CN113608077A - 输电线测试系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种输电线测试系统，包括控制设备和测试设备，测试设备包括耐压测试模块和局放测试模块，控制设备控制变压器短路开关单元断开使耐压测试模块和待测输电线形成通路以对待测输电线进行耐压测试；控制设备在耐压测试结果为测试电压的波形稳定后控制变压器短路开关单元导通使耐压测试模块和待测输电线形成断路；局放测试模块在耐压测试模块和待测输电线形成断路时，对待测输电线进行局放测试。本申请在测试装置能够将激励变压器的低压端短路，减小激励变压器的铁耗，使整个回路呈现欠阻尼状态，减缓待测线路上正弦电压衰减的速率，既可以达到局放测试的目的，也可以保证耐压测试的效果。

Description

输电线测试系统

技术领域

本申请涉及电力设备测试技术领域，特别是涉及一种输电线测试系统。

背景技术

耐压测试是检验电器、电气设备、电气装置、电气线路和电工安全用具等承受过电压能力的主要方法之一。电气线路经耐压测试能够发现绝缘的局部缺陷、受潮及老化。输电电缆凭借其美观、安全性强等特点，已成为城市电网的重要组成部分，其安全稳定运行对提高城市电网的供电可靠性至关重要，但是输电电缆生产工艺、施工质量的参差不齐，且在运行输电电缆的过程中也存在绝缘劣化的风险，导致输电电缆及其附件存在各类缺陷，所述输电电缆在投入使用前，需要对其进行耐压测试。变频谐振系统凭借其便携、工频等效性好等特点，已被广泛应用于输电电缆现场耐压测试中。然而随着应用案例的逐渐积累，部分存在非贯穿性缺陷的输电电缆在耐压试验过程中并不会出现击穿现象，而这类输电电缆在运行一段时间后会出现故障，因此，就产生了对输电电缆开展耐压试验的同时检测其非贯穿性缺陷的需求。

发明内容

基于此，本申请提供了一种输电线测试系统，该系统能够在对待测输电线进行耐压测试时，对待测输电线进行局放测试，且在进行局放测试时，耐压测试模块不会对局放测试产生影响，提高了对待测输电线的测试准确率以及效率。

本申请提供了一种输电线测试系统，系统包括：控制设备和测试设备，测试设备包括耐压测试模块和局放测试模块，局放测试模块包括变压器短路开关单元；变压器短路开关单元和耐压测试装置中的激励变压器并联接入耐压测试模块中的变频电源的输入端，

控制设备，用于向变压器短路开关单元发送第一信号；第一信号用于指示变压器短路开关单元断开，以使耐压测试模块和待测输电线形成通路；

耐压测试模块，用于在耐压测试模块和待测输电线形成通路时，向待测输电线输入测试电压以对待测输电线进行耐压测试；

控制设备，还用于在耐压测试结果为测试电压的波形稳定后，向变压器短路开关单元发送第二信号，第二信号用于指示变压器短路开关单元导通，以使耐压测试模块和待测输电线形成断路；

局放测试模块，用于在耐压测试模块和待测输电线形成断路时，对待测输电线进行局放测试。

在其中一个实施例中，变压器短路开关单元包括第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管，

第一绝缘栅双极型晶体管的发射极与第二绝缘栅双极型晶体管的发射极串联，第一绝缘栅双极型晶体管的栅极以及第二绝缘栅双极型晶体管的栅极与控制设备连接；

第一绝缘栅双极型晶体管的集电极与变频电源输出端连接，第二绝缘栅双极型晶体管的集电极与激励变压器的第一端连接。

在其中一个实施例中，局放测试模块还包括阻抗并联开关单元、阻塞电抗、采集单元以及检测单元，

耐压测试装置中的谐振电抗器的输出端分别与阻抗并联开关的输入端以及阻塞电抗的输入端连接，阻抗并联开关的输出端以及阻塞电抗的输出端并联后分别与采集单元的输入端以及待测输电线连接，采集单元的输出端分别与检测单元的输入端以及地面连接；

阻抗并联开关单元，用于在耐压测试模块和待测输电线形成通路时，接收控制设备的第三信号，第三信号用于指示阻抗并联开关单元导通，以使阻塞电抗与谐振电抗器形成断路；

阻抗并联开关单元，还用于在耐压测试模块和待测输电线形成断路时，接收控制设备的第四信号，第四信号用于指示阻抗并联开关单元断开，以使阻塞电抗与谐振电抗器形成通路；

检测单元，用于在阻塞电抗与谐振电抗器形成通路时，根据采集单元采集的待测输电线上的电压判断待测输电线是否发生局部放电现象。

在其中一个实施例中，局放测试模块还包括第一控制单元，第一控制单元，用于在阻塞电抗与谐振电抗器形成通路时，接收控制设备的第五信号，第五信号用于指示第一控制单元控制采集单元采集待测输电线上的电压。

