CN218896159U - 一种电感可调节的振荡波局部放电检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电感可调节的振荡波局部放电检测装置，包括电源、固体开关、电感，电感与电缆电性连接，电源的负极接地，固体开关、电感与电缆相连形成阻尼振荡电压波；所述电缆电性连接有振荡波局部放电检测系统，振荡波局部放电检测系统电性连接有电缆参数测量系统；所述电感为电感值可调的可调电感，电感通过电感调节装置调节电感值，电感调节装置的受控端连接于可调电感控制装置的输出端，电缆参数测量系统的输出端连接于可调电感控制装置的输入端。本实用新型将电感可调节系统引入振荡波局部放电检测装置，保证振荡波保持在最优频率，能够激发足够数量的局部放电次数，实现最佳检测效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及电缆检测技术领域，更具体涉及一种电感可调节的振荡波局部放电检测装置。
背景技术
振荡波局部放电检测装置是利用二阶电感电容元件构成阻尼振荡回路。恒流电源首先会通过线性连续升压的方式对被测电缆进行逐步充电蓄能、加压至预设的电压值；整个升压过程，被测电缆绝缘无静态直流电场存在；加压完成后，闭合固态高压开关(动作时间为μs级)，使被测电缆电容与系统中的高压电感周期性交换能量，并经过等效电阻逐渐损耗，从而在被测电缆上产生衰减振荡交流电压，激发出电缆潜在缺陷处发出放电信号，然后配合由示波器和高频传感器组成的高速数据采集系统，完成局部放电信号的采集与检测。
振荡波发生电路，在串联的情况下，电容与电感之间不断进行相互充放电，那么在电容或电感两端进行检测就会有高频振荡波的产生。有阻尼电阻的情况下，能量在阻尼电阻上衰减，电容电感两端就会形成衰减振荡波，振荡频率为
其大小与电路电感、电容值成反比，为了尽可能多的激发电缆局部放电的次数，达到最佳检测效果，应使振荡频率尽可能高，同时为了防止频率过高损伤电缆，DL/T 1576规定最高振荡频率为500Hz。由于被测试电缆的长度的不同，其内部电感、电容值等参数也不同，与振荡波装置内谐振电感匹配不佳，造成振荡波频率变化较大，检测效果不佳。
因此需要一种电感可调节的振荡波局部放电检测装置。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供一种电感可调节的振荡波局部放电检测装置，以解决因电缆长度不同容易造成振荡波频率变化较大的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。
一种电感可调节的振荡波局部放电检测装置，包括电源、固体开关、电感，电感与电缆电性连接，电源的负极接地，固体开关、电感与电缆相连形成阻尼振荡电压波；所述电缆电性连接有振荡波局部放电检测系统，振荡波局部放电检测系统电性连接有电缆参数测量系统；所述电感为电感值可调的可调电感，电感通过电感调节装置调节电感值，电感调节装置的受控端连接于可调电感控制装置的输出端，电缆参数测量系统的输出端连接于可调电感控制装置的输入端。
进一步优化技术方案，所述电感包括两个相对接的半C型铁心；一半C型铁心上绕工作绕组，通交流电；另一半C型铁心上绕控制绕组，通直流电。
进一步优化技术方案，所述电感调节装置能够改变直流电流大小、以改变工作绕组的电感大小。
进一步优化技术方案，所述电缆参数测量系统的电感测量范围为100μH～50H，准确度为±读数×3％，电容测量范围为0.001μF～3300μF，准确度为±(读数×1％+0.005μF)，工作环境温度-10℃～50℃。
进一步优化技术方案，所述电源与电感之间串联设置有限流电阻和电感内阻，固体开关设置在限流电阻和电感内阻之间的支路上，固体开关的一端接地。
由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。
本实用新型采用电缆参数测量系统、电感可调节系统、振荡波局部放电检测系统相结合的方式，考虑电缆参数随长度的变化而出现变化情况，将电感可调节系统引入振荡波局部放电检测装置，保证振荡波保持在最优频率，能够激发足够数量的局部放电次数，实现最佳检测效果。
本实用新型结构简单、数据准确可靠，可以保证振荡波频率能够激发足够的局部放电次数，达到最佳检测效果。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图；
图2为本实用新型验证调节电感值可调节振荡波的仿真电路；
图3为本实用新型可调电感赋值2mH时的仿真波形图；
图4为本实用新型可调电感赋值1mH时的仿真波形图；
图5为本实用新型的正交铁心控制电感原理图。
其中：1-电源，2-电感调节装置，3-可调电感控制装置，4-局部放电测试仪，K-固体开关，L-电感，R1、R2-高压臂电阻，C1、C2-高压臂电容，Zm-检测阻抗，Cx、Lx-电缆等效电容。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。
一种电感可调节的振荡波局部放电检测装置，结合图1所示，包括电源1、固体开关K、电感L、振荡波局部放电检测系统、电缆参数测量系统、电感调节装置2、可调电感控制装置3。
电源的负极接地，电源为电缆充电。电感与电缆电性连接，固体开关、电感与电缆相连形成阻尼振荡电压波。
本实用新型中的电感为电感值可调的可调电感，电感通过电感调节装置调节电感值，电感调节装置的受控端连接于可调电感控制装置的输出端，电缆参数测量系统的输出端连接于可调电感控制装置的输入端。电感调节装置和可调电感控制装置构成电感可调节系统。
