專利名稱：一種交聯(lián)聚乙烯電力電纜介質(zhì)損耗值的現(xiàn)場測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及介質(zhì)損耗值測量技術(shù)，更具體地說，涉及一種交聯(lián)聚乙烯電力電纜介 質(zhì)損耗值的現(xiàn)場測量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
介質(zhì)損耗是指絕緣介質(zhì)在電壓作用下的能量損耗，介質(zhì)損耗值(簡稱介損值)為表 征介質(zhì)損耗大小的參數(shù)，如果介損值過大，會使電介質(zhì)溫度升高，促使材料發(fā)生老化，導(dǎo)致 電介質(zhì)絕緣性能降低或者喪失，導(dǎo)致熱擊穿。交聯(lián)聚乙烯電力電纜作為電力傳輸系統(tǒng)的重 要組成部分，交聯(lián)聚乙烯電力電纜的介損值的大小直接關(guān)系到交聯(lián)聚乙烯電力電纜輸電容 量以及交聯(lián)聚乙烯電力電纜的使用壽命，因此測量交聯(lián)聚乙烯電力電纜的介損值顯得尤為 重要。
目前測量電力設(shè)備介損值的傳統(tǒng)方法主要有西林電橋法、電流比較型電橋法和M 型介質(zhì)試驗器法，然而這些傳統(tǒng)的測量方法的工作電壓一般較低并且測量設(shè)備的試變?nèi)萘?較小，只適合在實驗室對某段有限長度的交聯(lián)聚乙烯電力電纜(如O至100米的長度)進行 介損值的測量，若采用這些傳統(tǒng)的測量方法進行交聯(lián)聚乙烯電力電纜介損值的現(xiàn)場測量， 那么針對現(xiàn)場幾公里甚至數(shù)十公里的交聯(lián)聚乙烯電力電纜，測量所需的試驗電源容量和測 量設(shè)備的試變?nèi)萘繉⑹铸嫶?，其體積也將十分巨大，很難進行現(xiàn)場的實施。傳統(tǒng)的介損 值測量方法對于現(xiàn)場大容量的交聯(lián)聚乙烯電力電纜的介損值測量而言存在局限性，并不適 用。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明實施例提供一種交聯(lián)聚乙烯電力電纜介質(zhì)損耗值的現(xiàn)場測量系 統(tǒng)，以解決傳統(tǒng)的介損值測量方法不適用現(xiàn)場大容量的交聯(lián)聚乙烯電力電纜的介損值測量 的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供如下技術(shù)方案
一種交聯(lián)聚乙烯電力電纜介質(zhì)損耗值的現(xiàn)場測量系統(tǒng)，包括
諧振電源；
與所述諧振電源相連的標(biāo)準(zhǔn)電容；
與所述諧振電源相連的第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜；
與所述第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜相連，測量所述第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電 纜的低壓電流信號并輸出所述低壓電流信號的第一電流互感器；
分別與所述標(biāo)準(zhǔn)電容和所述第一電流互感器相連，測量所述標(biāo)準(zhǔn)電容輸出的電流 信號，及接收所述第一電流互感器輸出的低壓電流信號，采用正接法根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)電容輸 出的電流信號和所述低壓電流信號計算所述第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜在當(dāng)前頻率下 的介損值的正接監(jiān)測單元。
可選的，所述系統(tǒng)還包括
與所述諧振電源相連的第二待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜；
與所述第二待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜相連，測量所述第二待測交聯(lián)聚乙烯電力電 纜的高壓電流信號并輸出所述高壓電流信號的第二電流互感器；
分別與所述正接監(jiān)測單元和所述第二電流互感器相連，接收所述高壓電流信號， 將所述高壓電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，將所述數(shù)字信號傳送給所述正接監(jiān)測單元，以便所 述正接監(jiān)測單元采用反接法根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)電容輸出的電流信號和所述數(shù)字信號計算所述 第二待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜在當(dāng)前頻率下的介損值的反接監(jiān)測單元，所述反接監(jiān)測單元 通過光纖與所述正接監(jiān)測單元相連。
可選的，所述正接監(jiān)測單元包括
對輸送入所述正接監(jiān)測單元的電流信號進行采樣，將采樣的電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字 信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
可選的，所述正接監(jiān)測單元還包括
將所述標(biāo)準(zhǔn)電容輸出的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號的電流至電壓轉(zhuǎn)換電路；