在其中一个实施例中，局放测试模块还包括第二控制单元，第二控制单元，用于接收控制设备的第三信号以及第四信号。

在其中一个实施例中，阻抗并联开关单元包括第一开关子单元、第二开关子单元以及第一电阻，

第一电阻的第一端与第一开关子单元的输入端连接，第一电阻的第二端分别与谐振电抗器的输出端以及阻塞电抗的输入端连接；

第一开关子单元的输出端与第二开关子单元的输入端连接，第二开关子单元的输出端分别与采集单元的输入端、待测电缆以及阻塞电抗的输出端连接。

在其中一个实施例中，第一开关子单元包括第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管、第二电阻以及第一电容，

第三绝缘栅双极型晶体管发射极和第四绝缘栅双极型晶体管的发射极串联，第三绝缘栅双极型晶体管的栅极以及第四绝缘栅双极型晶体管的栅极与控制装置连接；

第三绝缘栅双极型晶体管的集电极分别与第四电阻的第一端以及第一电阻的第一端连接，第四绝缘栅双极型晶体管的集电极分别与第二电阻的第二端连接以及第二开关子单元的输入端连接；

第二电阻与第一电容并联。

在其中一个实施例中，第二开关子单元包括第五绝缘栅双极型晶体管、第六绝缘栅双极型晶体管、第三电阻以及第二电容，

第五绝缘栅双极型晶体管发射极和第六绝缘栅双极型晶体管的发射极串联，第五绝缘栅双极型晶体管的栅极以及第六绝缘栅双极型晶体管的栅极与控制装置连接；

第五绝缘栅双极型晶体管的集电极分别与第三电阻的第一端以及第一开关子单元的输出端连接，第六绝缘栅双极型晶体管的集电极分别与第三电阻的第二端以及激励变压器的第一端连接；

第二电容和第三电阻并联。

在其中一个实施例中，耐压测试模块还包括：电压测量单元，

控制设备，还用于根据电压测量单元的测试结果，判断是否向变压器短路开关单元以及阻抗并联开关单元发送信号以控制变压器短路开关单元以及阻抗并联开关单元的通断。

在其中一个实施例中，控制设备，还用于在耐压测试结果为测试电压的波形稳定后，向变频电源发送第五信号，第五信号指示变频电源断开。

本申请提供的输电线测试系统，该系统包括控制设备和测试设备，测试设备包括耐压测试模块和局放测试模块，局放测试模块包括变压器短路开关单元；变压器短路开关单元和耐压测试装置中的激励变压器并联接入耐压测试模块中的变频电源的输入端，控制设备，用于向变压器短路开关单元发送第一信号；第一信号用于指示变压器短路开关单元断开，以使耐压测试模块和待测输电线形成通路；耐压测试模块，用于在耐压测试模块和待测输电线形成通路时，向待测输电线输入测试电压以对待测输电线进行耐压测试；控制设备，还用于在耐压测试结果为测试电压的波形稳定后，向变压器短路开关单元发送第二信号，第二信号用于指示变压器短路开关单元导通，以使耐压测试模块和待测输电线形成断路；局放测试模块，用于在耐压测试模块和待测输电线形成断路时，对待测输电线进行局放测试。由于耐压测试装置在对待测输电线进行耐压测试时，耐压测试装置中的变频电源会产生幅值较大的脉冲信号，这一脉冲信号与进行局放测试时需要采集的脉冲信号的特性较为相似，若直接在耐压测试装置的基础上对待测输电线进行局放测试，会对局放测试的结果造成干扰；若消除干扰选择将变频电源关断后再进行局放测试，那么又会因为激励变压器的铁耗使整个回路呈现过阻尼状态的原因，使得待测输电线上的正弦电压呈指数衰减，不能保证耐压测试的效果。所以本申请在测试装置中接入变压器短路开关，在变频电源断开时，能够将激励变压器的低压端短路，减小激励变压器的铁耗，使整个回路呈现欠阻尼状态，减缓待测线路上正弦电压衰减的速率，既可以达到局放测试的目的，也可以保证耐压测试的效果。

附图说明

图1为一个实施例中输电线测试系统图；

图2为另一个实施例中输电线测试系统图；

图3为另一个实施例中输电线测试系统图；

图4为变压器短路开关单元的电路结构示意图；

图5为一个实施例中局放测试模块的结构框图；

图6为另一个实施例中局放测试模块的结构框图；

图7为阻抗并联开关单元的电路结构示意图。

附图说明:

