CN113671223B - 振荡波电压发生装置及绝缘检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种振荡波电压发生装置及绝缘检测系统，该振荡波电压发生装置包括电源转换模块、电抗器模块和倍压开关模块。倍压开关模块，至少包括一个倍压开关单元，所述倍压开关模块的第一输入端和所述倍压开关模块的第二输入端分别与所述电源转换模块输出的两端连接，所述倍压开关模块的输出端与所述电抗器模块的第二端连接，用于将所述第一预设电压转化成第二预设电压以向所述待测元件充电，以及控制所述待测元件放电，所述电源转换模块、所述电抗器模块和所述倍压开关模块中的至少两个为一体化结构。通过振荡波电压发生装置解决了电抗器模块和倍压开关模块体积和重量大的问题，为现场测试及装置的运输提供了方便。

Description

振荡波电压发生装置及绝缘检测系统

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种振荡波电压发生装置及绝缘检测系统。

背景技术

随着我国城市电网的发展，在大城市中出现了110kV输电架空线路逐渐被埋入地下的输电电缆替代，为了保证供电的可靠性需要对输电电缆进行定期的绝缘状态检测。输电电缆的绝缘状态检测技术包括耐压测试、局部放电测试、介质损耗角正切测试等。局部放电测试是一种无损检测方法，该方法目前已经在配电电缆绝缘状态检测领域得到了广泛的应用。振荡波局部放电检测技术是一种常用的电缆局放检测技术，其具有测试灵敏度高、电源功率小、工频等效性好等特点。

在振荡波局部放电检测技术中，高电压等级的振荡波电压发生器是振荡波局放检测的基础，目前常用的振荡波电压发生器包括高压直流电源、高压开关、高压电抗器。

然而独立的高压直流电源、高压开关与高压电抗器往往尺寸与重量较大，这为现场检测造成了一定的困难。

发明内容

基于此，有必要提供一种解决高压直流电源、高压开关及高压电抗器的尺寸与重量较大问题的振荡波电压发生装置及系统。

一种振荡波电压发生装置，包括：电源转换模块，用于接收外接输入电压，并将所述外接输入电压转换成第一预设电压，所述电源转换模块输出的第一端用于与待测元件的第一端连接；电抗器模块，所述电抗器模块的第一端用于与所述待测元件的第二端连接；倍压开关模块，所述倍压开关模块的第一输入端和所述倍压开关模块的第二输入端分别与所述电源转换模块输出的两端连接，所述倍压开关模块的输出端与所述电抗器模块的第二端连接，用于将所述第一预设电压转化成第二预设电压以向所述待测元件充电，以及控制所述待测元件放电，所述电源转换模块、所述电抗器模块和所述倍压开关模块中的至少两个为一体化结构；其中，所述待测元件在放电过程中，所述待测元件与所述电抗器模块产生振荡波电压。

在其中一个实施例中，所述倍压开关模块包括：级联的N个倍压开关单元，第一级所述倍压开关单元输入的第一端与所述电源转换模块输出的第一端连接，第一级所述倍压开关单元输入的第二端分别与所述电源转换模块输出的第二端和所述待测元件的第一端连接，第M级所述倍压开关单元输入的第一端和第M-1级所述倍压开关单元的输出的第一端连接，第M级所述倍压开关单元输入的第二端和第M-1级所述倍压开关单元的输出的第二端连接，第N级所述倍压开关单元输出的第二端输出第二预设电压；其中，1＜M≤N，所述M和N均为正整数。

