CN209086372U - 一种检测35kV及以下电缆振荡波局部放电测量仪性能的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种检测35kV及以下电缆振荡波局部放电测量仪性能的系统，包括：主控单元，用于发出控制指令；用于对测量回路获取的响应信号进行分析处理，获取振荡波局部放电测量仪对应的性能检测数据并发送至存储单元；指令处理单元，用于根据所述控制指令设定实验参数并选择实验电路；检测单元，用于根据设定的实验参数和选择的实验电路对振荡波局部放电测量仪对应的性能进行检测；测量回路，用于获取振荡波局部放电测量仪对应的性能检测的响应信号；存储单元，用于存储所述性能检测数据。本实用新型能够可在计算机控制下完成关键项目的自动化、标准化检测，降低了检测过程中人员、设备等不确定因素的影响，提高了检测效率及准确度。

Description

一种检测35kV及以下电缆振荡波局部放电测量仪性能的系统

技术领域

本实用新型涉及输变电设备技术领域，并且更具体地，涉及一种检测35kV及以下电缆振荡波局部放电测量仪性能的系统。

背景技术

近年来，振荡波局部放电测量仪在35kV及以下电压等级电缆的局部放电测量的应用日趋深入，暴露出一些亟待解决的问题。

(1)仪器性能缺乏统一的规范化要求

目前，国内外市场上销售的振荡波局部放电测量仪由于缺乏有效的性能检测方法，没有建立起统一的性能检测体系，各厂家提供的仪器性能良莠不齐，一些功能方面存在严重缺陷的产品流入市场，对使用单位造成了人力、物力方面的严重浪费。

(2)测量结果的准确性缺乏评判依据

目前，由于缺少有效的性能检测系统对振荡波局部放电测量仪的检测准确性进行评判，导致一些关键测试指标的准确性偏低、各厂家设备对一些关键指标的设计制造水平不一致，导致使用单位在实际应用过程中对潜在性电缆绝缘缺陷的评估结果出现偏差。

因此，需要一种检测35kV及以下电缆振荡波局部放电测量仪性能的系统，以对振荡波局部放电测量仪的性能进行检测。

发明内容

本实用新型提出一种检测35kV及以下电缆振荡波局部放电测量仪性能的系统，以解决如何对振荡波局部放电测量仪的性能进行检测的问题。

为了解决上述问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种检测35kV及以下电缆振荡波局部放电测量仪性能的系统，其特征在于，所述系统包括：

主控单元，分别与存储单元和指令处理单元的输入端以及回路测量单元的输出端相连接，用于发出控制指令至指令处理单元；用于对测量回路获取的响应信号进行分析处理，获取所述振荡波局部放电测量仪对应的性能检测数据，并将所述性能检测数据发送至存储单元；

指令处理单元，与检测单元的输入端相连接，用于接收所述控制指令，并根据所述控制指令设定实验参数并选择实验电路；

检测单元，与测量回路的输入端相连接，用于根据设定的实验参数和选择的实验电路对振荡波局部放电测量仪对应的性能进行检测；

测量回路，用于获取振荡波局部放电测量仪对应的性能检测的响应信号，并发送至所述主控单元；

存储单元，用于存储所述性能检测数据。

优选地，其中所述检测单元包括：局部放电测量特性检测模块、局部放电定位特性检测模块和振荡电压波特性检测模块。

优选地，其中所述局部放电测量特性检测模块，对振荡波局部放电测量仪的局部放电测量特性进行检测，包括：

局部放电测量频带检测子模块，用于向振荡波局部放电测量仪注入预设频率范围的正弦扫频信号，读取所述振荡波局部放电测量仪在各频点的响应信号的幅频特性曲线，并计算所述幅频特性曲线的6dB带宽作为所述振荡波局部放电测量仪的局部放电测量频带；其中，所述正弦扫频信号需包含100kHz-10MHz的频率范围；

测量灵敏度检测子模块，用于在所述振荡波局部放电测量仪的高压输出端及接地端之间并联接入预设长度阈值的电缆，用标准校准器在电容器两端注入预设数量的电荷，在预设电压等级的振荡电压波作用下测量所述振荡波局部放电测量仪的局部放电背景信号，并确定所述局部放电背景信号幅值的预设倍数作为测量灵敏度。