與所述電流至電壓轉(zhuǎn)換電路相連，將所述電流至電壓轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換的電壓信號變 換為對應(yīng)的頻率波形的比較器；
分別與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述電流至電壓轉(zhuǎn)換電路和所述比較器相連，依據(jù)所述 標(biāo)準(zhǔn)電容輸出的電流信號，所述轉(zhuǎn)換的電壓信號和所述頻率波形計算對應(yīng)的頻率值，依據(jù) 所述頻率值對所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣速度進行調(diào)節(jié)的處理器。
可選的，所述正接監(jiān)測單元通過低壓屏蔽線與所述第一電流互感器相連，所述諧 振電源通過高壓引線與所述標(biāo)準(zhǔn)電容和所述第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜相連。
可選的，所述反接監(jiān)測單元通過高壓屏蔽線與所述第二電流互感器相連，所述諧 振電源通過高壓引線與所述第二待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜相連；
所述反接監(jiān)測單元與所述高壓引線相連，所述監(jiān)測單元設(shè)置于所述標(biāo)準(zhǔn)電容與所 述諧振電源之間。
可選的，所述系統(tǒng)還包括
與所述正接監(jiān)測單元相連，將所述正接監(jiān)測單元計算的當(dāng)前頻率下的介損值換算 為預(yù)設(shè)頻率下的介損值，并控制所述正接監(jiān)測單元工作狀態(tài)的上位機；
所述將所述正接監(jiān)測單元計算的當(dāng)前頻率下的介損值換算為預(yù)設(shè)頻率下的介損 值包括將當(dāng)前頻率和預(yù)設(shè)頻率的比值，與所述當(dāng)前頻率下的介損值相乘，所述乘積為預(yù)設(shè) 頻率下的介損值。。
本發(fā)明實施例還提供一種交聯(lián)聚乙烯電力電纜介質(zhì)損耗值的現(xiàn)場測量系統(tǒng)，包 括
諧振電源；
與所述諧振電源相連的標(biāo)準(zhǔn)電容；
與所述諧振電源相連的第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜；
與所述第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜相連，測量所述第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電 纜的高壓電流信號并輸出所述高壓電流信號的第一電流互感器；
與所述第一電流互感器相連，接收所述高壓電流信號，將所述高壓電流信號轉(zhuǎn)換 為數(shù)字信號，輸出所述數(shù)字信號的反接監(jiān)測單元；
分別與所述標(biāo)準(zhǔn)電容和所述反接監(jiān)測單元相連，測量所述標(biāo)準(zhǔn)電容輸出的電流信 號，及接收所述反接監(jiān)測單元輸出的數(shù)字信號，采用反接法根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)電容輸出的電流 信號和所述數(shù)字信號計算所述第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜在當(dāng)前頻率下的介損值的正 接監(jiān)測單元，所述正接監(jiān)測單元通過光纖與所述反接監(jiān)測單元相連。
可選的，所述系統(tǒng)還包括
與所述諧振電源相連的第二待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜；
分別與所述第二交聯(lián)聚乙烯電力電纜和所述正接監(jiān)測單元相連，測量所述第二待 測交聯(lián)聚乙烯電力電纜的低壓電流信號，將所述低壓電流信號傳送給所述正接監(jiān)測單元， 以便所述正接監(jiān)測單元采用正接法根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)電容輸出的電流信號和所述低壓電流信 號計算所述第二待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜在當(dāng)前頻率下的介損值的第二電流互感器。
可選的，所述正接監(jiān)測單元包括
對輸送入所述正接監(jiān)測單元的電流信號進行采樣，將采樣的電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字 信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器；
將所述標(biāo)準(zhǔn)電容輸出的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號的電流至電壓轉(zhuǎn)換電路；
與所述電流至電壓轉(zhuǎn)換電路相連，將所述電流至電壓轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換的電壓信號變 換為對應(yīng)的頻率波形的比較器；
分別與所述電流至電壓轉(zhuǎn)換電路、所述比較器和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連，計算與所 述標(biāo)準(zhǔn)電容輸出的電流信號、所述轉(zhuǎn)換的電壓信號和所述頻率波形對應(yīng)的頻率值，依據(jù)所 述頻率值對所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣速度進行調(diào)節(jié)的處理器。