100、控制设备； 200、测试设备； 201、耐压测试模块；

2011、整流单元； 2012、变频电源； 2013、激励变压器；

2014、谐振电抗器； 2015、电压测量单元； 202、局放测试模块；

2021、变压器短路开关单元； 2022、局放测试单元；

2023、阻抗并联开关单元； 2024、阻塞阻抗； 2025、采集单元；

2026、检测单元； 2027、第一控制单元； 2028、第二控制单元。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

耐压测试是检验电器、电气设备、电气装置、电气线路和电工安全用具等承受过电压能力的主要方法之一。电气线路经耐压测试能够发现绝缘的局部缺陷、受潮及老化。输电电缆凭借其美观、安全性强等特点，已成为城市电网的重要组成部分，其安全稳定运行对提高城市电网的供电可靠性至关重要，但是输电电缆生产工艺、施工质量的参差不齐，且在运行输电电缆的过程中也存在绝缘劣化的风险，导致输电电缆及其附件存在各类缺陷，所述输电电缆在投入使用前，需要对其进行耐压测试。变频谐振系统凭借其便携、工频等效性好等特点，已被广泛应用于输电电缆现场耐压测试中。然而随着应用案例的逐渐积累，部分存在非贯穿性缺陷的输电电缆在耐压试验过程中并不会出现击穿现象，而这类输电电缆在运行一段时间后会出现故障，因此，就产生了对输电电缆开展耐压试验的同时检测其非贯穿性缺陷的需求。变频谐振系统在对待测输电线进行耐压测试时，会产生幅值较大的脉冲信号，这一脉冲信号与进行局放测试时需要采集的脉冲信号的特性较为相似，若直接在变频谐振系统的基础上对待测输电线进行局放测试，会对局放测试的结果造成干扰；若消除干扰选择切断变频谐振系统中产生脉冲信号的来源后再进行局放测试，此时，又会因为变频谐振系统中的激励变压器的铁耗使整个回路呈现过阻尼状态，待测输电线上的正弦电压呈指数衰减，不能保证耐压测试的效果。

如图1所示，本申请提供了一种输电线测试系统，该系统包括：控制设备100和测试设备200，测试设备200包括耐压测试模块201和局放测试模块202，局放测试模块202包括变压器短路开关单元2021；变压器短路开关单元2021和耐压测试装置中的激励变压器2013并联接入耐压测试模块201中的变频电源2012的输入端，

控制设备100，用于向变压器短路开关单元2021发送第一信号；第一信号用于指示变压器短路开关单元2021断开，以使耐压测试模块201和待测输电线形成通路；

耐压测试模块201，用于在耐压测试模块201和待测输电线形成通路时，向待测输电线输入测试电压以对待测输电线进行耐压测试；

控制设备100，还用于在耐压测试结果为测试电压的波形稳定后，向变压器短路开关单元2021发送第二信号，第二信号用于指示变压器短路开关单元2021导通，以使耐压测试模块201和待测输电线形成断路；

局放测试模块202，用于在耐压测试模块201和待测输电线形成断路时，对待测输电线进行局放测试。

其中，测试系统包括：控制设备100和测试设备200，控制设备100通过网络与测试设备200进行通信，控制设备100向测试设备200发送不同的信号指示测试设备200进行例如可以是导通/关断测试设备200中的变频电源2012；导通/关断测试设备200中的变压器短路开关；导通/关断测试设备200中的阻抗并联开关等操作，以使测试设备200在耐压测试和局放测试之间进行切换，达到在对待测线路进行耐压测试的同时，还可以对待测线路进行局放测试的目的，能够增加对待测线路测试的准确性。

控制设备100例如可以是服务器或者终端，当控制设备100为终端时，其可以是台式计算机、笔记本电脑等；当控制设备100为服务器时，其可以是上位机、刀片服务器、机架式服务器等，在此不做限定。控制设备100可以包括处理器、存储器、接口装置、通信装置、显示装置、输入装置、扬声器、麦克风等等。其中，处理器可以是中央处理器CPU、微处理器MCU等。存储器例如包括ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、诸如硬盘的非易失性存储器等。接口装置例如包括USB接口、串口、耳机接口等。通信装置例如能够进行有线或无线通信，具体地可以包括WiFi通信、蓝牙通信、2G/3G/4G/5G通信等。显示装置例如是液晶显示屏、触摸显示屏等。输入装置例如可以包括触摸屏、键盘、体感输入等。用户可以通过扬声器和麦克风输入/输出语音信息。用户可以通过输入装置向控制设备100发送触控操作，以触发控制设备100向测试设备200输入信号对待测输电线进行耐压或者局放测试。控制设备100与测试设备200可以进行无线通信。

