造成伤害，振荡波电压下的局部放电检测在国内外有着广泛的应用，该检测不仅能够检测出局部放电量，还可定位局部放电发生的部位，方便相关人员找出电缆绝缘缺陷点。
目前国内对中压电力电缆(3～35KV)局部放电检测及其故障定位采用的是工频耐压试验、超低频(0.1Hz)电压(VLF)试验。然而这两种试验都存在很大的困难。在工频条件下，对几公里长的电缆进行充电检测需要很大的能量，该充电系统包含多个设备，如发电机、高压变压器或谐振器、控制仪器、局部放电探测和故障定位仪器、耦合电容和高压连接电缆。同时运输这些设备需要大型运输车辆，大大增加了检测费用。对于超低频电压试验在考虑非工频条件下对电介质(绝缘)检测的结果时认为，不能将低频检测得出的局部放电结果直接推断到工频条件下的结果。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种可以直接推断到工频条件下的结果的电缆接头局部放电检测装置以解决上述问题。
本发明的一个目的是提供一种高效、质量轻、体积小的电缆接头局部放电检测装置。
本发明的另一个目的是提供一种测量精度高的电缆接头局部放电检测装置。
本发明提供了一种电缆接头局部放电检测装置，局部放电检测装置包括：
超低频电压发生单元，配置成其两端分别与待测电缆接头连接；
信号采集单元，配置成与待测电缆接头并联；
分析控制单元，配置成分别与超低频电压发生单元和信号采集单元连接，分析控制单元内置有局部放电分析模块，局部放电分析模块配置成具有被训练的局部放电分析模型；其中，
超低频电压发生单元包括电源、稳压模块、升压模块和极性转换模块，稳压模块与电源、升压模块和分析控制单元连接，升压模块与稳压模块、极性转换模块和分析控制单元连接，极性转换模块与升压模块和分析控制单元连接。
优选地，信号采集单元还包括通信模块，信号采集单元通过通信模块与分析控制单元连接。
优选地，信号采集单元还包括嵌入式工控计算机，信号采集单元通过嵌入式工控计算机与分析控制单元连接。
优选地，稳压模块包括斩波调压电路，用于将电路电压升至稳定直流电压。
优选地，升压模块依次包括方波逆变电路、高频变压器和倍压整流电路。
优选地，方波逆变电路分别与稳压模块和分析控制单元连接。
优选地，根据倍压整流电路与极性转换模块连接。
优选地，超低频电压发生单元内还包括分压器，分压器设置于升压模块和极性转换模块之间，分压器还与分析控制单元连接。
优选地，极性转换模块还连接有测试等效电容。
本发明的有益效果：
本发明提供的电缆接头局部放电检测装置具有高效、质量轻、体积小和测量精准的特点。
进一步地，该电缆接头局部放电检测装置利用该训练后的局部放电模型进行检测，可以使检测更加准确，能将低频检测得出的局部放电结果直接推断到工频条件下的结果。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明一个实施例的电缆接头局部放电检测装置的模块示意图；
图2是本发明一个实施例的电缆接头局部放电检测装置的超低频电压发生单元与分析控制单元连接的结构示意图；
图中：100、局部放电检测装置，110、超低频电压发生单元，111、电源，112、稳压模块，113、升压模块，114、极性转换模块、115、分压器，120、信号采集单元，130、分析控制单元，140、待测电缆接头140。
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。
需要说明的是，当一个元件或组件被认为是“连接”另一个元件或组件，它可以是直接连接到另一个元件或组件可能同时存在居中设置的元件或组件。当一个元件或组件被认为是“设置在”另一个元件或组件，它可以是直接设置在另一个元件或组件上或者可能同时存在居中设置的元件或组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参见图1，图1为本发明提供的电缆接头局部放电检测装置100的模块示意图。图2是图1所示的电缆接头局部放电检测装置100的超低频电压发生单元110与分析控制单元130连接的结构示意图。
结合图1和图2分析可知，本发明提供的电缆接头局部放电检测装置100，一般性的包括超低频电压发生单元110、信号采集单元120和分析控制单元130。
具体地，超低频电压发生单元110配置成分别与待测电缆接头140连接。超低频电压发生单元110产生超低频电压，并将该超低频电压施加于待测电缆接头140。超低频电压发生单元110包括电源111、稳压模块112、升压模块113和极性转换模块114，稳压模块112与电源111、升压模块113和分析控制单元130连接，升压模块113与稳压模块112、极性转换模块114和分析控制单元130连接，极性转换模块114与升压模块113和分析控制单元130连接。
稳压模块112包括斩波调压电路，用于将电路电压升至稳定直流电压。升压模块113依次包括方波逆变电路、高频变压器和倍压整流电路。方波逆变电路分别与稳压模块112和分析控制单元130连接。倍压整流电路与极性转换模块114连接。
在一些优选实施例中，超低频电压发生单元110内还包括分压器115，分压器115设置于升压模块113和极性转换模块114之间，分压器115还与分析控制单元130连接。分压器115输入阻抗高，降低了测试电流、功耗小，使产品体小质轻、性能稳定、测量精度高。
整个检测过程中先通过斩波调压电路把电路电压升至一个稳定直流电压；然后通过恒频方波逆变电路把直流转换成交流；再通过高频变压器和倍压整流电路两级升压，输出的高压直流；最后通过极性转换电路完成直流向交流的转换，以及试品电压的调整。
