CN113608078A - 局放测试系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及局放测试系统，包括测试设备和控制设备，测试设备向待测电缆输入测试脉冲信号，接收到测试脉冲信号的反射信号确定同步时钟，测试设置在控制设备的指示下向待测电缆输入测试电压信号，触发生成同步脉冲信号，将同步脉冲信号输入至待测电缆；测试电压信号以及同步脉冲信号在待测电缆上传输，使得测试设备中的多个预设检测点能够检测到对应的多个测试电压波形并传输至控制设备，控制设备根据测试电压波形确定局部放电源的位置。本申请提供的局放测试系统设备少、连接关系简单，能够实现多个预设检测点的时钟同步，准确的判断各预设检测点所测得的局放脉冲信号信号是否由同一次局部放电现象所产生，以及对局部放电源进行准确定位。

Description

局放测试系统

技术领域

本申请涉及电力设备测试技术领域，特别是涉及一种局放测试系统。

背景技术

输电电缆振荡波试验设备凭借其便携性好、工频等效性高等优点已经被广泛应用于对输电电缆现场的局部放电检测试验中，然而局放脉冲信号信号在长电缆传输中存在衰减和畸变的问题，会导致局部放电信号在传输至检测单元前就已衰减至噪声水平以下的情况发生，使得检测设备及操作人员无法找出局部放电脉冲，基于这一原因限制了振荡波试验设备在长电缆中的进一步应用。

目前，采用分布式局部放电检测方法，即在待测电缆中增加检测点的数量的方法可以显著提升局部放电检测的灵敏度，突破电缆长度对于局放检测的限制。然而多检测点之间的时钟同步是当前分布式局部放电检测方法所面临的的最大问题，若无法实现各检测点的时钟同步则无法判断各测量节点所测得的局放脉冲信号信号是否由同一次局部放电现象所产生，更无法对局部放电源进行定位。

发明内容

基于此，本申请提供一种能够局放测试系统，能够实现多局部放电测量节点之间的时钟同步，能够准确的判断各测量节点所测得的局部放电信号是否由同一次局部放电现象所产生，以及对局部放电源进行准确定位。

本申请提供了一种局放测试系统，该系统包括：测试设备和控制设备，

测试设备，用于向待测电缆输入测试脉冲信号，并根据测试脉冲信号确定同步时钟；

测试设备，还用于向待测电缆输入同步脉冲信号以及测试电压信号，以使测试设备采集到与多个预设检测点对应的多个测试电压波形，每一个测试电压波形包括同步脉冲信号；

控制设备，用于根据同步时钟以及每一个测试电压波形中的同步脉冲信号对多个测试电压波形进行时钟同步处理，并根据时钟同步处理后的多个测试电压波形确定局部放电源的位置。

在其中一个实施例中，上述测试设备包括时域反射测量仪，时域反射测量仪与待测电缆的首端连接，根据测试脉冲信号确定同步时钟，包括：

时域反射测量仪，用于在向待测电缆输入测试脉冲信号后，获取与多个预设检测点对应的测试脉冲信号的多个反射脉冲信号，并根据测试脉冲信号的多个反射脉冲信号确定测试脉冲信号从待测电缆的首端传输至除待测电缆的首端之外的每一个预设检测点的时间；

时域反射测量仪，还用于根据测试脉冲信号从待测电缆的首端传输至除待测电缆的首端之外的每一个预设检测点的时间确定同步时钟。

在其中一个实施例中，上述时域反射测量仪，还用于根据测试脉冲信号从待测电缆的首端传输到每一个预设检测点的时间以及测试脉冲信号的传播速度计算得到待测电缆的长度、待测电缆首端与每一个预设检测点之间的距离以及测试脉冲信号在相邻预设检测点之间的传播时间差。

在其中一个实施例中，根据同步时钟对多个测试电压波形进行时钟同步处理，包括：

控制设备，还用于根据测试脉冲信号从待测电缆的首端传输到每一个预设测量点的时间，以测试电压波形中的同步脉冲信号为时间零点根据同步时钟对多个测试电压波形进行时钟同步处理。

在其中一个实施例中，根据时钟同步处理后的多个测试电压波形确定局部放电源的位置，包括：

控制设备，具体用于根据时钟同步处理后的多个测试电压波形中的相邻预设检测点的局放脉冲信号确定目标预设检测点；

根据目标预设检测点确定局部放电源的位置。

在其中一个实施例中，控制设备，具体用于将相邻预设检测点的局放脉冲信号信号的时间差小于待测电缆在相邻预设检测点之间的传播时间差的预设检测点，确定为目标预设检测点。

在其中一个实施例中，上述目标预设检测点包括第一目标测量点和第二目标测量点，待测电缆的首端与第一目标测量点之间的距离小于待测电缆的首端与第二目标测量点之间的距离，

根据目标预设检测点确定局部放电源的位置，包括：

控制设备，具体用于根据待测电缆首端与第一目标测量点之间的距离、测试电压波形中的局放脉冲信号在待测电缆中的传输速度、测试脉冲信号从待测电缆的首端传输至第一目标测量点的时间、局放脉冲信号被第一目标测量点检测到的时间以及局放脉冲信号被第二目标测量点检测到的时间计算得到局部放电源与待测电缆首端的距离；