在其中一个实施例中，所述倍压开关单元包括：第一电容，所述第一电容的第一端作为所述倍压开关单元的第一输入端，所述第一电容的第二端作为所述倍压开关单元的第一输出端；第二电容，所述第二电容的第一端作为所述倍压开关单元的第二输入端，所述第二电容的第二端作为所述倍压开关单元的第二输出端；第一二极管，所述第一二极管的正端与所述第一电容的第一端连接，所述第一二极管的负端与所述第一电容的第二端连接；第二二极管，所述第二二极管的正端与所述第一电容的第二端连接，所述第二二极管的负端与所述第二电容的第二端连接；第一开关管子单元，所述第一开关管子单元的第一端与所述第二电容的第一端连接，所述第一开关管子单元的第二端与所述第一电容的第二端连接；第二开关管子单元，所述第二开关管子单元的第一端与所述第一电容的第二端连接，所述第二开关管子单元的第二端与所述第二电容的第二端；当所述第一开关管子单元导通时，所述第一开关管子单元导通电流流向与所述第一二极管正向导通时电流流向相反，当所述第二开关管子单元导通时，所述第二开关管子单元导通电流流向与所述第二二极管正向导通时电流流向相反。

在其中一个实施例中，所述第一开关管子单元和所述第二开关管子单元所述包括至少八个触发二极管，所述八个触发二极管依次串联，各个所述触发二极管并联均压电阻，所述均压电阻用于提供与所述均压电阻两端相同的电压至对应并联的触发二极管。

在其中一个实施例中，所述电源转换模块包括整流单元、逆变单元和变压单元：所述整流单元输入的两端用于接收外界输入电压，所述整流单元输出的两端分别与第五电容的两端连接，所述整流单元用于将所述外界输入电压转化成直流电压；所述逆变单元输入的两端分别与第五电容的两端连接，逆变单元输出的两端分别与变压单元输入的两端连接；所述逆变单元用于将所述整流单元输出的直流电压逆变成第三预设电压；所述变压单元输入的两端分别与所述逆变单元输出的两端连接，所述变压单元输出的两端作为所述电源转换模块输出的两端；所述变压单元用于将所述第三预设电压转化为所述第一预设电压输出至倍压开关模块。

在其中一个实施例中，所述整流单元包括：第三二极管，所述第三二极管的正端作为所述电源转换模块输入的第一端，所述第三二极管的负端作为所述电源转换模块输出的第一端；第四二极管，所述第四二极管的正端作为所述电源转换模块输入的第二端，所述第三二极管的负端与所述第三二极管的负端连接；第五二极管，所述第五二极管的正端与所述第三二极管的正端连接，所述第五二极管的负端作为所述电源转换模块输出的第二端；第六二极管，所述第六二极管的正端与所述第四二极管的正端连接，所述第六二极管的负端与所述第五二极管的负端连接。

在其中一个实施例中，所述逆变单元包括：第一开关管，所述第一开关管的第一端作为所述逆变单元输入的第一端，所述第一开关管的第二端作为所述逆变单元输出的第一端；第二开关管，所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的第一端连接，所述第二开关管的第二端作为所述逆变单元输出的第二端；第三开关管，所述第三开关管的第一端与所述第一开关管的第二端连接，所述第三开关管的第二端作为所述逆变单元输入的第二端；第四开关管，所述第四开关管的第一端与所述第二开关管的第二端连接，所述第四开关管的第二端与所述第三开关管的第二端连接。

在其中一个实施例中，所述电抗器模块至少包括一个电抗器单元，当所述电抗器单元为2以上自然数时，各个所述电抗器单元依次串联。

在其中一个实施例中，所述电抗器单元包括电抗器和电抗器底座；其中电抗器底座还包括倍压开关连接器和电抗器连接器，倍压开关连接器用于电抗器与倍压开关连接；当电抗器单元为多个时，各个所述电抗器单元通过电抗器连接器依次连接。

一种绝缘检测系统，包括如上述实施例中的振荡波电压发生装置。

上述输电电缆振荡波电压发生装置中电源转换模块包括电源转换模块、电抗器模块和别压开关模块，电源转换模块将市电220V电压转换成第一预设电压以向倍压开关模块提供电压，倍压开关模块将第一预设电压转化成第二预设电压，以向所述待测元件充电。其中，通过电源转化模块、电抗器模块和倍压开关模块中的的至少两个设置为一体化结构，为现场测试及装置的运输提供了方便。通过将倍压开关模块和电抗器模块单元化，根据现场测试环境分别选择倍压开关模块的单元数量和电抗器模块的单元数量，解决了电抗器模块和倍压开关模块体积和重量大的问题，为现场测试及装置的运输提供了方便。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一实施例的振荡波电压发生装置的结构示意图；