在开环控制系统中，只存在分析控制单元130对输入量的单方向控制作用，对于每一个电压输入量，都有一个与之相对应的工作状态和输出电压值，这种系统对外部的扰动以及内部的参数变化都没有抑制作用。在输入量或者负载发生改变时，电路系统的工作状态和输出电压都会改变，无法保证试验所需要的电压，因此在本本发明中采用在倍压整流电路后引入反馈电压，形成大的闭环控制，以保证输入和负载改变时也能保证30kV的稳定输出电压。
信号采集单元120配置成与待测电缆接头140并联，信号采集单元120采集待测电缆接头140在超低频电压作用下的脉冲电流信号，获取采集数据，发送采集数据到分析控制单元130，利用分析控制单元130内置的局部放电分析模块对采集数据进行分析，获得待测电缆接头140局部放电检测结果。具体地检测方法见下文分析。
信号采集单元120还包括通信模块，信号采集单元120通过通信模块与分析控制单元130连接。采集数据通过通信单元从信号采集单元120传输至分析控制单元130。
信号采集单元120还包括嵌入式工控计算机，信号采集单元120通过嵌入式工控计算机与分析控制单元130连接。该工控计算机可以但不限于使用可编程序控制器(PLC)和数控系统(CNC)。工控计算机控制信号采集单元120并与分析控制单元130连接进行数据传输。具体来说，工控计算机可以根据分析控制单元130的指令控制信号采集单元120的工作状态(工作或不工作)，当信号单机单元工作，其采集到的数据可以通过工控计算机传输至分析控制单元130，工控计算机可以通过WIFI或网卡等网络连接方式与分析控制单元130连接。
进一步地，极性转换模块114还连接有测试等效电容。局部放电分析模块配置成具有被训练的局部放电分析模型，在进行待测电缆接头140检测前，使用测试等效电容作为训练数据样本，利用局部放电分析模型进行训练，训练后的局部放电模型可以作为局部放电检测的模型，获得待测电缆接头140局部放电检测结果。局部放电检测模型根据大数据库内的数据进行数学建模，模型建好后对该模型进行训练。利用该训练后的局部放电模型进行检测，可以使检测更加准确，能将低频检测得出的局部放电结果直接推断到工频条件下的结果。
本发明提供的电缆接头局部放电检测装置100具有高效、质量轻、体积小和测量精准的特点。
进一步地，该电缆接头局部放电检测装置100利用该训练后的局部放电模型进行检测，可以使检测更加准确，能将低频检测得出的局部放电结果直接推断到工频条件下的结果。
本领域普遍技术人员可以理解实现上述实施方式中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件完成的程序可存储于一计算机可读存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在相同处理器中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在相同单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是手持式电子设备，如智能手机、笔记本电脑、个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)、智能式穿戴式设备等，也可以是桌面式电子设备，如台式机、智能电视等)或处理器(Processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)或者光盘等各种存储程序代码的介质。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或系统也可以由同一个单元或系统通过软件或者硬件来实现。第一、第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种电缆接头局部放电检测装置，其特征在于：所述局部放电检测装置包括：
超低频电压发生单元，配置成其两端分别与待测电缆接头连接；
信号采集单元，配置成与所述待测电缆接头并联；
分析控制单元，配置成分别与所述超低频电压发生单元和所述信号采集单元连接，所述分析控制单元内置有局部放电分析模块，所述局部放电分析模块配置成具有被训练的局部放电分析模型；其中，
所述超低频电压发生单元包括电源、稳压模块、升压模块和极性转换模块，所述稳压模块与所述电源、所述升压模块和所述分析控制单元连接，所述升压模块与所述稳压模块、所述极性转换模块和所述分析控制单元连接，所述极性转换模块与所述升压模块和所述分析控制单元连接。
2.如权利要求1所述的电缆接头局部放电检测装置，其特征在于：所述信号采集单元还包括通信模块，所述信号采集单元通过所述通信模块与所述分析控制单元连接。
3.如权利要求2所述的电缆接头局部放电检测装置，其特征在于：所述信号采集单元还包括嵌入式工控计算机，所述信号采集单元通过所述嵌入式工控计算机与所述分析控制单元连接。
4.如权利要求1所述的电缆接头局部放电检测装置，其特征在于：所述稳压模块包括斩波调压电路，用于将电路电压升至稳定直流电压。
5.如权利要求1所述的电缆接头局部放电检测装置，其特征在于：所述升压模块依次包括方波逆变电路、高频变压器和倍压整流电路。
6.如权利要求5所述的电缆接头局部放电检测装置，其特征在于：所述方波逆变电路分别与所述稳压模块和所述分析控制单元连接。
7.如权利要求5所述的电缆接头局部放电检测装置，其特征在于：根据所述倍压整流电路与所述极性转换模块连接。
8.如权利要求1所述的电缆接头局部放电检测装置，其特征在于：所述超低频电压发生单元内还包括分压器，所述分压器设置于所述升压模块和所述极性转换模块之间，所述分压器还与所述分析控制单元连接。
9.如权利要求1所述的电缆接头局部放电检测装置，其特征在于：所述极性转换模块还连接有测试等效电容。
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