基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明實施例提供的交聯(lián)聚乙烯電力電纜介質(zhì)損耗值的現(xiàn)場 測量系統(tǒng)，通過諧振電源對測量系統(tǒng)進行供電，使得測量系統(tǒng)的工作電源能夠滿足現(xiàn)場測 量交聯(lián)聚乙烯電力電纜介損值的需要；同時采用正接法，引入標(biāo)準(zhǔn)電容、第一電流互感器和 正接監(jiān)測單元對第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜當(dāng)前頻率的介損值進行測量，避免了測量設(shè) 備龐大的試變?nèi)萘康男枨?；本發(fā)明解決了傳統(tǒng)的介損值測量方法不適用現(xiàn)場大容量的交聯(lián) 聚乙烯電力電纜的介損值測量的問題，實現(xiàn)了大規(guī)模大容量的交聯(lián)聚乙烯電力電纜介質(zhì)損 耗值的現(xiàn)場測量。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實施例提供的交聯(lián)聚乙烯電力電纜介質(zhì)損耗值的現(xiàn)場測量系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明實施例提供的交聯(lián)聚乙烯電力電纜介質(zhì)損耗值的現(xiàn)場測量系統(tǒng)的 另一結(jié)構(gòu)不意圖3為本發(fā)明實施例提供的交聯(lián)聚乙烯電力電纜介質(zhì)損耗值的現(xiàn)場測量系統(tǒng)的 又另一結(jié)構(gòu)不意圖4為本發(fā)明實施例提供的正接監(jiān)測單元的結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明實施例提供的交聯(lián)聚乙烯電力電纜介質(zhì)損耗值的現(xiàn)場測量系統(tǒng)的再一結(jié)構(gòu)示意圖6為本發(fā)明實施例提供的交聯(lián)聚乙烯電力電纜介質(zhì)損耗值的現(xiàn)場測量系統(tǒng)的 又再一結(jié)構(gòu)示意圖7為本發(fā)明實施例提供的交聯(lián)聚乙烯電力電纜介質(zhì)損耗值的現(xiàn)場測量系統(tǒng)的另再一結(jié)構(gòu)不意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
圖1為本發(fā)明實施例提供的交聯(lián)聚乙烯電力電纜介質(zhì)損耗值的現(xiàn)場測量系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)示意圖，參照圖1，該系統(tǒng)可以包括諧振電源1，標(biāo)準(zhǔn)電容2，第一待測交聯(lián)聚乙烯電力 電纜3，第一電流互感器4和正接監(jiān)測單元5 ;其中，諧振電源I分別與標(biāo)準(zhǔn)電容2和第一待 測交聯(lián)聚乙烯電力電纜3相連，第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜3與第一電流互感器4相連， 正接檢測單元5分別與標(biāo)準(zhǔn)電容2和第一電流互感器4相連。
標(biāo)準(zhǔn)電容2采用介損值幾乎可忽略不計的無損耗電容，可認(rèn)為諧振電源I輸入標(biāo) 準(zhǔn)電容2的電流與標(biāo)準(zhǔn)電容2輸出的電流相等。
第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜3為本發(fā)明實施例需要進行介損值測量的對象，第 一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜3與諧振電源I相連的一端(即電流輸入端)的電流信號為高壓 電流信號，第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜3的電流輸出端的電流信號為介質(zhì)損耗后的低壓 電流信號；本發(fā)明實施例采用正接法進行第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜3的介損值測量， 因此第一電流互感器4可接于第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜3的電流輸出端，測量第一待 測交聯(lián)聚乙烯電力電纜3的低壓電流信號，第一電流互感器4將測量得到的低壓電流信號 傳送給正接監(jiān)測單元5。
正接監(jiān)測單元5與標(biāo)準(zhǔn)電容2和第一電流互感器4相連，測量標(biāo)準(zhǔn)電容2輸出的 電流信號，及接收第一電流互感器4傳送的低壓電流信號，采用正接法根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電容2輸出 的電流信號和第一電流互感器4傳送的低壓電流信號計算第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜3 在當(dāng)前頻率下的介損值；
如圖1所示，正接監(jiān)測單元5可采用第一接口測量標(biāo)準(zhǔn)電容2輸出的電流信號，第 二接口接收第一電流互感器4傳送的低壓電流信號。
值得注意的是，正接監(jiān)測單元為能夠采用正接法進行介損值測量的實體裝置，從 事高壓介損值測量的技術(shù)人員均可以知曉。