控制设备，还用于根据局部放电源与待测电缆首端的距离确定局部放电源的位置。

在其中一个实施例中，上述测试设备，包括振荡波发生器、电压测量模块、首端局部放电检测模块、分布式局部放电检测模块以及末端局部放电检测模块，测试电压信号经过振荡波发生器输入至待测电缆，

电压测量模块的输入端与振荡发生器的输出端连接，电压测量模块的输出端与首端局部放电检测模块的输入端连接；

首端局部放电检测模块的输出端与待测电缆的首端连接；

分布式局部放电检测模块与待测电缆的中间接头连接；

末端局部放电检测模块的输出端与待测电缆的末端连接。

在其中一个实施例中，首端局部放电检测模块包括第一电容、同步脉冲产生单元以及第一局放脉冲信号检测单元，振荡波发生器的输出端与电容的输入端连接，第一电容的输出端与待测电缆的首端连接，同步脉冲产生单元套设在第一电容与第一局放脉冲信号检测单元之间的连接线上。

在其中一个实施例中，同步脉冲产生单元，包括同步脉冲产生单元，包括电源、驱动子单元、电阻、辐射线圈、开关和第二电容，

电源的输出端与电阻的输入端连接，电阻的输出端与辐射线圈的输入端连接；

驱动子单元与开关连接，开关通过辐射线圈与第二电容连接；

辐射线圈套设在第一电容与局放脉冲信号检测单元之间的连接线上。

本申请提供的局放测试系统，包括测试设备和控制设备，测试设备首先向待测电缆输入测试脉冲信号，并根据接收到测试脉冲信号的反射信号确定后续为接收到的多个测试电压波形进行时钟同步的同步时钟，然后，测试设置在控制设备的指示下向待测电缆输入测试电压信号，并触发生成同步脉冲信号，将同步脉冲信号也输入至待测电缆；测试电压信号以及同步脉冲信号在待测电缆上传输，使得测试设备中的多个预设检测点能够检测到对应的多个测试电压波形并传输至控制设备，控制设备以测试电压波形中的同步脉冲信号为时间零点根据同步时钟对多个测试电压波形进行时钟同步，然后根据时钟同步后的多个测试电压波形中的局放脉冲信号信号确定局部放电源的位置。本申请提供的局放测试系统中的设备少、设备之间的连接关系简单，能够实现多个预设检测点的时钟同步，准确的判断各预设检测点所测得的局放脉冲信号信号是否由同一次局部放电现象所产生，以及对局部放电源进行准确定位。

附图说明

图1为一个实施例中局放测试系统图；

图2为另一个实施例中输电线测试系统图；

图3为另一个实施例中测试电压波形进行同步的过程示例图；

图4为另一个局放测试系统的结构示意图；

图5为另一个同步脉冲产生单元的结构示意图。

附图标记说明：

100、控制设备； 200、测试设备；

21、时域反射测量仪； 22、振荡波发生器；

23、电压测量模块； 24、首端局部放电检测模块；

25、分布式局部放电检测模块； 26、末端局部放电检测模块；

241、第一电容； 242、同步脉冲产生单元；

243、第一局放脉冲信号检测单元； 2421、电源；

2422、驱动子单元； 2423、电阻；

2424、辐射线圈； 2425、开关；

2426、第二电容。

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。

输电电缆振荡波试验设备凭借其便携性好、工频等效性高等优点已经被广泛应用于对输电电缆现场的局部放电检测试验中，然而局放脉冲信号信号在长电缆传输中存在衰减和畸变的问题，会导致局部放电信号在传输至检测单元前就已衰减至噪声水平以下的情况发生，使得检测设备及操作人员无法找出局部放电脉冲，基于这一原因限制了振荡波试验设备在长电缆中的进一步应用。目前，采用分布式局部放电检测方法，即在待测电缆中增加检测点的数量的方法可以显著提升局部放电检测的灵敏度，突破电缆长度对于局放检测的限制。然而多检测点之间的时钟同步是当前分布式局部放电检测方法所面临的的最大问题，若无法实现各检测点的时钟同步则无法判断各测量节点所测得的局放脉冲信号信号是否由同一次局部放电现象所产生，更无法对局部放电源进行定位。所以就产生了对新的设备、装置或者系统等的需求，来对长电缆进行局放测试。