优选地，其中所述局部放电定位特性检测模块，对振荡波局部放电测量仪的局部放电定位特性进行检测，包括：

局部放电定位准确度检测子模块，用于设置典型绝缘缺陷模型作为定位对象，利用所述振荡波局部放电测量仪对预设缺陷产生的局部放电信号进行检测并定位计算，将定位计算误差与预设误差阈值进行比较，以确定局部放电定位准确度；

局部放电有效定位长度检测子模块，用于利用所述振荡波局部放电测量仪检测在电缆测试端注入的模拟局放信号的入射脉冲及反射脉冲并进行定位计算，根据所述振荡波局部放电测量仪的定位结果确定局部放电有效定位长度是否满足要求；

定位盲区检测子模块，用于选取长度与定位盲区一致的电缆接入所述振荡波局部放电测量仪的高压输出端，并利用所述振荡波局部放电测量仪观察在电缆测试端注入的局部放电模拟信号的入射脉冲和反射脉冲是否发生时域混叠，以确定定位盲区是否满足要求。

优选地，其中所述振荡电压波特性检测模块，对振荡波局部放电测量仪的振荡电压波特性进行检测，包括：

直流充电速度检测子模块，用于以预设电容量的脉冲电容器作为负载，测算所述振荡局部放电测量仪从零电位升压至最高试验电压的时间，计算直流充电速度，以对直流充电速度进行检测；

阻尼振荡衰减率检测子模块，用于以预设电容量的脉冲电容器作为负载，通过外接的标准阻容分压器测量阻尼振荡电压波，计算振荡波幅值与振荡周期之间的关系，计算振荡波幅值的衰减率，以对阻尼振荡衰减率进行检测；

连续振荡次数检测子模块，用于以预设电容量的脉冲电容器作为负载，通过外接的标准阻容分压器测量阻尼振荡电压波，在规定的振荡次数内，判断分压器测量到的阻尼振荡电压波波形特征是否正常且一致，以对连续振荡次数进行检测。

优选地，其中所述系统还包括：

采集单元，分别与检测单元的输出端和主控单元的输入端相连接，用于对所述响应信号进行模数转换后发送至所述主控单元。

本实用新型提供了一种检测35kV及以下电缆振荡波局部放电测量仪性能的系统，包括：主控单元分别与存储单元和指令处理单元的输入端以及回路测量单元的输出端相连接；指令处理单元与检测单元的输入端相连接；检测单元与测量回路的输入端相连接；实现了包括：局部放电测量特性、局部放电定位特性及振荡电压波特性在内的3大类的检测，可用于振荡波局部放电测量仪的入网检测、型式试验及到货抽检，能够规范振荡波局部放电测量仪的性能检测工作，为购置此类仪器的业主单位进行有效的技术把关；并且本实用新型能够在计算机控制下完成关键项目的自动化、标准化检测，降低了检测过程中人员、设备等不确定因素的影响，提高了检测效率及准确度。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本实用新型的示例性实施方式：

图1为根据本实用新型实施方式的检测35kV及以下电缆振荡波局部放电测量仪性能的系统100的结构示意图；

图2为根据本实用新型实施方式的检测系统的功能示意图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本实用新型的示例性实施方式，然而，本实用新型可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本实用新型，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本实用新型的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本实用新型的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1为根据本实用新型实施方式的检测35kV及以下电缆振荡波局部放电测量仪性能的系统100的结构示意图。本实用新型的实施方式提供的检测35kV及以下电缆振荡波局部放电测量仪性能的系统，包括：主控单元分别与存储单元和指令处理单元的输入端以及回路测量单元的输出端相连接；指令处理单元与检测单元的输入端相连接；检测单元与测量回路的输入端相连接；实现了包括：局部放电测量特性、局部放电定位特性及振荡电压波特性在内的3大类的检测，可用于振荡波局部放电测量仪的入网检测、型式试验及到货抽检，能够规范振荡波局部放电测量仪的性能检测工作，为购置此类仪器的业主单位进行有效的技术把关；并且本实用新型能够在计算机控制下完成关键项目的自动化、标准化检测，降低了检测过程中人员、设备等不确定因素的影响，提高了检测效率及准确度。

本实用新型的实施方式提供的检测35kV及以下电缆振荡波局部放电测量仪性能的系统100包括：主控单元101、指令处理单元102、检测单元103、测量回路104和存储单元105。优选地，所述主控单元101，分别与存储单元和指令处理单元的输入端以及回路测量单元的输出端相连接，用于发出控制指令至指令处理单元；用于对测量回路获取的响应信号进行分析处理，获取所述振荡波局部放电测量仪对应的性能检测数据，并将所述性能检测数据发送至存储单元。