如图2所示，测试设备200包括耐压测试模块201和局放测试模块202，耐压测试模块201用于对待测输电线进行耐压测试，局放测试模块202用于对待测输电线进行局放测试。耐压测试模块201可以包括整流单元2011、变频电源2012、激励变压器2013、谐振电抗器2014以及电压测量单元2015。整流单元2011用于将测试电压的交流电整成直流电；变频电源2012用于将市电中的直流电经过DC→AC变换，输出为纯净的正弦波，输出频率和电压一定范围内可调；激励变压器2013是功率放大级的前置推动级，可以实现电压脉冲变换和隔离高压与低压。谐振电抗器2014用于与激励电压器产生谐振，以将试验电压的幅值提高到满足测试的电压幅值，以对待测输电线进行耐压测试。

整流单元2011可以是整流器、整流电路等。当整流单元2011是整流器时，其例如可以是二极管整流器、晶闸管整流器等。当整流单元2011为整流电路，其例如可以是可控硅全桥整流电路；或者，由可控元件与二极管组成；或者，由电源变压器、整流二极管以及电阻组成；或者，四只二极管、可控元件以及电阻组成。整流单元2011还可以由其他的元器件组成，本申请对此不加以限定。示例性的，当给整流单元2011输入50/60Hz的工频交流电压时，整流单元2011可以输出幅值为0-311V可调的直流电压，整流单元2011可以是与控制设备100进行无线通信，控制设备100控制整流单元2011输出电压的幅值。

变频电源2012例如可以是直接变频电源2012或者间接变频电源2012。其例如是由多个绝缘栅双极型晶体管按照一定的连接关系组成。示例性的，变频电源2012可以将整流单元2011输出的频率为50/60Hz的直流电压变换成频率在30-300Hz可调的正弦电压。变频电源2012可以是与控制设备100进行无线通信，控制设备100控制变频电源2012的开断以及变频电源2012输出输出正弦电压的频率。

激励变压器2013例如可以是浸油式单相铁芯变压器结构，激励变压器2013原边(低压侧)线圈与铁心和铁外壳处在同一电位上，副边(高压侧)线圈对原边线圈及地为高压隔离。激励变压器2013的输出端对地连接有压敏电阻器或氧化锌避雷器，有3倍以上的绝缘裕度，可以有效地防止反击过电压和传递过电压对试验设备和人身的冲击。

谐振电抗器2014例如为干式空心电抗器、干式铁心电抗器、并联电抗器、串联电抗器、限流电抗器、补偿电抗器等，本申请例如可以是使用多级空芯电感串联结构。基于串联谐振原理，激励变压器2013激发串联谐振回路，通过调节变频电源2012输出正弦电压的频率，使得谐振电抗器2014与待测输电线发生谐振，最后通过调节整流单元2011的电压幅值，使加载在待测输电线上的电压满足测试电压的幅值。

电压测量单元2015，用于实时的监测谐振电抗器2014输出正弦电压的波形，以为控制设备100控制开断变频电源2012提供依据，以使在正弦电压的波形的幅值过零点时，对变频电源2012进行开断，以避免切电流产生过电压，对测试设备200造成损坏。电压测量单元2015例如可以是由电压测量电路以及示波器组成；或者，由阻容分压器、数模转换器、示波器等组成。本申请对此不加以限定。

耐压测试模块201对待测输电线进行耐压测试基于变频谐振的原理，这属于本领域人员的公知，本申请对此不做赘述。

如图3所示，局放测试模块202包括变压器短路开关和局放测试单元2022，变压器短路开关可以是与激励变压器2013并联在变频电源2012的输出端，在进行耐压测试时，变压器短路开关处于关断状态，使得变频电源2012与激励变压器2013接通，以使待测输电线接收测试电压，进行耐压测试。在进行局放测试时，变压器短路开关处于闭合状态，同时变频电源2012也处于关断状态，那么变频电源2012产生的脉冲电压就不会对局放测试产生影响，变压器短路开关能够将激励变压器2013的原编(低压侧)短路，使得激励变压器2013的铁耗降低，进而使得电压测量单元2015监测到的正弦电压的输出波形不会有太大的变化，同时不会使得测试电压下降过快，能够保证下一次将变压器短路开关关断，将变频电源2012导通进行耐压测试之前，测试电压不会降为零，保证了待测输电线上维持有正弦电压，不会影响耐压测试的测试效果。