本發(fā)明實施例提供的交聯(lián)聚乙烯電力電纜介質(zhì)損耗值的現(xiàn)場測量系統(tǒng)，通過諧振 電源對測量系統(tǒng)進行供電，使得測量系統(tǒng)的工作電源能夠滿足現(xiàn)場測量交聯(lián)聚乙烯電力電 纜介損值的需要；同時采用正接法，引入標(biāo)準(zhǔn)電容、第一電流互感器和正接監(jiān)測單元對第一 待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜當(dāng)前頻率的介損值進行測量，避免了測量設(shè)備龐大的試變?nèi)萘康?需求；本發(fā)明解決了傳統(tǒng)的介損值測量方法不適用現(xiàn)場大容量的交聯(lián)聚乙烯電力電纜的介損值測量的問題，實現(xiàn)了大規(guī)模大容量的交聯(lián)聚乙烯電力電纜介質(zhì)損耗值的現(xiàn)場測量。
可選的，圖1所示系統(tǒng)中，正接監(jiān)測單元5通過低壓屏蔽線與第一電流互感器4相 連，諧振電源I通過高壓引線與標(biāo)準(zhǔn)電容2和第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜3相連。
本發(fā)明實施例還可采用正接法結(jié)合反接法的形式，進行交聯(lián)聚乙烯電力電纜介損 值的現(xiàn)場測量，以實現(xiàn)多根交聯(lián)聚乙烯電力電纜介損值的同時測量。圖2為本發(fā)明實施例 提供的交聯(lián)聚乙烯電力電纜介質(zhì)損耗值的現(xiàn)場測量系統(tǒng)的另一結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合圖1和圖 2所示，圖2所示系統(tǒng)在圖1所示系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，還可以包括第二待測交聯(lián)聚乙烯電力電 纜6，第二電流互感器7和反接監(jiān)測單元8 ;其中，第二待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜6和諧振電 源I相連，第二電流互感器7和第二待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜6相連，反接監(jiān)測單元8分別 與第二待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜6和第二電流互感器7相連。
第二待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜6為本發(fā)明實施例另一個需要進行介損值測量的 對象，與第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜3相似，第二待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜6與諧振電源 I相連的一端(即電流輸入端)的電流信號為高壓電流信號，第二待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜6 的電流輸出端的電流信號為介質(zhì)損耗后的低壓電流信號；本發(fā)明實施例采用正接法結(jié)合反 接法的形式進行第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜3和第二待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜6的介損 值測量，因此在第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜3采用圖1所示正接法進行介損值測量的基 礎(chǔ)上，可使第二電流互感器7接于第二待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜6的電流輸入端，測量第二 待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜6的高壓電流信號，第二電流互感器7將測量到的高壓電流信號 傳送給反接監(jiān)測單元8。
反接監(jiān)測單元8與第二電流互感器7和正接監(jiān)測單元5相連，其中，反接監(jiān)測單元 8與正接監(jiān)測單元5通過光纖進行通信，實現(xiàn)正接監(jiān)測單元5和反接監(jiān)測單元8間的數(shù)據(jù) 同步和數(shù)據(jù)匯總，反接監(jiān)測單元8接收第二電流互感器7測量的高壓電流信號，將該高壓電 流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，將該數(shù)字信號通過光纖傳送給正接監(jiān)測單元5，以使正接監(jiān)測單元 5采用反接法根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電容2輸出的電流信號和反接監(jiān)測單元8傳送的數(shù)字信號計算第二 待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜6在當(dāng)前頻率下的介損值。
在本發(fā)明實施例中正接監(jiān)測單元5除了采用正接法進行第一待測交聯(lián)聚乙烯電 力電纜3的介質(zhì)值計算，還采用反接法進行第二待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜6的介質(zhì)值計算， 因此正接監(jiān)測單元5在接收到第二電流互感器7傳送的數(shù)字信號后，開始第二待測交聯(lián)聚 乙烯電力電纜6在當(dāng)前頻率下的介損值的計算。