如图1所示，提供了一种种局放测试系统的结构示意图，该系统包括：测试设备200和控制设备100，

测试设备200，用于向待测电缆输入测试脉冲信号，并根据测试脉冲信号确定同步时钟；

测试设备200，还用于向待测电缆输入同步脉冲信号以及测试电压信号，以使测试设备200采集到与多个预设检测点对应的多个测试电压波形，每一个测试电压波形包括同步脉冲信号；

控制设备100，用于根据同步时钟以及每一个测试电压波形中的同步脉冲信号对多个测试电压波形进行时钟同步处理，并根据时钟同步处理后的多个测试电压波形确定局部放电源的位置。

其中，控制设备100可以是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进行例如可以是向待测电缆输入测试电压信号；向控制设备100发送测试设备200检测结果；向控制设备100发送测试设备200等操作，以使控制设备100能够对测试设备200的检测结果进行时钟同步，并根据时钟同步后的检测结果确定局部放电源的位置，提高了对局部放电源的定位精度。

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局放测试。控制设备100 与测试设备200可以进行无线通信。

控制设备100可以是根据测试设备200确定的同步时钟以及每一个测试电压波形中的同步脉冲信号对测试设备200检测到的多个测试电压波形进行时钟同步处理，由于一个脉冲信号在待测电缆中的传播速度确定，若各预设检测点依据的时钟不同，那么各预设检测点检测得到的测试电压波形中的局放脉冲信号信号就无法判断是否来自一个局部放电源。所以，只有在同一时钟的环境下，才能依据测试电压波形准确的判断各预设预设检测点所检测得到的局放脉冲信号信号是否由同一次局部放电现象所产生，以及对局部放电源进行高精度的定位。

测试设备200可以是在对该待测电缆进行局放测试前，将能够产生测试脉冲信号的电路、装置或者设备等接入待测电缆的首端，向待测电缆输入测试脉冲信号，基于测试脉冲信号的反射特性，根据测试脉冲信号的反射信号确定同步时钟。同步时钟可以表征同一脉冲信号从待测电缆的一个预设检测点传到待测电缆的另一个预设检测点的时间差，也可以表征同一脉冲信号传播到待测电缆的每一个预设检测点传播所需的时间。同步时钟用于使控制设备100根据该同步时钟对测试设备200检测到的测试电压波形进行时钟同步，以实现对长电缆通过多预设检测点检测局放脉冲信号信号时的时钟同步。

测试设备200还可以是在局放测试后，向待测电缆输入测试电压信号，该测试电压信号用于测试待测电缆是否会产生局部放电现象，以及待测电缆产生局部放电现象的位置。测试电压信号的幅值可以是大于等于待测电缆的额定电压。同步脉冲信号可以是在测试设备200向待测电缆输入测试电压信号之后或者同时，由测试设备200生成并输入至待测电缆，同步脉冲信号的幅值可以是远高于测试电压信号中的局放脉冲信号信号的幅值，以使通过观察检测得到的测试电压的波形，可以很容易区分同步脉冲信号与局放脉冲信号信号。同步脉冲信号用于确定进行时钟同步的零点，即确定测试设备200检测到的测试电压波形的同步起点，以对多个测试电压波形按照统一的标准进行时钟同步，避免因为测试设备200不间断的输出连续的局放测试的测试电压波形，导致无法确定对哪一段波形进行时钟同步的现象发生。

本申请提供的局放测试系统，包括测试设备200和控制设备100，测试设备 200首先向待测电缆输入测试脉冲信号，并根据接收到测试脉冲信号的反射信号确定后续为接收到的多个测试电压波形进行时钟同步的同步时钟，然后，测试设置在控制设备100的指示下向待测电缆输入测试电压信号，并触发生成同步脉冲信号，将同步脉冲信号也输入至待测电缆；测试电压信号以及同步脉冲信号在待测电缆上传输，使得测试设备200中的多个预设预设检测点能够检测到对应的多个测试电压波形并传输至控制设备100，控制设备100以测试电压波形中的同步脉冲信号为时间零点根据同步时钟对多个测试电压波形进行时钟同步，然后根据时钟同步后的多个测试电压波形中的局放脉冲信号信号确定局部放电源的位置。本申请提供的局放测试系统中的设备少、设备之间的连接关系简单，能够实现多个预设预设检测点的时钟同步，准确的判断各预设预设检测点所测得的局放脉冲信号信号是否由同一次局部放电现象所产生，以及对局部放电源进行准确定位。