图2为一实施例的倍压开关模块的结构示意图；

图3为一实施例的倍压开关单元的结构示意图；

图4为一实施例的开关管子单元的结构示意图；

图5为一实施例的电源转换模块的结构示意图；

图6为一实施例的整流单元的结构示意图；

图7为一实施例的逆变单元的结构示意图；

图8为一实施例的电抗器单元的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。

本申请实施例涉及的振荡波电压发生装置可以应用到绝缘检测领域，特别是高压电缆的绝缘检测，振荡波电压发生装置还可以检测电抗器、电容是否存在局部放电。在对检测电缆进行绝缘检测时，高压直流电源、高压开关与电抗器设计尺寸和重量较大以获取更广的测量范围，在测量电压较低的电缆时，不利于搬运和不利于测量便利。

如图1所示，一实施例的振荡波电压发生装置包括电源转换模块110、电抗器模块120和倍压开关模块130。

电源转换模块110用于接收外接输入电压，并将所述外接输入电压转换成第一预设电压，所述电源转换模块输出的第一端用于与待测元件140的第一端连接；电抗器模块120至少包括一个电抗器单元，所述电抗器模块的第一端用于与所述待测元件的第二端连接；倍压开关模块130至少包括一个倍压开关单元，所述倍压开关模块130的第一输入端和所述倍压开关模块的第二输入端分别与所述电源转换模块110输出的两端连接，所述倍压开关模块130的输出端与所述电抗器模块120的第二端连接，用于将所述第一预设电压转化成第二预设电压以向所述待测元件140充电，以及控制所述待测元件140放电，所述电源转换模块110、所述电抗器模块120和所述倍压开关模块130中的至少两个为一体化结构；其中，所述待测元件140在放电过程中，所述待测元件140与所述电抗器模块120产生振荡波电压。

在本实施例中，电源转换模块110是对外部电压处理获得预设电压输出的模块，例如，电源转换模块110可以是指能够接收外部交流电压并将交流电压整流、逆变、变压转换成预设电压输出的模块。示例性的，电源转换模块110接收220V50Hz的交流电压并将220V50Hz的交流电压整流、逆变、变压获得第一预设电压。第一预设电压用于输出至倍压开关模块以向倍压开关模块输入的两端输入电压，第一预设电压为高频交流电压，示例性的，第一预设电压可以是输出电压峰值为30kV频率为10kHz的电压。电抗器模块120是指本身呈现电感特性并能够与容性元件进行LC振荡的模块，电抗器模块120包括至少一个电抗期器单元，电抗器单元包括电抗器，电抗器单元的电抗器具体可以为空心电抗器；具体的电抗器模块120可以是绝缘，不存在局部放电的电抗器模块。倍压开关模块130是交流电压转化为直流电压并提升电压的开关模块，例如，倍压开关模块130是将第一预设电压转化为第二预设电压输出至电抗器模块120的的模块，其中第二预设电压根据检测元件的检测条件确定，第二预设电压为直流高压，当检测元件为110kV的电缆时，第二预设电压为110kV的直流电压。第二预设电压通过设置电抗器模块120的电抗器单元数量来设置。待测元件140是具有电容特性的元件，例如待测元件140可以是高压电缆。所述电源转换模块100、所述电抗器模块120和所述倍压开关模块130中的至少两个为一体化结构是电源转换模块100、电抗器模块120和倍压开关模块130中至少两个可以组成一个整体实现震荡波发生装置的部分或全部功能，以检测待测元件140是否存在局部放电，其中倍压开关模块130中的倍压开关单元和电抗器模块120的电抗器单元的数量根据实际情况调整。