值得注意的是，反接監(jiān)測單元為能夠配合正接監(jiān)測單元采用反接法進行介損值測 量的實體裝置，從事高壓介損值測量的技術(shù)人員均可以知曉。
圖2所示系統(tǒng)結(jié)合正接法和反接法可同時對多根交聯(lián)聚乙烯電力電纜的進行介 損值的測量，提高了交聯(lián)聚乙烯電力電纜介損值現(xiàn)場測量的效率。
可選的，反接監(jiān)測單元8通過高壓屏蔽線與第二電流互感器7相連，諧振電源I通 過高壓引線與第二待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜6相連。
可選的，反接監(jiān)測單元8可設(shè)置于標(biāo)準(zhǔn)電容2與諧振電源I之間，接在高壓引線之 上，如圖3所示，圖3為本發(fā)明實施例提供的交聯(lián)聚乙烯電力電纜介質(zhì)損耗值的現(xiàn)場測量系 統(tǒng)的又另一結(jié)構(gòu)示意圖。
目前諧振電源多用于現(xiàn)場交聯(lián)聚乙烯電力電纜串聯(lián)諧振耐壓試驗，因此本發(fā)明的交聯(lián)聚乙烯電力電纜介損值的現(xiàn)場測量系統(tǒng)可與通用的交聯(lián)聚乙烯電力電纜串聯(lián)諧振交 流耐壓試驗裝置相結(jié)合，在進行交聯(lián)聚乙烯電力電纜串聯(lián)諧振交流耐壓試驗的同時，采用 交流耐壓試驗的諧振電源進行交聯(lián)聚乙烯電力電纜介損值的現(xiàn)場測量，然而目前現(xiàn)場交聯(lián) 聚乙烯電力電纜串聯(lián)諧振耐壓試驗的頻率范圍一般為30至300HZ (赫茲)，該范圍存在超出 交聯(lián)聚乙烯電力電纜介損值測量的頻率范圍的部分，存在不利于交聯(lián)聚乙烯電力電纜介損 值現(xiàn)場測量的情況。
基于上述情況，在本發(fā)明實施例所提供的交聯(lián)聚乙烯電力電纜介質(zhì)損耗值的現(xiàn)場 測量系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，本發(fā)明實施例提供一個AD (模擬信號至數(shù)字信號)采樣速度可調(diào)的正 接監(jiān)測單元，以實現(xiàn)在高頻率范圍(如30HZ至300HZ)內(nèi)的交聯(lián)聚乙烯電力電纜介損值的現(xiàn) 場測量。
圖4為本發(fā)明實施例提供的正接監(jiān)測單元的結(jié)構(gòu)示意圖，參照圖4，正接監(jiān)測單元 可以包括
對輸送入正接監(jiān)測單元的電流信號進行采樣，將采樣的電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號 的模數(shù)轉(zhuǎn)換器100 ；
由于正接監(jiān)測單元接入的電流信號多是模擬信號，而目前通常采用數(shù)字化方式計 算介損值，因此正接監(jiān)測單元內(nèi)存在一個能進行AD采樣的裝置，本發(fā)明實施例中AD采樣的 裝置為模數(shù)轉(zhuǎn)換器100 ;模數(shù)轉(zhuǎn)換器100將采樣的電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以便正接監(jiān)測 單元進行后續(xù)的介損值計算。
將標(biāo)準(zhǔn)電容輸出的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號的電流至電壓轉(zhuǎn)換電路200 ；
與電流至電壓轉(zhuǎn)換電路200相連，將電流至電壓轉(zhuǎn)換電路200轉(zhuǎn)換的電壓信號變 換為對應(yīng)的頻率波形的比較器300 ；
分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換器100，電流至電壓轉(zhuǎn)換電路200和比較器300相連，依據(jù)所述標(biāo) 準(zhǔn)電容輸出的電流信號，所述轉(zhuǎn)換的電壓信號和所述頻率波形計算對應(yīng)的頻率值，依據(jù)所 述頻率值對所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣速度進行調(diào)節(jié)的處理器400。
一個具體的應(yīng)用為當(dāng)正接監(jiān)測單元外部諧振電壓升高時，正接檢測單元獲取通 過標(biāo)準(zhǔn)電容的電流，然后通過其內(nèi)部的1-V轉(zhuǎn)換電路(電流至電壓轉(zhuǎn)換電路)，把電流信號轉(zhuǎn) 換為電壓信號，電壓信號通過比較器得出其頻率波形，正接監(jiān)測單元內(nèi)部的處理器實時采 樣頻率波形，轉(zhuǎn)換后的電壓信號和標(biāo)準(zhǔn)電容的電流信號，計算出與頻率波形，轉(zhuǎn)換后的電壓 信號和標(biāo)準(zhǔn)電容的電流信號對應(yīng)的頻率值，然后根據(jù)計算得到的頻率值來實時調(diào)節(jié)AD (模 數(shù)轉(zhuǎn)換器)的采樣速度。
本發(fā)明實施例通過保持最佳的AD采樣速度來跟蹤和適應(yīng)高頻率范圍(如30HZ至 300Hz)下的被采樣的信號，更好的實現(xiàn)了高頻率范圍下的交聯(lián)聚乙烯電力電纜介損值的現(xiàn) 場測量。
圖5為本發(fā)明實施例提供的交聯(lián)聚乙烯電力電纜介質(zhì)損耗值的現(xiàn)場測量系統(tǒng)的 再一結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合圖2和圖5所示，圖5在圖2所示系統(tǒng)的基礎(chǔ)上還包括上位機9。