在一个实施例中，如图2所示，上述测试设备200包括时域反射测量仪21，时域反射测量仪21与待测电缆的首端连接，根据测试脉冲信号确定同步时钟，包括：

时域反射测量仪21，用于在向待测电缆输入测试脉冲信号后，获取与多个预设预设检测点对应的测试脉冲信号的多个反射脉冲信号，并根据测试脉冲信号的多个反射脉冲信号确定测试脉冲信号从待测电缆的首端传输至除待测电缆的首端之外的每一个预设预设检测点的时间；

时域反射测量仪21，还用于根据测试脉冲信号从待测电缆的首端传输至除待测电缆的首端之外的每一个预设预设检测点的时间确定同步时钟。

其中，在局放测试开始之前，可以是将时域反射测量仪21与待测电缆的首端连接，时域反射测量仪21可以产生测试脉冲信号，也可以接收测试脉冲信号在待测电缆上传输时，遇到预设检测点反射回来的脉冲信号。示例性的，若时域反射测量仪21在10:00向待测电缆输入了一个测试脉冲信号，在10:01接收到第一个反射脉冲信号，在10:03接收到第二个反射脉冲信号，在10:06接收到第三个反射脉冲信号，以此类推，那么就可以确定测试脉冲信号从待测电缆的首端传输至距离待测电缆首端的第一预设检测点以及测试脉冲信号再从第一预设检测点传输至待测电缆的首端所需的时间为1秒，那么可以确定测试脉冲信号从待测电缆的首端传输至第一预设检测点所需的时间为0.5秒；确定测试脉冲信号从待测电缆的首端传输至距离待测电缆首端的第二预设检测点以及测试脉冲信号再从第二预设检测点传输至待测电缆的首端所需的时间为3秒，那么可以确定测试脉冲信号从待测电缆的首端传输至第二预设检测点所需的时间为1.5 秒；确定测试脉冲信号从待测电缆的首端传输至距离待测电缆首端的第三预设检测点以及测试脉冲信号再从第三预设检测点传输至待测电缆的首端所需的时间为6秒，那么可以确定测试脉冲信号从待测电缆的首端传输至第三预设检测点所需的时间为3秒。这里的0.5秒、1.5秒、3秒等即为确定的对应预设预设检测点的同步时钟。接收到反射脉冲信号的时间点可以通过时域反射测量仪21 直接读取，不需要经过复杂的运算过程，能够提高局放测试的效率。

在一个实施例中，上述时域反射测量仪21，还用于根据测试脉冲信号从待测电缆的首端传输到每一个预设预设检测点的时间以及测试脉冲信号的传播速度计算得到待测电缆的长度、待测电缆首端与每一个预设预设检测点之间的距离以及测试脉冲信号在相邻预设预设检测点之间的传播时间差。

其中，根据上述步骤可以确定出个预设预设检测点的同步时钟，那么基于一直的测试脉冲信号的传播速度，一般情况下为180米/微秒。然后，依据速度、时间、传输距离之间的关系，可以根据传输时间和传播速度计算得到待测电缆首端与每一个预设预设检测点之间的距离。例如，测试脉冲信号从待测电缆的首端传播到第一预设检测点所需的时间为0.5微秒，那么待测电缆的首端与第一预设检测点之间的距离就为90米，据此，当知道了测试脉冲信号凶待测电缆的首端传播到待测电缆的末端所需的时间，那么就可以根据上述方法计算得到待测电缆的总长度。进一步的根据同步时钟还可以确定相邻预设检测点之间的传播时间差，例如测试脉冲信号从待测电缆的首端传输至第一预设检测点所需的时间为0.5秒，测试脉冲信号从待测电缆的首端传输至第二预设检测点所需的时间为1.5秒，那么可以确定第一预设检测点与第二预设检测点之间的传播时间差为1秒，即测试脉冲信号从第一预设检测点传播到第二预设检测点需要的时间为1秒。对待测电缆的长度、待测电缆首端与每一个预设预设检测点之间的距离以及测试脉冲信号在相邻预设预设检测点之间的传播时间差的计算同样不需要经过复杂的计算过程，基于简单的运算原理即可得到，简化了控制设备100 的运算过程，提高看局放测试的效率。

在一个实施例中，根据同步时钟对多个测试电压波形进行时钟同步处理，包括：

控制设备100，还用于根据测试脉冲信号从待测电缆的首端传输到每一个预设测量点的时间，以测试电压波形中的同步脉冲信号为时间零点根据同步时钟对多个测试电压波形进行时钟同步处理。

其中，据上所述，控制设备100在接收到多个预设检测点传输的测试电压波形后，可以是对多个测试电压波形进行编号，该编号可以是与预设检测点的编号相同，便于后续对测试电压波形进行处理。示例性的，如图3所示，控制设备100接收到的测试电压波形为图3a所示，在经过时钟同步处理后得到的测试电压波形为图3b所示。