局放测试单元2022例如可以是局放测试仪以及采集子单元，采集子单元用于采集待测输电线上的电压，局放测试仪用于对采集子单元采集的电压进行滤波、放大等处理，并判断该电压是否包含脉冲电压，若包含脉冲电压，则说明待测输电线发生了局部放电现象；反之，则没有发生局部放电现象。

本申请提供的输电线测试系统，该系统包括控制设备100和测试设备200，测试设备200包括耐压测试模块201和局放测试模块202，局放测试模块202包括变压器短路开关单元2021；变压器短路开关单元2021和耐压测试装置中的激励变压器2013并联接入耐压测试模块201中的变频电源2012的输入端，控制设备100，用于向变压器短路开关单元2021发送第一信号；第一信号用于指示变压器短路开关单元2021断开，以使耐压测试模块201和待测输电线形成通路；耐压测试模块201，用于在耐压测试模块201和待测输电线形成通路时，向待测输电线输入测试电压以对待测输电线进行耐压测试；控制设备100，还用于在耐压测试结果为测试电压的波形稳定后，向变压器短路开关单元2021发送第二信号，第二信号用于指示变压器短路开关单元2021导通，以使耐压测试模块201和待测输电线形成断路；局放测试模块202，用于在耐压测试模块201和待测输电线形成断路时，对待测输电线进行局放测试。由于耐压测试装置在对待测输电线进行耐压测试时，耐压测试装置中的变频电源2012会产生幅值较大的脉冲信号，这一脉冲信号与进行局放测试时需要采集的脉冲信号的特性较为相似，若直接在耐压测试装置的基础上对待测输电线进行局放测试，会对局放测试的结果造成干扰；若消除干扰选择将变频电源2012关断后再进行局放测试，那么又会因为激励变压器2013的铁耗使整个回路呈现过阻尼状态的原因，使得待测输电线上的正弦电压呈指数衰减，不能保证耐压测试的效果。所以本申请在测试装置中接入变压器短路开关，在变频电源2012断开时，能够将激励变压器2013的低压端短路，减小激励变压器2013的铁耗，使整个回路呈现欠阻尼状态，减缓待测线路上正弦电压衰减的速率，既可以达到局放测试的目的，也可以保证耐压测试的效果。

在一个实施例中，如图4所示，上述变压器短路开关单元2021包括第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管，

第一绝缘栅双极型晶体管的发射极与第二绝缘栅双极型晶体管的发射极串联，第一绝缘栅双极型晶体管的栅极以及第二绝缘栅双极型晶体管的栅极与控制设备100连接；

第一绝缘栅双极型晶体管的集电极与变频电源2012输出端连接，第二绝缘栅双极型晶体管的集电极与激励变压器2013的第一端连接。

其中，变压器短路单元可以是至少包括两个绝缘栅双极型晶体管，两个绝缘栅双极型晶体管共发射极串联，使得该变压短路单元具有双向开断功能，能够满足在输入为正弦电压的环境下使用，并产生将激励变压器2013的原边短路的效果。

在一个实施例中，如图5所示，上述局放测试单元2022包括阻抗并联开关单元2023、阻塞电抗2024、采集单元2025以及检测单元2026，

耐压测试装置中的谐振电抗器2014的输出端分别与阻抗并联开关的输入端以及阻塞电抗2024的输入端连接，阻抗并联开关的输出端以及阻塞电抗2024的输出端并联后分别与采集单元2025的输入端以及待测输电线连接，采集单元2025的输出端分别与检测单元2026的输入端以及地面连接；

阻抗并联开关单元2023，用于在耐压测试模块201和待测输电线形成通路时，接收控制设备100的第三信号，第三信号用于指示阻抗并联开关单元2023导通，以使阻塞电抗2024与谐振电抗器2014形成断路；

阻抗并联开关单元2023，还用于在耐压测试模块201和待测输电线形成断路时，接收控制设备100的第四信号，第四信号用于指示阻抗并联开关单元2023断开，以使阻塞电抗2024与谐振电抗器2014形成通路；

检测单元2026，用于在阻塞电抗2024与谐振电抗器2014形成通路时，根据采集单元2025采集的待测输电线上的电压判断待测输电线是否发生局部放电现象。

其中，局放测试模块202中的局放测单元可以包括阻抗并联开关单元2023、阻塞电抗2024、采集单元2025以及检测单元2026。

阻抗并联开关单元2023，在进行耐压测试时，处于闭合状态，以使谐振阻抗输出的测试电压不通过阻塞电抗2024，降低了阻塞电抗2024对热容量的需求，在保证局部放电监测灵敏度的同时，减小了设备重量和提及，提升了设备的便携性。在进行局放测试时，阻抗并联开关单元2023处于关断状态，使得谐振阻抗输出的测试电压通过阻塞电抗2024，阻塞电抗2024能够放大测试电压中的脉冲信号，提高局放测试的灵敏度，增强局放模块的抗干扰能力，使得局放测试的结果更加的准确。