上位機9與正接監(jiān)測單元5相連,將正接監(jiān)測單元5計算的當(dāng)前頻率下的介損值 換算為預(yù)設(shè)頻率下的介損值，并控制正接監(jiān)測單元5的工作狀態(tài)。
目前國家標(biāo)準(zhǔn)均是在50HZ的頻率下進行交聯(lián)聚乙烯電力電纜間的介損值比較， 而本發(fā)明是在高頻率范圍下進行交聯(lián)聚乙烯電力電纜的介損值測量，所測量的介損值可能為30HZ至300Hz異頻下的介損值，為了更好的在國家標(biāo)準(zhǔn)50HZ的頻率下進行交聯(lián)聚乙烯電力電纜間的介損值比較，因此在正接監(jiān)測單元5計算當(dāng)前頻率下的交聯(lián)聚乙烯電力電纜介損值后，上位機9可將正接監(jiān)測單元5所計算的介損值換算為與50HZ頻率對應(yīng)的交聯(lián)聚乙烯電力電纜介損值，以實現(xiàn)在國家標(biāo)準(zhǔn)下的交聯(lián)聚乙烯電力電纜間的介損值比較。
顯然，本發(fā)明實施例也可按照實際需要預(yù)設(shè)頻率值，將正接監(jiān)測單元5所計算的介損值換算為預(yù)設(shè)頻率下的介損值。
為了更好的說明本發(fā)明實施例上位機9將正接監(jiān)測單元5計算的當(dāng)前頻率下的介損值換算為預(yù)設(shè)頻率下的介損值的實現(xiàn)方式，下面結(jié)合下述表達(dá)式進行說明。
假設(shè)在當(dāng)前頻率fx下測量得到的介損值為tgx，根據(jù)功率關(guān)系，介損值也可以等價為有功功率除以無功功率，所以
tgx=Ir*U/Ic*U=Ir/Ic,其中U為交聯(lián)聚乙烯電力電纜電壓，Ir為交聯(lián)聚乙烯電力電纜的電阻電流，Ic為交聯(lián)聚乙烯電力電纜的電容電流；
又因為Ir=U/Rx，Ic=2* π *fx*C*U，其中Rx為交聯(lián)聚乙烯電力電纜的電阻，C為交聯(lián)聚乙烯電力電纜的等效電容；
因此tgx=l/ (2* *fx*C*U*Rx)；
假設(shè)在50Hz下測量得到的交聯(lián)聚乙烯電力電纜介損值為tgxl，則
tgxl=l/ (2* *50*C*U*Rx)；
因此tgxl=tgx*fx/50 ；
可見，上位機9將正接監(jiān)測單元5計算的當(dāng)前頻率下的介損值換算為50HZ頻率下的介損值包括將當(dāng)前頻率和50HZ的比值，與所述當(dāng)前頻率下的介損值相乘，所得乘積為 50HZ頻率下的介損值；對應(yīng)的，若要換算為預(yù)設(shè)頻率下的介損值，只需將當(dāng)前頻率和預(yù)設(shè)頻率的比值，與所述當(dāng)前頻率下的介損值相乘，所得乘積為預(yù)設(shè)頻率下的介損值。
此外，上位機9還可控制正接監(jiān)測單元5的工作狀態(tài)，對正接監(jiān)測單元5測量電流信號、計算介損值等工作進行觸發(fā)。
顯然，圖1所示系統(tǒng)中也可包括上述上位機。
本發(fā)明實施例通過上位機將正接監(jiān)測單元所測量的當(dāng)前頻率下的交聯(lián)聚乙烯電力電纜介損值換算為與預(yù)設(shè)頻率對應(yīng)的介損值，可實現(xiàn)同一頻率下的多個交聯(lián)聚乙烯電力電纜間的介損值比較，為計算交聯(lián)聚乙烯電力電纜的介損值后的后續(xù)處理做好了基礎(chǔ)。
本發(fā)明實施例還可單獨采用反接法進行交聯(lián)聚乙烯電力電纜介損值的現(xiàn)場測量， 下面對本發(fā)明實施例提供的單獨采用反接法進行交聯(lián)聚乙烯電力電纜介損值的現(xiàn)場測量的系統(tǒng)進行說明。
圖6為本發(fā)明實施例提供的交聯(lián)聚乙烯電力電纜介質(zhì)損耗值的現(xiàn)場測量系統(tǒng)的又再一結(jié)構(gòu)示意圖，參照圖6，該系統(tǒng)可以包括
諧振電源I ;
與諧振電源I相連的標(biāo)準(zhǔn)電容2 ；
與諧振電源I相連的第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜3 ；
與第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜3相連，測量第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜3的高壓電流信號并輸出所述高壓電流信號的第一電流互感器4 ；
與第一電流互感器4相連，接收所述高壓電流信號，將所述高壓電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，輸出所述數(shù)字信號的反接監(jiān)測單元5 ；
分別與標(biāo)準(zhǔn)電容2和反接監(jiān)測單元5相連，測量標(biāo)準(zhǔn)電容2輸出的電流信號，及接 收反接監(jiān)測單元5輸出的數(shù)字信號，采用反接法根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)電容輸出的電流信號和所述 數(shù)字信號計算第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜3在當(dāng)前頻率下的介損值的正接監(jiān)測單元6， 其中，正接監(jiān)測單元6與反接監(jiān)測單元5采用光纖相連，通過光纖進行兩者間的數(shù)據(jù)同步和 匯總。
值得注意的是，上文所介紹的測量系統(tǒng)與圖1所示系統(tǒng)均是通過測量標(biāo)準(zhǔn)電容輸 出的電流信號和待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜的電流信號，通過正接監(jiān)測單元計算待測交聯(lián)聚 乙烯電力電纜的當(dāng)前頻率下的介損值，因此圖6所示系統(tǒng)與圖1所示系統(tǒng)應(yīng)認(rèn)為同屬于一 個發(fā)明構(gòu)思。