具体地，对测试电压波形进行时钟同步的方法为：在进行局放测试时，若第一预设检测点检测到同步脉冲信号的时间是10：08，那么对第一预设检测点检测得到的测试电压波形进行时钟同步，是以10:08分检测到的同步脉冲信号为同步点，将同步脉冲信号的检测时间移到10:13，对应的同步脉冲信号之后的测试电压波形也随之一起移动，即完成对第一预设检测点检测得到的测试电压波形的时钟同步；若第二预设检测点检测到同步脉冲信号的时间是10：10，那么对第二预设检测点检测得到的测试电压波形进行时钟同步，是以10:10分检测到的同步脉冲信号为同步点，将同步脉冲信号的检测时间移到10:25，对应的同步脉冲信号之后的测试电压波形也随之一起移动，即完成对第二预设检测点检测得到的测试电压波形的时钟同步；对其他预设检测点进行时钟同步的方法同上，在此不做赘述。直到控制设备100对接收到的所有测试电压波形完成时钟同步，再根据同步后的测试电压波形确定局部放电源的位置。对各预设检测点检测得到的测试电压波形进行时钟同步后，可以使控制设备100在同一时钟的环境下，去确定各预设检测点检测得到的测试电压的波形中是否存在同一局部放电源释放的局放脉冲信号信号，以及局部放电源在待测电缆上的准确位置。实现了对长电缆进行分布式的局放检测。

在一个实施例中，根据时钟同步处理后的多个测试电压波形确定局部放电源的位置，包括：

控制设备100，具体用于根据时钟同步处理后的多个测试电压波形中的相邻预设预设检测点的局放脉冲信号信号确定目标预设预设检测点，并根据目标预设预设检测点确定局部放电源的位置。

其中，控制设备100根据上述方法对每一个预设检测点检测到的测试电压的波形进行时钟同步处理后，可以是同时取同步脉冲信号之后的第一个局放脉冲信号信号的时间点初步确定发生局部放电现象所处的电缆区间，该电缆区间以相邻的预设检测点记性划分，还可以是取同步脉冲信号之后的第二个局放脉冲信号信号的时间点，也可以是取同步脉冲信号之后的第三个局放脉冲信号信号的时间点，本申请对比不加以限定，只要相邻预设检测点是依据相同的标准选取的局放脉冲信号信号即可。确定电缆区间依据的原理是，因为测试脉冲信号是从第一预设检测点与第二预设检测点之外的电缆上传播过来的，所以，若在第一预设检测点和第二预设检测点之间的电缆上发生的局部放电现象，那么该局部放电源产生的局放脉冲信号信号传播到第一预设检测点的时间，与局放脉冲信号传播到第二预设检测点的时间之和只会小于测试脉冲信号从第一预设检测点传播到第二预设检测点需要的时间，两者做一个比较就可以判断局部放电源是否在第一预设检测点和第二预设检测点之间。然后，可以是逐次的判断局部放电源是否在待测电缆的首端预设检测点与第一预设检测点之间的电缆上，判断局部放电源是否在第一预设检测点与第二预设检测点之间的电缆上，判断局部放电源是否在第二预设检测点与第三预设检测点之间的电缆上，根据上述方法直到确定出目标预设预设检测点，确定电缆区间能够缩小确定局部放电源的范围，为后续进行更加精确的判断做基础，节约了精确确定局部放电源位置的时间。

在一个实施例中，控制设备100，具体用于将相邻预设检测点的局放脉冲信号信号的时间差小于测试脉冲信号在相邻预设检测点之间的传播时间差的预设检测点，确定为目标预设检测点。

其中，据上所述，基于上述确定电缆区间的原理，当控制设备100选取一个预设检测点检测得到的测试电压波形中的局放脉冲信号信号的检测时间点与相邻的预设检测点检测得到的测试电压波形中的局放脉冲信号信号的检测时间点之间的时间差小于测试脉冲信号在相邻预设检测点之间的传播时间差的预设检测点，那么就将相邻的两个预设检测点确定为目标预设检测点，即确定了局部放电源位于这两个目标预设检测点之间的电缆上。确定了目标预设检测点，就初步确定了局部放电源2421位于哪一段待测电缆上，缩小了确定局部放电源的范围，为后续进行更加精确的判断做基础，节约了精确确定局部放电源位置的时间。

在一个实施例中，上述目标预设检测点包括第一目标预设检测点和第二目标预设检测点，待测电缆的首端与第一目标预设检测点之间的距离小于待测电缆的首端与第二目标预设检测点之间的距离，