具体的，电源转换模块接收外部的交流电压，电源转换模块将交流电压整流、逆变和变压转化成第一预设电压并输出至倍压开关模块输入的两端，倍压开关模块将第一预设电压转化成第二预设电压输出至电抗器模块，倍压开关模块中的开关器件断开时，倍压开关模块向电抗器模块和待测元件提供第二预设电压，电抗器模块和待测元件充电；当电抗器模块和待测元件冲满电后，倍压开关模块中的开关器件导通，电抗器模块和待测元件中电压产生振荡。

本申请实施例涉及的振荡波电压发生装置根据现场实际情况对倍压开关模块的单元数量和电抗器模块的单元数量进行选择，当对电压较低的电缆进行绝缘检测时，例如110kV的电缆，本申请实施例涉及的振荡波电压发生装置中的倍压开关模块的单元数量为3，以及电抗器模块的单元数量为3，电源转换模块、倍压开关模块和电抗器模块中的至少两个可以为一体化结构；当对电压较高的电缆进行绝缘检测时，例如220kV的电缆，本申请实施例涉及的振荡波电压发生装置中的倍压开关模块的单元数量为6，以及电抗器模块的单元数量为6，电源转换模块、倍压开关模块和电抗器模块中的至少两个可以为一体化结构。

可以理解的是，上述电源转换模块、倍压开关模块和电抗器模块与待测元件产生震荡波电压的过程中，倍压开关模块和电抗器模块根据待测元件确定倍压开关单元的数量和电抗器单元的数量，达到了根据现场待测元件调整倍压开关模块和电抗器模块的体积和重量的效果，降低现场检测的难度。

如图2所示，在一个实施例中，倍压开关模块130包括：级联的M个倍压开关单元210，第一级所述倍压开关单元210输入的第一端与所述电源转换模块输出的第一端连接，第一级所述倍压开关单元210输入的第二端分别与所述电源转换模块输出的第二端和所述待测元件的第一端连接，第M级所述倍压开关单元210输入的第一端和第M-1级所述倍压开关单元210的输出的第一端连接，第M级所述倍压开关单元210输入的第二端和第M-1级所述倍压开关单元210的输出的第二端连接，第N级所述倍压开关单元210输出的第二端与所述电抗器模块的第二端连接，第N级所述倍压开关单元210输出的第二端输出第二预设电压；其中，1＜M≤N，所述M和N均为正整数。

其中，倍压开关单元210的数量与第二预设电压正相关，例如，通过单个倍压单元可将电压提升60kV，理想状态下，倍压开关单元输出的第二预设电压的倍数与倍压开关单元210的数量成正比，但在实际情况下，倍压开关单元输出第二预设电压带负载的能力差，会造成第二预设电压下降，在带动负载时输出第二预设电压则需要更多的倍压开关单元，示例性的，设置第二预设电压对110kV的电缆作绝缘检测时，理想状态下需要倍压开关单元数量为2，实际情况下，电缆和电抗器模块存在内阻，使倍压开关模块输出的第二预设电压下降，则需要倍压单元的数量为3，最大输出电压为180kV；设置第二预设电压对220kV的电缆作绝缘检测时，理想状态下需要倍压开关单元数量为4，实际情况下，电缆和电抗器模块存在内阻，使倍压开关模块输出的第二预设电压下降，则需要倍压单元的数量为6，最大输出电压为360kV。

可以理解的是通过在倍压开关模块130中设置M个级联的倍压开关单元210，实现倍压开关模块130将第一预设电压提升电压等级至第二预设电压。倍压开关单元210级联电流使直流电压提升难度降低。

如图3所示，在一个实施例中，所述倍压开关单元包括第一电容C1、第二电容C2、第一二极管D1、第二二极管D2、第一开关管子单元310和第二开关管子单元320。其中：