本發(fā)明實施例提供的交聯(lián)聚乙烯電力電纜介質(zhì)損耗值的現(xiàn)場測量系統(tǒng)，通過諧振 電源對測量系統(tǒng)進行供電，使得測量系統(tǒng)的工作電源能夠滿足現(xiàn)場測量交聯(lián)聚乙烯電力電 纜介損值的需要；同時采用反接法，引入標(biāo)準(zhǔn)電容、第一電流互感器、反接監(jiān)測單元和正接 監(jiān)測單元對第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜在當(dāng)前頻率下的介損值進行測量，避免了測量設(shè) 備龐大的試變?nèi)萘康男枨螅槐景l(fā)明解決了傳統(tǒng)的介損值測量方法不適用現(xiàn)場大容量的交聯(lián) 聚乙烯電力電纜的介損值測量的問題，實現(xiàn)了大規(guī)模大容量的交聯(lián)聚乙烯電力電纜介質(zhì)損 耗值的現(xiàn)場測量。
與圖2所示系統(tǒng)類似，本發(fā)明實施例除了單獨采用反接法實現(xiàn)交聯(lián)聚乙烯電力電 纜的介損值的現(xiàn)場測量外，還可結(jié)合正接法實現(xiàn)多個交聯(lián)聚乙烯電力電纜介損值的現(xiàn)場測 量。圖7為本發(fā)明實施例提供的交聯(lián)聚乙烯電力電纜介質(zhì)損耗值的現(xiàn)場測量系統(tǒng)的另再一 結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合圖6和圖7所示，圖7所示系統(tǒng)在圖6所示系統(tǒng)的基礎(chǔ)行,還可以包括
與諧振電源相連I的第二待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜7 ；
分別與第二交聯(lián)聚乙烯電力電纜7和正接監(jiān)測單元6相連，測量第二待測交聯(lián)聚 乙烯電力電纜7的低壓電流信號，將所述低壓電流信號傳送給正接監(jiān)測單元6的第二電流 互感器8。
第二電流互感器8將所述低壓電流信號傳送給正接監(jiān)測單元6，可使得正接監(jiān)測 單元6采用正接法根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電容2輸出的電流信號和所述低壓電流信號計算第二待測交聯(lián) 聚乙烯電力電纜7在當(dāng)前頻率下的介損值。
需要說明的是，圖6和圖7所示系統(tǒng)中的正接監(jiān)測單元的結(jié)構(gòu)可如圖4所示，圖6 和圖7所示系統(tǒng)中還可包括上位機，對應(yīng)的正接監(jiān)測單元和上位機的設(shè)置在此不再贅述， 可參照圖4所示說明。圖6和圖7所示系統(tǒng)，與圖1和圖2所示系統(tǒng)存在很多類似之處，對 此可相互進行參照，此處不再贅述。
本發(fā)明所提供的交聯(lián)聚乙烯電力電纜介質(zhì)損耗值的現(xiàn)場測量系統(tǒng)，通過諧振電源 對測量系統(tǒng)進行供電，使得測量系統(tǒng)的工作電源能夠滿足現(xiàn)場測量交聯(lián)聚乙烯電力電纜介 損值的需要；同時引入標(biāo)準(zhǔn)電容、采集標(biāo)準(zhǔn)電容和待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜的電流信號，通 過正接監(jiān)測單元實現(xiàn)了待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜在當(dāng)前頻率下的介損值的現(xiàn)場測量，避免 了測量設(shè)備龐大的試變?nèi)萘康男枨?；本發(fā)明解決了傳統(tǒng)的介損值測量方法不適用現(xiàn)場大容 量的交聯(lián)聚乙烯電力電纜的介損值測量的問題，實現(xiàn)了大規(guī)模大容量的交聯(lián)聚乙烯電力電 纜介質(zhì)損耗值的現(xiàn)場測量。
對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā) 明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相 一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種交聯(lián)聚乙烯電力電纜介質(zhì)損耗值的現(xiàn)場測量系統(tǒng)，其特征在于，包括 諧振電源； 與所述諧振電源相連的標(biāo)準(zhǔn)電容； 與所述諧振電源相連的第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜； 與所述第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜相連，測量所述第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜的低壓電流信號并輸出所述低壓電流信號的第一電流互感器； 分別與所述標(biāo)準(zhǔn)電容和所述第一電流互感器相連，測量所述標(biāo)準(zhǔn)電容輸出的電流信號，及接收所述第一電流互感器輸出的低壓電流信號，采用正接法根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)電容輸出的電流信號和所述低壓電流信號計算所述第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜在當(dāng)前頻率下的介損值的正接監(jiān)測單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括 