根据目标预设检测点确定局部放电源的位置，包括：

控制设备100，具体用于根据待测电缆首端与第一目标预设检测点之间的距离、测试电压波形中的局放脉冲信号信号在待测电缆中的传输速度、测试脉冲信号从待测电缆的首端传输至第一目标预设检测点的时间、测试脉冲信号从待测电缆的首端传输至第二目标预设检测点的时间、第一目标预设检测点检测到局放脉冲信号信号的时间以及第二目标预设检测点检测到局放脉冲信号的时间计算得到局部放电源与待测电缆首端的距离；

控制设备100，还用于根据局部放电源与待测电缆首端的距离确定局部放电源的位置。

其中，可以是根据公式

计算得到局部放电源与待测电缆首端的距离，其中，l_n-1为待测电缆首端与第一目标预设检测点之间的距离，v为局放脉冲信号信号在电缆中的传输速度(一般为180米/微秒)， T_n-1为测试脉冲信号从待测电缆的首端传输至第一目标预设检测点的时间，T_n为测试脉冲信号从待测电缆的首端传输至第二目标预设检测点的时间，t_f为第一目标预设检测点检测到局放脉冲信号信号的时间，t_b为第二目标预设检测点检测到局放脉冲信号的时间。确定了局部放电源与待测电缆首端的距离即确定了局部放电源的位置。

在一个实施例中，如图4所示，上述测试设备200，包括振荡波发生器22、电压测量模块23、首端局部放电检测模块24、分布式局部放电检测模块25以及末端局部放电检测模块26，测试电压信号经过振荡波发生器22输入至待测电缆，

电压测量模块23的输入端与振荡发生器的输出端连接，电压测量模块23 的输出端与首端局部放电检测模块24的输入端连接；

首端局部放电检测模块24的输出端与待测电缆的首端连接；

分布式局部放电检测模块25与待测电缆的中间接头连接；

末端局部放电检测模块26的输出端与待测电缆的末端连接。

其中，振荡波发生器22可产生峰值不小于180kV的振荡波电压，高幅值的振荡波电压可以对待测电缆进行局部放电测试，且能够将测试电源2421的工频电压转换为直流电压。

电压测量模块23，用于对振荡波发生器22产生的测试电压进行实时的监控，电压测量模块23可以是由阻容分压器和电压采集单元组成，该电压采集单元可以是示波器、电压测量仪等装置。

首端局部放电检测模块24用于在振荡电压的触发下检测待测电缆首端的测试电压波形，以及产生同步脉冲信号，向待测电缆输入同步脉冲信号。

分布式局部放电检测模块25包括多个第二局部放电检测单元，多个局部放电检测单元分别设置在待测电缆中段的多个检测点上，以在振荡波电压的触发下对待测电缆中段的测试电压波形进行检测。多个第二局部放电检测单元的结构相同，第二局部放电检测单元可以包括高频电流互感器和高速采集模块组成，高速采集模块例如可以是示波器和电压传感器的组合。高频电流互感器安装在待测电缆中间接头引出的屏蔽线上，高频电流互感器将采集到的电压波形传输至高速采集模块。

末端局部放电检测模块26与待测电缆的末端连接，用于在振荡波电压的触发下对待测电缆末段的测试电压波形进行检测。末端局部放电检测模块26可以包括耦合电容与第三局部放电检测单元，第三局部放电检测单元例如可以包括检测阻抗和第二采集模块，第二采集模块例如可以是示波器和电压传感器的组合，检测阻抗例如为无源RLC型检测电路，检测阻抗将采集到的脉冲信号传输至第二采集单元，再由第二采集单元传输至控制设备100。

振荡波发生器22、电压测量模块23、首端局部放电检测模块24、分布式局部放电检测模块25以及末端局部放电检测模块26可以是均与控制设备100通信连接，接收控制设备100发送的指令，或者，向控制设备100传输测试数据。

在一个实施例中，继续如图4所示，首端局部放电检测模块24包括第一电容241、同步脉冲产生单元242以及第一局放脉冲信号检测单元243，振荡波发生器22的输出端与第一电容241的输入端连接，第一电容241的输出端与待测电缆的首端连接，同步脉冲产生单元242套设在第一电容241与第一局放脉冲信号检测单元243之间的连接线上。

其中，同步脉冲产生单元242用于在振荡波电压的触发下生成同步脉冲信号，并经过第一电容241，将同步脉冲信号传输至待测电缆。第一局放脉冲信号检测单元243与第三局放脉冲信号检测单元结构相同，第一局部放电检测单元例如也可以包括耦合电容与第一采集单元，第三局部放电检测单元例如可以包括检测阻抗和第一采集模块，第一采集模块例如可以是示波器和电压传感器的组合。检测阻抗例如为无源RLC型检测电路，检测阻抗将采集到的脉冲信号传输至第一采集单元，再由第一采集单元传输至控制设备100。脉冲信号经过第一电容241能够被放大，便于后续的预设检测点对脉冲信号的检测。