第一电容C1的第一端作为所述倍压开关单元的第一输入端，所述第一电容C1的第二端作为所述倍压开关单元的第一输出端；第二电容C2的第一端作为所述倍压开关单元的第二输入端，所述第二电容C2的第二端作为所述倍压开关单元的第二输出端；第一二极管D1的正端与所述第一电容C1的第一端连接，所述第一二极管D1的负端与所述第一电容C1的第二端连接；第二二极管D2的正端与所述第一电容C1的第二端连接，所述第二二极管D2的负端与所述第二电容C2的第二端连接；第一开关管子单元310的第一端与所述第二电容C2的第一端连接，所述第一开关管子单元310的第二端与所述第一电容C1的第二端连接；第二开关管子单元320的第一端与所述第一电容C1的第二端连接，所述第二开关管子单元320的第二端与所述第二电容C2的第二端；当所述第一开关管子单元310导通时，所述第一开关管子单元310导通电流流向与所述第一二极管D1正向导通时电流流向相反，当所述第二开关管子单元320导通时，所述第二开关管子单元320导通电流流向与所述第二二极管D2正向导通时电流流向相反。

在本实施例中，倍压开关单元中的第一开关管子单元310和第二开关管子单元320同时截止时，对应倍压开关单元实现提高电压倍数的功能；倍压开关单元中的第一开关管子单元310和第二开关管子单元320同时导通时，对应的倍压开关单元等效于导线；当M个级联的倍压开关单元中的第一开关管子单元310和第二开关管子单元320同时导通时，倍压开关模块相当于导线。

可以理解的是，当M个级联的控制倍压开关单元的第一开关管和第二开关管同时截止，倍压开关模块实现将第一预设电压转化为直流电压并提高直流电压的电压等级，当M个级联的控制倍压开关单元的第一开关管和第二开关管同时导通时，M个级联的控制倍压开关单元相当于导线使电抗器模块的第二端与待测元件的第一端连接。

在其中一个实施例中，所述第一开关管子单元和所述第二开关管子单元包括至少八个触发二极管，所述八个触发二极管依次串联，各个所述触发二极管并联均压电阻，所述均压电阻用于提供与所述均压电阻两端相同的电压至对应并联的触发二极管。

其中触发二极管为能够承受高压的开关器件，可选的，触发二极管可以是光触发二级管或电触发二极管。本实施例中使用的触发二极管为光触发二极管，如图4所示，均压电阻R1依次串联，各个均压电阻R1两端并联一个光触发二极管SCR1。光触发二极管SCR1的耐受电压为7.5kV，最大导通电流为200A。均压电阻R1的阻值大小为单个光触发二极管SCR1的反向最大耐压及该电压下的泄露电流之比，例如均压电阻R1的阻值大小可以是4MΩ。

可以理解的是，通过设置第一开关管子单元和所述第二开关管子单元包括至少八个触发二极管，所述八个触发二极管依次串联，使第一开关管子单元和所述第二开关管子单元能耐受更高的电压，以满足被压开关模块将直流电压等级提高。使用光触发二极管SCR1，光触发电路简单，触发信号为光信号，无需单独做电触发电路的驱动电路电压隔离。

如图5所示，在一个实施例中，所述电源转换模块110包括整流单元111、逆变单元112和变压单元113：所述整流单元111输入的两端用于接收外界输入电压，所述整流单元111输出的两端分别与第五电容C5的两端连接，所述整流单元111用于将所述外界输入电压转化成直流电压；所述逆变单元112输入的两端分别与第五电容C5的两端连接，逆变单元112输出的两端分别与变压单元113输入的两端连接；所述逆变单元112用于将所述整流单元111输出的直流电压逆变成第三预设电压；所述变压单元113输入的两端分别与所述逆变单元112输出的两端连接，所述变压单元113输出的两端作为所述电源转换模块110输出的两端；所述变压单元113用于将所述第三预设电压转化为所述第一预设电压输出至倍压开关模块。