优选地，所述指令处理单元102，与检测单元的输入端相连接，用于接收所述控制指令，并根据所述控制指令设定实验参数并选择实验电路。

优选地，所述检测单元103，与测量回路的输入端相连接，用于根据设定的实验参数和选择的实验电路对振荡波局部放电测量仪对应的性能进行检测。优选地，其中所述检测单元103包括：局部放电测量特性检测模块1031、局部放电定位特性检测模块1032和振荡电压波特性检测模块1033。

优选地，其中所述局部放电测量特性检测模块1031，对振荡波局部放电测量仪的局部放电测量特性进行检测，包括：局部放电测量频带检测子模块10311和测量灵敏度检测子模块10312。

优选地，所述局部放电测量频带检测子模块10311，用于向振荡波局部放电测量仪注入预设频率范围的正弦扫频信号，读取所述振荡波局部放电测量仪在各频点的响应信号的幅频特性曲线，并计算所述幅频特性曲线的6dB带宽作为所述振荡波局部放电测量仪的局部放电测量频带。

优选地，所述测量灵敏度检测子模块10312，用于在所述振荡波局部放电测量仪的高压输出端及接地端之间并联接入预设长度阈值的电缆，用标准校准器在电容器两端注入预设数量的电荷，在预设电压等级的振荡电压波作用下测量所述振荡波局部放电测量仪的局部放电背景信号，并确定所述局部放电背景信号幅值的预设倍数作为测量灵敏度。

优选地，其中所述局部放电定位特性检测模块1032，对振荡波局部放电测量仪的局部放电定位特性进行检测，包括：局部放电定位准确度检测子模块10321、局部放电有效定位长度检测子模块10322和位盲区检测子模块10323。

优选地，所述局部放电定位准确度检测子模块10321，用于设置典型绝缘缺陷模型作为定位对象，利用所述振荡波局部放电测量仪对预设缺陷产生的局部放电信号进行检测并定位计算，将定位计算误差与预设误差阈值进行比较，以确定局部放电定位准确度。

优选地，所述局部放电有效定位长度检测子模块10322，用于利用所述振荡波局部放电测量仪检测在电缆测试端注入的模拟局放信号的入射脉冲及反射脉冲并进行定位计算，根据所述振荡波局部放电测量仪的定位结果确定局部放电有效定位长度是否满足要求。

优选地，所述定位盲区检测子模块10323，用于选取长度与定位盲区一致的电缆接入所述振荡波局部放电测量仪的高压输出端，并利用所述振荡波局部放电测量仪观察在电缆测试端注入的局部放电模拟信号的入射脉冲和反射脉冲是否发生时域混叠，以确定定位盲区是否满足要求。

优选地，其中所述振荡电压波特性检测模块1033，对振荡波局部放电测量仪的振荡电压波特性进行检测，包括：直流充电速度检测子模块10331、阻尼振荡衰减率检测子模块10332和连续振荡次数检测子模块10333。

优选地，所述直流充电速度检测子模块10331，用于以预设电容量的脉冲电容器作为负载，测算所述振荡局部放电测量仪从零电位升压至最高试验电压的时间，计算直流充电速度，以对直流充电速度进行检测。

优选地，所述阻尼振荡衰减率检测子模块10332，用于以预设电容量的脉冲电容器作为负载，通过外接的标准阻容分压器测量阻尼振荡电压波，计算振荡波幅值与振荡周期之间的关系，计算振荡波幅值的衰减率，以对阻尼振荡衰减率进行检测。

优选地，所述连续振荡次数检测子模块10333，用于以预设电容量的脉冲电容器作为负载，通过外接的标准阻容分压器测量阻尼振荡电压波，在规定的振荡次数内，判断分压器测量到的阻尼振荡电压波波形特征是否正常且一致，以对连续振荡次数进行检测。

优选地，所述测量回路104，用于获取振荡波局部放电测量仪对应的性能检测的响应信号，并发送至所述主控单元。

优选地，所述存储单元105，用于存储所述性能检测数据。

优选地，其中所述系统还包括：采集单元，分别与检测单元的输出端和主控单元的输入端相连接，用于对所述响应信号进行模数转换后发送至所述主控单元。

在本实用新型的实施方式中，性能检测系统由强电及弱电两部分组成，其中强电部分包括具有一定长度的YJV-8.7/15KV-1*240MM2电缆、包括不同容量电容器的电容器组、高压电源系统、谐振电抗器等核心组件；弱电部分由嵌入式工控系统、模块化功能测试电路、数据采集模块、预装软件等核心部分组成。