需要说明的时，在进行耐压测试时，采集单元2025也是可以采集电压信号的，但是该电压信号不用于进行局放测试。所以此时检测单元2026不接收采集单元2025采集的电压信号。在进行局放测试时，检测单元2026才会根据此时采集单元2025采集的电压对待测输电线是否发生了局部放电现象进行判断。采集单元2025例如可以由阻抗、电容组成；阻抗并联开关例如可以是由多个绝缘栅双极型晶体管按照一定的连接关系组成，阻塞电抗2024例如可以是一空心电抗器，本申请对此不加以限定。

在一个实施例中，如图6所示，上述局放测试模块202还包括第一控制单元2027，第一控制单元2027，用于在阻塞电抗2024与谐振电抗器2014形成通路时，接收控制设备100的第五信号，第五信号用于指示第一控制单元2027控制采集单元2025采集待测输电线上的电压。

其中，第一控制单元2027例如可以是一具有通信功能的元器件，其可以接收控制设备100的信号，也可以给控制设备100发送对应的信号，两者进行交互。第一控制单元2027控制采集单元2025在预设的时间段或者时间点对待测输电线上的电压进行采集，第一控制单元2027还可以将采集单元2025采集到的电压信号传输至控制设备100，以使控制设备100对该电压进行处理，以根据处理后的结果分析待测输电线是否发生了局部放电现象。能够避免采集单元2025在不恰当的时间采集到对判断待测输电线是否发生了局部放电现象有影响的电压信号，导致判断结果不准确。实现对采集单元2025的精准控制。

在一个实施例中，继续如图6所示，上述局放测试模块202还包括第二控制单元2028，第二控制单元2028，用于接收控制设备100的第三信号以及第四信号。

其中，根据上述对阻抗并联开关单元2023的具体描述，阻抗并联开关在进行耐压测试时需要导通，在进行局放测试时，需要断开。那么对于阻抗并联开关的通断控制，需要基于一定的条件，即在正弦电压的波形过零点时对其进行通断操作。正弦电压是否过零点，需要根据控制设备100获取的电压信号以及电压信号呈现的波形来判断，在控制设备100判断此时正弦电压过零点时，即给第二控制单元2028发送信号，指示第二控制单元2028控制导通或者关断阻抗并联开关。以实现对阻抗并联开关的精准控制，使得耐压测试以及局放测试的测试效果更好。

在一个实施例中，如图7所示，上述阻抗并联开关单元2023包括第一开关子单元、第二开关子单元以及第一电阻，

第一电阻的第一端与第一开关子单元的输入端连接，第一电阻的第二端分别与谐振电抗器2014的输出端以及阻塞电抗2024的输入端连接；

第一开关子单元的输出端与第二开关子单元的输入端连接，第二开关子单元的输出端分别与采集单元2025的输入端、待测电缆以及阻塞电抗2024的输出端连接。

其中，阻抗并联开关可以是包括多个第一开关子单元、多个第二开关子单元以及多个第一电阻，多个第一开关子单元、第二开关子单元以及第一电阻可以是并联在一起接入电路。第一电阻实现均流的效果。第一开关子单元和第二开关子单元实现均压的效果。因为对待测输电线进行耐压测试时，从谐振电抗器2014输出的电压和电流非常大，单一的开关线路或者元器件承受不了，设置阻抗并联开关能够起到保护电路的作用。且能够降低阻塞电抗2024对热容量的需求，在保证局部放电监测灵敏度的同时，减小了设备重量和提及，提升了设备的便携性。

在一个实施例中，继续如图7所示，上述第一开关子单元包括第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管、第二电阻以及第一电容，

第三绝缘栅双极型晶体管发射极和第四绝缘栅双极型晶体管的发射极串联，第三绝缘栅双极型晶体管的栅极以及第四绝缘栅双极型晶体管的栅极与控制装置连接；

第三绝缘栅双极型晶体管的集电极分别与第四电阻的第一端以及第一电阻的第一端连接，第四绝缘栅双极型晶体管的集电极分别与第二电阻的第二端连接以及第二开关子单元的输入端连接；