其中，整流单元111是用于将交流电压转化为直流电压的单元，包括全桥整流和半桥整流，根据实际情况选择，本实施例中的整流单元111可以选择全桥整流选择的整流单元111最大连续导通电流为100A，最大返向耐受电压1200V的整流桥。第五电容C5为稳压电容，用于稳定整流单元111的输出电压，输出的电压可以是310V的直流电压。具体的第五电容C5为3300uF，耐压500V的铝电解电容。逆变单元112是用于将直流电压转化为交流电压的单元，具体的逆变单元112将整流单元111输出的直流电压逆变为第三预设电压，其中，第三预设电压为高频交流电压，具体的高频交流电压可以是10kHz的电压。逆变单元112具体可以包括两个逆变半桥，逆变半桥的导通电流为300A，逆变半桥的最大返向耐受电压为1700V。变压单元113为高频变压器，具体的高频变压器的变比为310:30000，高频变压器将逆变单元112输出的第三预设电压提升至30kV。电源转换模块110的输出部分为两个可插拔式连接装置，可直接与倍压开关模块连接。

可以理解的是，通过电源转换模块110将220V50Hz的市电整流、逆变、变压输出第一预设电压至倍压开关模块输入的两端，从测试现场的交流电压中获得直流高压，避免直接使用直流电源，方便现场检测。

如图6所示，在一个实施例中，所述整流单元包括：第三二极管D3的正端作为所述电源转换模块输入的第一端，所述第三二极管D3的负端作为所述电源转换模块输出的第一端；第四二极管D4的正端作为所述电源转换模块输入的第二端，所述第三二极管D3的负端与所述第三二极管D3的负端连接；第五二极管D5的正端与所述第三二极管D3的正端连接，所述第五二极管D5的负端作为所述电源转换模块输出的第二端；第六二极管D6的正端与所述第四二极管D4的正端连接，所述第六二极管D6的负端与所述第五二极管D5的负端连接。其中，整流单元为全桥整流，第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5和第六二极管D6为整流二极管。可以理解的是，整流单元采用全桥整流使整流单元能承受更大的反向电压或电流，对第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5和第六二极管D6的规格要求低。

如图7所示，在一个实施例中，所述逆变单元包括：第一开关管Q1，所述第一开关管Q1的第一端作为所述逆变单元输入的第一端，所述第一开关管Q1的第二端作为所述逆变单元输出的第一端；第二开关管Q2，所述第二开关管Q2的第一端与所述第一开关管Q1的第一端连接，所述第二开关管Q2的第二端作为所述逆变单元输出的第二端；第三开关管Q3，所述第三开关管Q3的第一端与所述第一开关管Q1的第二端连接，所述第三开关管Q3的第二端作为所述逆变单元输入的第二端；第四开关管Q4，所述第四开关管Q4的第一端与所述第二开关管Q2的第二端连接，所述第四开关管Q4的第二端与所述第三开关管Q3的第二端连接。

其中，逆变单元为全桥逆变电路结构，第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4为可控的开关管，具体可以是IGBT，MOS.可以理解的是，通过逆变单元将直流电压逆变为高频的方波电压。

如图8所示，在一个实施例中，上述任一实施例中的振荡波电压发生装置，当所述电抗器单元810为多个时，各个所述电抗器单元810依次串联。

其中，电抗器单元810中的电抗器L1的最高耐受电压为60kV，电抗器单元810中的电抗器L1的电抗值为1H，电抗器单元810的内阻为25Ω。可以理解的是，根据现场检测的检测元件的检测要求选择电抗器模块中的电抗器单元810的数量。

在一个实施例中，所述电抗器单元包括电抗器和电抗器底座；其中电抗器底座还包括倍压开关连接器和电抗器连接器，倍压开关连接器用于电抗器与倍压开关连接；当电抗器单元为多个时，各个所述电抗器单元通过电抗器连接器依次连接。