电感包括两个相对接的半C型铁心。一半C型铁心上绕工作绕组，通交流电。另一半C型铁心上绕控制绕组，通直流电。电感调节装置能够改变直流电流大小，以改变工作绕组的电感大小。
电缆参数测量系统的电感测量范围为100μH～50H，准确度为±读数×3％，电容测量范围为0.001μF～3300μF，准确度为±(读数×1％+0.005μF)，工作环境温度-10℃～50℃。
电缆电性连接有振荡波局部放电检测系统，振荡波局部放电检测系统电性连接有电缆参数测量系统。
振荡波局部放电检测系统包括振荡波发生装置和局部放电测量装置。局部放电测量装置与电缆电性连接，局部放电测量装置包括高压臂电容C1、高压臂电容C2、高压臂电阻R1、高压臂电阻R2、检测阻抗Zm，高压臂C1与高压臂C2串联连接在第一支路上，高压臂R1与高压臂R2串联连接在第二支路上，检测阻抗Zm设置在第一支路上与第二支路的交接处，检测阻抗Zm的一端接地。局部放电测量装置还包括局部放电测试仪4。
电缆参数测量系统包括电感测试模块和电容测试模块。
电源与电感之间串联设置有限流电阻和电感内阻，固体开关设置在限流电阻和电感内阻之间的支路上，固体开关的一端接地。
本实用新型采用电缆参数测量系统、电感可调节系统、振荡波局部放电检测系统相结合的方式，考虑电缆参数随长度的变化而出现变化情况，将电感可调节系统引入振荡波局部放电检测装置，保证振荡波保持在最优频率，能够激发足够数量的局部放电次数，实现最佳检测效果。
本实用新型的原理如下：
电缆参数测量系统用于测量被试电缆的电感、电容等参数，电感测量范围为100μH～50H，准确度为±读数×3％，电容测量范围为0.001μF～3300μF，准确度为±(读数×1％+0.005μF)，工作环境温度-10℃～50℃。局部放电检测前测量电缆的电感、电容等参数，并将相关参数传送至电感可调节系统。
在频率尽可能大且不超过500Hz的前提下，电感可调节系统中的控制装置根据测量的电缆参数按照公式
计算并选取出合适的电感值，然后将动作命令发送至电感调节装置，电感调节装置按照控制命令调节电感至计算值。
电感采用正交铁心控制电感法进行调节，基本原理是将C型铁心的一半旋转90°和另一半对接，一半铁心上绕工作绕组，通交流；另一半铁心上绕控制绕组，通直流。通过改变直流电流大小，可以连续改变工作绕组的电感值大小。振荡波局部放电检测系统开始测量，振荡波发生装置用直流电压对被测电缆充电，当达到预设电压时，关闭固体开关，构成阻尼RLC振荡回路，生成正弦振荡电压，激发电缆缺陷处发生局部放电，局部放电测量装置使用耦合单元检测局放信号，从而判断电缆的绝缘状况。
结合图5所示，当工作绕组接入交流电源并且控制绕组加上控制电流i1时，两绕组就会在铁心中分别产生交流磁通
和直流磁通
由于铁心结构的对称性，在控制绕组中将耦合较小的交流磁通变化，即工作绕组对控制绕组几乎没有电磁耦合作用，但在两个铁心交接面的磁通，则受到两磁通的共同影响。因此两个铁心接触面的磁通饱和度可通过调节直流磁通
来加以控制，进而间接影响
由于B-H曲线的非线性，当两个铁心的交接处进入饱和时，随着控制绕组中的电流增加，工作绕组的等效电抗将减少。
以额定电压35kV、长5km电缆为例，通过基于ORCAD下的PSPICE软件验证调节电感值可调节振荡波的仿真电路。额定电压35kV、长5km电缆电容约为4μF，阻尼电阻值选用0.7Ω，电感可调。用2kV的直流电源代替电路供电设备，保护电阻选用5kΩ，用TOPEN 5ms开关和TCLOSE 5.001ms开关代替点火球隙，如图2所示。
分别将可调电感赋值2mH、1mH，得仿真波形图，如图3所示。比较图形可以发现，电感为2mH时，振荡波频率约为1ms，电感为2mH时，振荡波频率约为0.75ms，可以看出通过调节电感可以有效的提高振荡波频率，从而可以激发更多次的局部放电，提高检测精度。
Claims (5)
1.一种电感可调节的振荡波局部放电检测装置，包括电源、固体开关、电感，电感与电缆电性连接，电源的负极接地，固体开关、电感与电缆相连形成阻尼振荡电压波；其特征在于：所述电缆电性连接有振荡波局部放电检测系统，振荡波局部放电检测系统电性连接有电缆参数测量系统；所述电感为电感值可调的可调电感，电感通过电感调节装置调节电感值，电感调节装置的受控端连接于可调电感控制装置的输出端，电缆参数测量系统的输出端连接于可调电感控制装置的输入端。
2.根据权利要求1所述的一种电感可调节的振荡波局部放电检测装置，其特征在于：所述电感包括两个相对接的半C型铁心；一半C型铁心上绕工作绕组，通交流电；另一半C型铁心上绕控制绕组，通直流电。
3.根据权利要求2所述的一种电感可调节的振荡波局部放电检测装置，其特征在于：所述电感调节装置能够改变直流电流大小、以改变工作绕组的电感大小。
4.根据权利要求1所述的一种电感可调节的振荡波局部放电检测装置，其特征在于：所述电缆参数测量系统的电感测量范围为100μH～50H，准确度为±读数×3％，电容测量范围为0.001μF～3300μF，准确度为±(读数×1％+0.005μF)，工作环境温度-10℃～50℃。
5.根据权利要求1所述的一种电感可调节的振荡波局部放电检测装置，其特征在于：所述电源与电感之间串联设置有限流电阻和电感内阻，固体开关设置在限流电阻和电感内阻之间的支路上，固体开关的一端接地。
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