第二电阻与第一电容并联。

在一个实施例中，继续如图7所示，上述第二开关子单元包括第五绝缘栅双极型晶体管、第六绝缘栅双极型晶体管、第三电阻以及第二电容，

第五绝缘栅双极型晶体管发射极和第六绝缘栅双极型晶体管的发射极串联，第五绝缘栅双极型晶体管的栅极以及第六绝缘栅双极型晶体管的栅极与控制装置连接；

第五绝缘栅双极型晶体管的集电极分别与第三电阻的第一端以及第一开关子单元的输出端连接，第六绝缘栅双极型晶体管的集电极分别与第三电阻的第二端以及激励变压器2013的第一端连接；

第二电容和第三电阻并联。

其中，第一开关子单元与第二开关子单元的结构相同，串联在一起接入电路，能够起到均压、保护电路的效果。其中第一开关子单元和第二开关子单元中的电阻实现静态均压，电容实现动态均压。绝缘栅双极型晶体管的栅极与控制设备100连接，控制设备100通过电平信号直接控制绝缘栅双极型晶体管的开断，能够减小对阻抗并联开关的控制的延迟，提高测试的效率。

在一个实施例中，上述耐压测试模块201还包括：电压测量单元2015，

控制设备100，还用于根据电压测量单元2015的测试结果，判断是否向变压器短路开关单元2021以及阻抗并联开关单元2023发送信号以控制变压器短路开关单元2021以及阻抗并联开关单元2023的通断。

其中，电压测量单元2015用于在进行耐压测试以及局放测试时对谐振电抗器2014输出的正弦电压的波形进行实时的监控，以为控制设备100控制变压器短路开关单元2021以及阻抗并联开关单元2023的通断提供依据。

在一个实施例中，上述控制设备100，还用于在耐压测试结果为测试电压的波形稳定后，向变频电源2012发送第五信号，第五信号指示变频电源2012断开。

其中，为了避免变频电源2012产生的脉冲信号对局放测试的干扰，在进行局放测试时，需要将变频电源2012断开，变频电源2012的开断也是在控制设备100监测到正弦电压波形过零点时进行。且因为待测输电线发生局部放电现象可以是在进行了一端时间的耐压测试以后，所以变频电源2012断开需要在耐压测试进行一段时间后，即控制设备100监测到稳定的正弦波形后进行，这样会使得局放测试的结果更加的准确。

下面，结合本申请提供的系统，对测试的具体过程作以说明：

1、测试参数设置

控制设备设置测试电压和测试时长，对于运行时间不超过3年输电线，可以设置大于输电线额定电压2倍的测试电压，测试时长60min；对于运行时间在3年以上输电线，可以设置大于输电线额定电压1.6倍的测试电压，测试时长60min；

2、寻找谐振频率

将变频电源输出的频率从30Hz逐渐增大到300Hz，在频率变化过程中保持整流单元输出电压为30V始终不变。寻找在整个频率变化过程中待测输电线的电压最大值，并获取待测输电线的电压最大时对应的变频电源的输出频率，从而得到谐振频率f，谐振频率f计算方式如下：

式中C_cable为待测输电线的等效电容值，L_reactor为谐振电抗器的电感值。

3、施加测试电压

保持变频电源输出正弦电压频率为f不变，逐渐提升整流电源输出电压的幅值，谐振电压也随之提升，当谐振电压升至预设值后，保持整流单元输出的电压不变。

4、局放测试

每经过预设的谐振周期，采集一个周期的局部放电数据。进入局部放电采集阶段后，断开变频电源，导通变压器短路开关单元，在正弦电压波形过零点关断阻抗并联开关，采集单元开始采集待测输电线的电压并上传至控制设备或者检测单元，便于操作人员评估待测输电线的绝缘状态，如果发现异常情况可以及时停止试验避免待测输电线击穿甚至爆炸。完成局放测试后，导通阻抗并联开关，在正弦电压波形过零点断开变压器短路开关单元，导通变频电源。如此循环直至达到预设测试时长，逐渐将整流电源输出电压降为0V，断开变频电源，测试完成。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，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，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种输电线测试系统，其特征在于，所述系统包括：控制设备和测试设备，所述测试设备包括耐压测试模块和局放测试模块，所述局放测试模块包括变压器短路开关单元；所述变压器短路开关单元和所述耐压测试装置中的激励变压器并联接入所述耐压测试模块中的变频电源的输入端，

所述控制设备，用于向所述变压器短路开关单元发送第一信号；所述第一信号用于指示所述变压器短路开关单元断开，以使所述耐压测试模块和所述待测输电线形成通路；

所述耐压测试模块，用于在所述耐压测试模块和所述待测输电线形成通路时，向所述待测输电线输入测试电压以对所述待测输电线进行耐压测试；

所述控制设备，还用于在耐压测试结果为所述测试电压的波形稳定后，向所述变压器短路开关单元发送第二信号，所述第二信号用于指示所述变压器短路开关单元导通，以使所述耐压测试模块和所述待测输电线形成断路；