其中，电抗器为空心电抗器，以保证电抗器本身不发生磁路饱和。电抗器底座使电抗器模块对地绝缘。倍压开关连接器用于使倍压开关模块和电抗器模块连接。电抗器连接器为在电抗器的上下两侧的卡扣，通过电抗器连接器可以将两个电抗器单元固定。可以理解的是电抗器单元设置电抗器底座方便电抗器模块和倍压开关模块一体化结构连接，从而方便对待测元件绝缘检测。

一种绝缘检测系统，包括上述任一实施例中所述的振荡波电压发生装置。

绝缘检测系统用于检测待测元件是否绝缘。示例性的，检测元件为110kV的电缆，当绝缘检测系统检测110kV的电缆是否绝缘时，通过振荡波电压发生装置的电源转换模块外界交流电压整流、逆变、升压输出至倍压开关模块，通过倍压开关模块将从电源转换模块输出的电压进行转化为直流高压。当倍压开关模块中的第一开关管子单元和第二开关管子单元同时截止时，倍压开关模块对110kV的电缆充电，当倍压开关模块中的第一开关管子单元和第二开关管子单元同时导通时，110kV的电缆和电抗器模块发生LC振荡，绝缘检测系统获取110kV的电缆两端的电压波形，在同等环境下比对绝缘良好的110kV的电缆的波形，根据待测电缆的振荡波波形和绝缘良好的绝缘电缆的波形的差异来判断待测电缆是否存在局部放电。

可选的，绝缘检测系统还包括示波器，通过示波器可以显示待测元件的振荡波波形，从而通过示波器显示的振荡波波形确定待测元件的绝缘是否正常。

本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述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 (10)

1.一种振荡波电压发生装置，其特征在于，包括：

电源转换模块，用于接收外接输入电压，并将所述外接输入电压转换成第一预设电压，所述电源转换模块输出的第一端用于与待测元件的第一端连接；

电抗器模块，至少包括一个电抗器单元，所述电抗器模块的第一端用于与所述待测元件的第二端连接；

倍压开关模块，包括多个级联的倍压开关单元，所述倍压开关模块的第一输入端和所述倍压开关模块的第二输入端分别与所述电源转换模块输出的两端连接，所述倍压开关模块的输出端与所述电抗器模块的第二端连接，用于将所述第一预设电压转化成第二预设电压以向所述待测元件充电，以及控制所述待测元件放电，所述电源转换模块、所述电抗器模块和所述倍压开关模块中的至少两个为一体化结构；

其中，所述待测元件在放电过程中，所述待测元件与所述电抗器模块产生振荡波电压；

所述倍压开关单元包括第一开关管子单元和第二开关管子单元，当多个级联的所述倍压开关单元的所述第一开关管子单元和所述第二开关管子单元同时截止，所述倍压开关模块将所述第一预设电压转化成第二预设电压以向所述待测元件充电，当多个级联的所述倍压开关单元的所述第一开关管子单元和所述第二开关管子单元同时导通，所述倍压开关模块控制所述待测元件放电。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述倍压开关模块包括：级联的N个倍压开关单元，第一级所述倍压开关单元输入的第一端与所述电源转换模块输出的第一端连接，第一级所述倍压开关单元输入的第二端分别与所述电源转换模块输出的第二端和所述待测元件的第一端连接，第M级所述倍压开关单元输入的第一端和第M-1级所述倍压开关单元的输出的第一端连接，第M级所述倍压开关单元输入的第二端和第M-1级所述倍压开关单元的输出的第二端连接，第N级所述倍压开关单元输出的第二端与所述电抗器模块的第二端连接，第N级所述倍压开关单元输出的第二端输出第二预设电压；其中，1＜M≤N，M和N均为正整数。