在一个实施例中，如图5所示，同步脉冲产生单元242，包括同步脉冲产生单元242，包括电源2421、驱动子单元2422、电阻2423、辐射线圈2424、开关 2425和第二电容2426，

电源2421的输出端与电阻2423的输入端连接，电阻2423的输出端与辐射线圈2424的输入端连接；

驱动子单元2422与开关2425连接，开关2425通过辐射线圈2424与第二电容2426连接；

辐射线圈2424套设在第一电容241与第一局放脉冲信号检测单元243之间的连接线上。

其中，第二电容2426、辐射线圈2424与开关2425串联，电源2421的输出端串联电阻2423后连接至辐射线圈2424的一端，驱动子单元2422用于向开关 2425输入电平信号，以使开关2425根据该电平信号控制开关2425的通断。第二电容2426与第一局放脉冲信号检测单元243的连接线从辐射线圈2424中穿过，辐射线圈2424基于电磁耦合技术以无接触的方式向连接线中注入高幅值脉冲。脉冲产生单元产生辐射脉冲的工作方式如下：当开关2425处于关断状态时，电源2421通过电阻2423以及辐射线圈2424将第二电容2426充电至预设电压。开通开关2425，第二电容2426通过辐射线圈2424和开关2425放电产生高幅值脉冲电压，高幅值脉冲电压被辐射线圈2424耦合注入连接线。其中电源2421 为高压直流电源，可以由电池来提供，开关2425为固态半导体开关。

下面，对本申请提供的局放测试系统对待测电缆进行局放测试的过程进行说明：

(1)在局放试验开始前利用时域反射测量仪测量待测电缆的总长度以及每个中间接头与待测电缆的首端的距离，并计算出脉冲信号从待测电缆的首端传输至各检测点的时间；

(2)将所有的局放脉冲信号采集模块或单元都设置为待触发状态，等待同步脉冲触发后开始采集数据；

(3)启动振荡波发生器，利用电压测量单元测量振荡波发生器输出电压，当振荡波发生器输出振荡波电压后，同步脉冲产生单元向第一电容和第一局放脉冲信号检测单元的连接线中输入高幅值同步脉冲信号，首端局部放电检测模块中的第一局放脉冲信号检测单元被触发开始采集局放脉冲信号。同时，同步脉冲信号经第一电容后传入待测电缆中，并沿待测电缆沿线传输；

(4)同步脉冲信号在沿待测电缆沿线的传输过程中，依次触发分布式局部放电检测模块以及末端局部放电检测模块采集局放脉冲信号。

(5)各检测点在完成局放脉冲信号采集后，将局放脉冲信号上传至控制设备。

控制设备根据时钟同步处理后的多个测试电压波形确定局部放电源的位置，过程如下：

对各检测点所测的局放脉冲信号进行编号，按照被同步脉冲信号触发的顺序依次编号为D₁、D₂……D_n。根据同步脉冲信号以及脉冲传输时间对局放脉冲信号进行时钟同步；

逐次对两个相邻预设检测点所采集的局放脉冲信号进行分析，若两个局放脉冲信号的到达时间差小于(T_n-T_(n-1))时，则这两个局放脉冲信号为同一次局部放电现象产生且该次局部放电发生在这两个检测点之间的待测电缆区域；若两个脉冲的到达时间差等于(T_n-T_(n-1))时，则这两个局放脉冲信号为同一次局部放电现象产生且该次局部放电发生在这两个检测点之外的待测电缆区域；若两个局放脉冲信号的到达时间差大于(T_n-T_(n-1))时，则这两个局放脉冲信号为由不同的两次局部放电现象产生；

(3)在确定了局部放电源区间后，利用脉冲达到局部放电源区间两端检测点的时间差ΔT根据下述公式可计算出局部放电源与待测电缆首端的距离：

式中l_n-1为首端电缆终端与第n-1个中间接头的距离，v为脉冲在电缆中的传输速度，T_n-1为脉冲从首端电缆中船传输至第n-1个中间接头的时间，t_f为脉冲信号被第n-1个测量节点检测到的时间，t_b为脉冲信号被第n个测量节点检测到的时间。

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)

1.一种局放测试系统，其特征在于，所述系统包括：测试设备和控制设备，

所述测试设备，用于向待测电缆输入测试脉冲信号，并根据所述测试脉冲信号确定同步时钟；

所述测试设备，还用于向所述待测电缆输入同步脉冲信号以及测试电压信号，以使所述测试设备采集到与多个预设检测点对应的多个测试电压波形，每一个测试电压波形包括所述同步脉冲信号；