图2为根据本实用新型实施方式的检测系统的功能示意图。如图2所示，嵌入式工控系统(主控单元)中预装定制化测控软件，能够实现控制信号的生成、上传数据的分类保存等功能。工作方式为：在实际检测时，嵌入式工控系统输出指令至控制指令发出模块(指令处理单元)，该模块输出两路控制信号，其中一路是电路选择指令，另一路是参数设定指令，电路选择指令输入程控式多路开关，可以实现3套硬件电路(局部放电测量特性检测模块、局部放电定位特性检测模块和振荡电压波特性检测模块)及扩展功能模块的程控选取及切换；参数设定指令可针对每种硬件电路的工作参数进行自定义设置，各硬件电路均具备远程控制信号的响应能力，能够在参数设定指令的要求下自动调节输出信号的参数。上述信号发生电路通过标准接口与各检测项目对应的测量回路快速连接。测量回路的响应信号输入至采集系统(采集单元)，采集系统完成A/D转换后将数据上传至嵌入式工控系统，最后使用预装的分析软件对上传数据进行汇总分析，给出各类测试项目的检测结果，完成振荡波局部放电测量仪的性能检测，并将检测结果存储至存储单元。

在本实用新型的实施方式中，35kV及以下电压等级振荡波局部放电测量仪性能检测方法主要包括局部放电测量特性、局部放电定位特性、振荡电压波形特性三大类检测内容，其中局部放电测量特性检测包括：局部放电测量频带和局部放电测量灵敏度两项关键检测内容；局部放电定位特性检测包括：局部放电源定位误差、能够有效定位的电缆长度、局部放电源定位盲区三项关键检测内容；振荡电压波特性检测包括：直流充电速度、阻尼振荡电压衰减率、连续振荡次数三项关键检测内容。

局部放电测量频带检测，包括：向被测的振荡波局部放电测量仪注入一定频率范围的正弦扫频信号，扫频信号需包含100kHz～10MHz的频率范围。读取被测仪器在各频点响应信号的波形，绘制被测仪器的幅频特性曲线，计算幅频特性曲线的6dB带宽，以此作为被测仪器的局部放电测量频带。

局部放电测量灵敏度检测，包括：实验室条件下，在被测仪器高压输出端及接地端之间并联接入一定长度的10kV电缆，用标准校准器在电容器两端注入一定量的电荷，完成被测仪器的局部放电量校准。在特定电压等级的振荡电压波作用下测量局部放电背景信号，背景信号幅值的2倍即为系统可测的最小放电量即测量灵敏度。

局部放电定位误差检测，包括：在实验室条件下，在长度不小于400米的10kV的指定位置处设置典型绝缘缺陷模型作为定位对象，使用被测振荡波局部放电测量仪对预设缺陷产生的局部放电信号进行检测并定位计算，将定位计算误差与误差限值进行比较，完成对被测仪器局部放电定位准确度的评判。

局部放电有效定位长度检测，包括：在长度与有效定位长度一致的电缆测试端注入一定放电量的模拟局放信号，通过被测振荡波局部放电测量仪检测模拟局放信号入射脉冲及反射脉冲并进行定位计算，如果被测仪器能够有效检测到入射及反射脉冲且在合理波速设定下定位结果显示在测试端位置，则被测仪器的局部放电有效定位长度满足要求；其中，电缆型号为YJV-8.7/15KV-1*240MM2。

局部放电定位盲区检测，包括：选取长度与定位盲区一致的10kV电缆接入振荡波局部放电测量仪的高压输出端，在测试端注入一定放电量的局部放电模拟信号并通过被测仪器进行测量，观察模拟信号的入射脉冲和反射脉冲是否发生时域混叠，若未发生时域混叠则表明被测仪器的定位盲区满足要求。

直流充电速度检测，包括：以一定电容量的脉冲电容器作为负载进行振荡波试验，测算被测仪器从零电位升压至最高试验电压的时间，计算出被测仪器的直流充电速度。

阻尼振荡衰减率检测，包括：以一定电容量的脉冲电容器作为负载进行振荡波试验，通过外接的标准阻容分压器测量阻尼振荡电压波，计算振荡波幅值与振荡周期之间的关系，由此计算振荡波幅值的衰减率。在该试验中，振荡波幅值衰减率与负载电容量及振荡起始电压均有关系，因此在研究过程中应合理选取负载电容量及振荡电压波的起始电压。