所述局放测试模块，用于在所述耐压测试模块和所述待测输电线形成断路时，对所述待测输电线进行局放测试。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述变压器短路开关单元包括第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管，

所述第一绝缘栅双极型晶体管的发射极与所述第二绝缘栅双极型晶体管的发射极串联，所述第一绝缘栅双极型晶体管的栅极以及第二绝缘栅双极型晶体管的栅极与所述控制设备连接；

所述第一绝缘栅双极型晶体管的集电极与所述变频电源输出端连接，所述第二绝缘栅双极型晶体管的集电极与所述激励变压器的第一端连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述局放测试模块还包括阻抗并联开关单元、阻塞电抗、采集单元以及检测单元，

所述耐压测试装置中的谐振电抗器的输出端分别与所述阻抗并联开关的输入端以及所述阻塞电抗的输入端连接，所述阻抗并联开关的输出端以及所述阻塞电抗的输出端并联后分别与所述采集单元的输入端以及所述待测输电线连接，所述采集单元的输出端分别与所述检测单元的输入端以及所述地面连接；

所述阻抗并联开关单元，用于在所述耐压测试模块和所述待测输电线形成通路时，接收所述控制设备的第三信号，所述第三信号用于指示所述阻抗并联开关单元导通，以使所述阻塞电抗与所述谐振电抗器形成断路；

所述阻抗并联开关单元，还用于在所述耐压测试模块和所述待测输电线形成断路时，接收所述控制设备的第四信号，所述第四信号用于指示所述阻抗并联开关单元断开，以使所述阻塞电抗与所述谐振电抗器形成通路；

所述检测单元，用于在所述阻塞电抗与所述谐振电抗器形成通路时，根据所述采集单元采集的所述待测输电线上的电压判断所述待测输电线是否发生局部放电现象。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述局放测试模块还包括第一控制单元，所述第一控制单元，用于在所述阻塞电抗与所述谐振电抗器形成通路时，接收所述控制设备的第五信号，所述第五信号用于指示所述第一控制单元控制所述采集单元采集所述待测输电线上的电压。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述局放测试模块还包括第二控制单元，所述第二控制单元，用于接收所述控制设备的所述第三信号以及所述第四信号。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述阻抗并联开关单元包括第一开关子单元、第二开关子单元以及第一电阻，

所述第一电阻的第一端与所述第一开关子单元的输入端连接，所述第一电阻的第二端分别与所述谐振电抗器的输出端以及所述阻塞电抗的输入端连接；

所述第一开关子单元的输出端与所述第二开关子单元的输入端连接，所述第二开关子单元的输出端分别与所述采集单元的输入端、所述待测电缆以及所述阻塞电抗的输出端连接。

7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一开关子单元包括第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管、第二电阻以及第一电容，

所述第三绝缘栅双极型晶体管发射极和所述第四绝缘栅双极型晶体管的发射极串联，所述第三绝缘栅双极型晶体管的栅极以及第四绝缘栅双极型晶体管的栅极与所述控制装置连接；

所述第三绝缘栅双极型晶体管的集电极分别与所述第四电阻的第一端以及所述第一电阻的第一端连接，所述第四绝缘栅双极型晶体管的集电极分别与所述第二电阻的第二端连接以及所述第二开关子单元的输入端连接；

所述第二电阻与所述第一电容并联。

8.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第二开关子单元包括第五绝缘栅双极型晶体管、第六绝缘栅双极型晶体管、第三电阻以及第二电容，

所述第五绝缘栅双极型晶体管发射极和所述第六绝缘栅双极型晶体管的发射极串联，所述第五绝缘栅双极型晶体管的栅极以及第六绝缘栅双极型晶体管的栅极与所述控制装置连接；

所述第五绝缘栅双极型晶体管的集电极分别与所述第三电阻的第一端以及所述第一开关子单元的输出端连接，所述第六绝缘栅双极型晶体管的集电极分别与所述第三电阻的第二端以及所述激励变压器的第一端连接；

所述第二电容和所述第三电阻并联。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述耐压测试模块还包括：电压测量单元，

所述控制设备，还用于根据所述电压测量单元的测试结果，判断是否向所述变压器短路开关单元以及所述阻抗并联开关单元发送信号以控制所述变压器短路开关单元以及所述阻抗并联开关单元的通断。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制设备，还用于在耐压测试结果为所述测试电压的波形稳定后，向所述变频电源发送第五信号，所述第五信号指示所述变频电源断开。

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