所述控制设备，用于根据所述同步时钟以及所述每一个测试电压波形中的所述同步脉冲信号对所述多个测试电压波形进行时钟同步处理，并根据时钟同步处理后的多个测试电压波形确定局部放电源的位置。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测试设备包括时域反射测量仪，所述时域反射测量仪与所述待测电缆的首端连接，所述根据所述测试脉冲信号确定同步时钟，包括：

所述时域反射测量仪，用于在向所述待测电缆输入所述测试脉冲信号后，获取与所述多个预设检测点对应的所述测试脉冲信号的多个反射脉冲信号，并根据所述测试脉冲信号的多个反射脉冲信号确定所述测试脉冲信号从所述待测电缆的首端传输至除所述待测电缆的首端之外的每一个预设检测点的时间；

所述时域反射测量仪，还用于根据所述测试脉冲信号从所述待测电缆的首端传输至除所述待测电缆的首端之外的每一个预设检测点的时间确定所述同步时钟。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述时域反射测量仪，还用于根据所述测试脉冲信号从所述待测电缆的首端传输到所述每一个预设检测点的时间以及所述测试脉冲信号的传播速度计算得到所述待测电缆的长度、所述待测电缆首端与所述每一个预设检测点之间的距离以及所述测试脉冲信号在相邻预设检测点之间的传播时间差。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述根据所述同步时钟对所述多个测试电压波形进行时钟同步处理，包括：

所述控制设备，还用于根据所述测试脉冲信号从所述待测电缆的首端传输到所述每一个预设测量点的时间，以所述测试电压波形中的同步脉冲信号为同步点根据所述同步时钟对所述多个测试电压波形进行时钟同步处理。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述根据时钟同步处理后的多个测试电压波形确定局部放电源的位置，包括：

所述控制设备，具体用于根据时钟同步处理后的多个测试电压波形中的局放脉冲信号信号确定目标预设检测点，并根据所述目标预设检测点确定所述局部放电源的位置。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述控制设备，具体用于将所述相邻预设检测点的局放脉冲信号信号的时间差小于所述测试脉冲信号在相邻预设检测点之间的传播时间差的预设检测点，确定为目标预设检测点。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述目标预设检测点包括第一目标预设检测点和第二目标预设检测点，所述待测电缆的首端与所述第一目标预设检测点之间的距离小于所述所述待测电缆的首端与所述第二目标预设检测点之间的距离，

所述根据所述目标预设检测点确定所述局部放电源的位置，包括：

所述控制设备，具体用于根据所述待测电缆首端与所述第一目标预设检测点之间的距离、所述测试电压波形中的局放脉冲信号在所述待测电缆中的传输速度、所述测试脉冲信号从所述待测电缆的首端传输至所述第一目标预设检测点的时间、所述局放脉冲信号被所述第一目标预设检测点检测到的时间以及所述局放脉冲信号被所述第二目标预设检测点检测到的时间计算得到所述局部放电源与所述待测电缆首端的距离；

所述控制设备，还用于根据所述局部放电源与所述待测电缆首端的距离确定所述局部放电源的位置。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测试设备，包括振荡波发生器、电压测量模块、首端局部放电检测模块、分布式局部放电检测模块以及末端局部放电检测模块，所述测试电压信号经过所述振荡波发生器输入至所述待测电缆，

所述电压测量模块的输入端与所述振荡发生器的输出端连接，所述电压测量模块的输出端与所述首端局部放电检测模块的输入端连接；

所述首端局部放电检测模块的输出端与所述待测电缆的首端连接；

所述分布式局部放电检测模块与所述待测电缆的中间接头连接；

所述末端局部放电检测模块的输出端与所述待测电缆的末端连接。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述首端局部放电检测模块包括第一电容、同步脉冲产生单元以及第一局放脉冲信号检测单元，所述振荡波发生器的输出端与所述电容的输入端连接，所述第一电容的输出端与所述待测电缆的首端连接，所述同步脉冲产生单元套设在所述第一电容与所述第一局放脉冲信号检测单元之间的连接线上。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述同步脉冲产生单元，包括电源、驱动子单元、电阻、辐射线圈、开关和第二电容，

所述电源的输出端与所述电阻的输入端连接，所述电阻的输出端与所述辐射线圈的输入端连接；

所述驱动子单元与所述开关连接，所述开关通过所述辐射线圈与所述第二电容连接；

所述辐射线圈套设在所述第一电容与所述局放脉冲信号检测单元之间的连接线上。

Images