3.根据权利要求2所述的振荡波电压发生装置，其特征在于，所述倍压开关单元包括：

第一电容，所述第一电容的第一端作为所述倍压开关单元的第一输入端，所述第一电容的第二端作为所述倍压开关单元的第一输出端；

第二电容，所述第二电容的第一端作为所述倍压开关单元的第二输入端，所述第二电容的第二端作为所述倍压开关单元的第二输出端；

第一二极管，所述第一二极管的正端与所述第一电容的第一端连接，所述第一二极管的负端与所述第一电容的第二端连接；

第二二极管，所述第二二极管的正端与所述第一电容的第二端连接，所述第二二极管的负端与所述第二电容的第二端连接；

第一开关管子单元，所述第一开关管子单元的第一端与所述第二电容的第一端连接，所述第一开关管子单元的第二端与所述第一电容的第二端连接；

第二开关管子单元，所述第二开关管子单元的第一端与所述第一电容的第二端连接，所述第二开关管子单元的第二端与所述第二电容的第二端；当所述第一开关管子单元导通时，所述第一开关管子单元导通电流流向与所述第一二极管正向导通时电流流向相反，当所述第二开关管子单元导通时，所述第二开关管子单元导通电流流向与所述第二二极管正向导通时电流流向相反。

4.根据权利要求3所述的振荡波电压发生装置，其特征在于，所述第一开关管子单元和所述第二开关管子单元包括至少八个触发二极管，所述至少八个触发二极管依次串联，各个所述触发二极管并联均压电阻，所述均压电阻用于提供与所述均压电阻两端相同的电压至对应并联的触发二极管。

5.根据权利要求1所述的振荡波电压发生装置，其特征在于，所述电源转换模块包括整流单元、逆变单元和变压单元：

所述整流单元输入的两端用于接收外界输入电压，所述整流单元输出的两端分别与第五电容的两端连接，所述整流单元用于将所述外界输入电压转化成直流电压；

所述逆变单元输入的两端分别与第五电容的两端连接，逆变单元输出的两端分别与变压单元输入的两端连接；所述逆变单元用于将所述整流单元输出的直流电压逆变成第三预设电压；

所述变压单元输入的两端分别与所述逆变单元输出的两端连接，所述变压单元输出的两端作为所述电源转换模块输出的两端；所述变压单元用于将所述第三预设电压转化为所述第一预设电压输出至倍压开关模块。

6.根据权利要求5所述的振荡波电压发生装置，其特征在于，所述整流单元包括：

第三二极管，所述第三二极管的正端作为所述电源转换模块输入的第一端，所述第三二极管的负端作为所述电源转换模块输出的第一端；

第四二极管，所述第四二极管的正端作为所述电源转换模块输入的第二端，所述第三二极管的负端与所述第三二极管的负端连接；

第五二极管，所述第五二极管的正端与所述第三二极管的正端连接，所述第五二极管的负端作为所述电源转换模块输出的第二端；

第六二极管，所述第六二极管的正端与所述第四二极管的正端连接，所述第六二极管的负端与所述第五二极管的负端连接。

7.根据权利要求5所述的振荡波电压发生装置，其特征在于，所述逆变单元包括：

第一开关管，所述第一开关管的第一端作为所述逆变单元输入的第一端，所述第一开关管的第二端作为所述逆变单元输出的第一端；

第二开关管，所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的第一端连接，所述第二开关管的第二端作为所述逆变单元输出的第二端；

第三开关管，所述第三开关管的第一端与所述第一开关管的第二端连接，所述第三开关管的第二端作为所述逆变单元输入的第二端；

第四开关管，所述第四开关管的第一端与所述第二开关管的第二端连接，所述第四开关管的第二端与所述第三开关管的第二端连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的振荡波电压发生装置，其特征在于，当所述电抗器单元为2以上自然数时，各个所述电抗器单元依次串联。

9.根据权利要求8所述的振荡波电压发生装置，其特征在于，所述电抗器单元包括电抗器和电抗器底座；其中电抗器底座还包括倍压开关连接器和电抗器连接器，倍压开关连接器用于电抗器与倍压开关连接；当电抗器单元为多个时，各个所述电抗器单元通过电抗器连接器依次连接。

10.一种绝缘检测系统，包括如权利要求1-9任一项所述的振荡波电压发生装置。

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