连续振荡次数检测，包括：以一定电容量的脉冲电容器作为负载进行特定电压下的振荡波试验，通过外接的标准阻容分压器测量阻尼振荡电压波，在规定的振荡次数内，若分压器测量到的阻尼振荡电压波波形特征正常且一致，则试验通过。

已经通过参考少量实施方式描述了本实用新型。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本实用新型以上公开的其他的实施例等同地落在本实用新型的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

Claims (6)

1.一种检测35kV及以下电缆振荡波局部放电测量仪性能的系统，其特征在于，所述系统包括：

主控单元，分别与存储单元和指令处理单元的输入端以及回路测量单元的输出端相连接，用于发出控制指令至指令处理单元；用于对测量回路获取的响应信号进行分析处理，获取所述振荡波局部放电测量仪对应的性能检测数据，并将所述性能检测数据发送至存储单元；

指令处理单元，与检测单元的输入端相连接，用于接收所述控制指令，并根据所述控制指令设定实验参数并选择实验电路；

检测单元，与测量回路的输入端相连接，用于根据设定的实验参数和选择的实验电路对振荡波局部放电测量仪对应的性能进行检测；

测量回路，用于获取振荡波局部放电测量仪对应的性能检测的响应信号，并发送至所述主控单元；

存储单元，用于存储所述性能检测数据。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述检测单元包括：局部放电测量特性检测模块、局部放电定位特性检测模块和振荡电压波特性检测模块。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述局部放电测量特性检测模块，对振荡波局部放电测量仪的局部放电测量特性进行检测，包括：

局部放电测量频带检测子模块，用于向振荡波局部放电测量仪注入预设频率范围的正弦扫频信号，读取所述振荡波局部放电测量仪在各频点的响应信号的幅频特性曲线，并计算所述幅频特性曲线的6dB带宽作为所述振荡波局部放电测量仪的局部放电测量频带；其中，所述正弦扫频信号需包含100kHz-10MHz的频率范围；

测量灵敏度检测子模块，用于在所述振荡波局部放电测量仪的高压输出端及接地端之间并联接入预设长度阈值的电缆，用标准校准器在电容器两端注入预设数量的电荷，在预设电压等级的振荡电压波作用下测量所述振荡波局部放电测量仪的局部放电背景信号，并确定所述局部放电背景信号幅值的预设倍数作为测量灵敏度。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述局部放电定位特性检测模块，对振荡波局部放电测量仪的局部放电定位特性进行检测，包括：

局部放电定位准确度检测子模块，用于设置典型绝缘缺陷模型作为定位对象，利用所述振荡波局部放电测量仪对预设缺陷产生的局部放电信号进行检测并定位计算，将定位计算误差与预设误差阈值进行比较，以确定局部放电定位准确度；

局部放电有效定位长度检测子模块，用于利用所述振荡波局部放电测量仪检测在电缆测试端注入的模拟局放信号的入射脉冲及反射脉冲并进行定位计算，根据所述振荡波局部放电测量仪的定位结果确定局部放电有效定位长度是否满足要求；

定位盲区检测子模块，用于选取长度与定位盲区一致的电缆接入所述振荡波局部放电测量仪的高压输出端，并利用所述振荡波局部放电测量仪观察在电缆测试端注入的局部放电模拟信号的入射脉冲和反射脉冲是否发生时域混叠，以确定定位盲区是否满足要求。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述振荡电压波特性检测模块，对振荡波局部放电测量仪的振荡电压波特性进行检测，包括：

直流充电速度检测子模块，用于以预设电容量的脉冲电容器作为负载，测算所述振荡局部放电测量仪从零电位升压至最高试验电压的时间，计算直流充电速度，以对直流充电速度进行检测；

阻尼振荡衰减率检测子模块，用于以预设电容量的脉冲电容器作为负载，通过外接的标准阻容分压器测量阻尼振荡电压波，计算振荡波幅值与振荡周期之间的关系，计算振荡波幅值的衰减率，以对阻尼振荡衰减率进行检测；

连续振荡次数检测子模块，用于以预设电容量的脉冲电容器作为负载，通过外接的标准阻容分压器测量阻尼振荡电压波，在规定的振荡次数内，判断分压器测量到的阻尼振荡电压波波形特征是否正常且一致，以对连续振荡次数进行检测。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

采集单元，分别与检测单元的输出端和主控单元的输入端相连接，用于对所述响应信号进行模数转换后发送至所述主控单元。