與所述諧振電源相連的第二待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜； 與所述第二待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜相連，測量所述第二待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜的高壓電流信號并輸出所述高壓電流信號的第二電流互感器； 分別與所述正接監(jiān)測單元和所述第二電流互感器相連，接收所述高壓電流信號，將所述高壓電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，將所述數(shù)字信號傳送給所述正接監(jiān)測單元，以便所述正接監(jiān)測單元采用反接法根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)電容輸出的電流信號和所述數(shù)字信號計算所述第二待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜在當(dāng)前頻率下的介損值的反接監(jiān)測單元，所述反接監(jiān)測單元通過光纖與所述正接監(jiān)測單元相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述正接監(jiān)測單元包括 對輸送入所述正接監(jiān)測單元的電流信號進行采樣，將采樣的電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述正接監(jiān)測單元還包括 將所述標(biāo)準(zhǔn)電容輸出的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號的電流至電壓轉(zhuǎn)換電路； 與所述電流至電壓轉(zhuǎn)換電路相連，將所述電流至電壓轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換的電壓信號變換為對應(yīng)的頻率波形的比較器； 分別與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述電流至電壓轉(zhuǎn)換電路和所述比較器相連，依據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)電容輸出的電流信號，所述轉(zhuǎn)換的電壓信號和所述頻率波形計算對應(yīng)的頻率值，依據(jù)所述頻率值對所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣速度進行調(diào)節(jié)的處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述正接監(jiān)測單元通過低壓屏蔽線與所述第一電流互感器相連，所述諧振電源通過高壓引線與所述標(biāo)準(zhǔn)電容和所述第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述反接監(jiān)測單元通過高壓屏蔽線與所述第二電流互感器相連，所述諧振電源通過高壓引線與所述第二待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜相連； 所述反接監(jiān)測單元與所述高壓引線相連，所述監(jiān)測單元設(shè)置于所述標(biāo)準(zhǔn)電容與所述諧振電源之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、5或6所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括 與所述正接監(jiān)測單元相連，將所述正接監(jiān)測單元計算的當(dāng)前頻率下的介損值換算為預(yù)設(shè)頻率下的介損值，并控制所述正接監(jiān)測單元工作狀態(tài)的上位機； 所述將所述正接監(jiān)測單元計算的當(dāng)前頻率下的介損值換算為預(yù)設(shè)頻率下的介損值包括將當(dāng)前頻率和預(yù)設(shè)頻率的比值，與所述當(dāng)前頻率下的介損值相乘，所述乘積為預(yù)設(shè)頻率下的介損值。
8.一種交聯(lián)聚乙烯電力電纜介質(zhì)損耗值的現(xiàn)場測量系統(tǒng)，其特征在于，包括 諧振電源； 與所述諧振電源相連的標(biāo)準(zhǔn)電容； 與所述諧振電源相連的第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜； 與所述第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜相連，測量所述第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜的高壓電流信號并輸出所述高壓電流信號的第一電流互感器； 與所述第一電流互感器相連，接收所述高壓電流信號，將所述高壓電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，輸出所述數(shù)字信號的反接監(jiān)測單元； 分別與所述標(biāo)準(zhǔn)電容和所述反接監(jiān)測單元相連，測量所述標(biāo)準(zhǔn)電容輸出的電流信號，及接收所述反接監(jiān)測單元輸出的數(shù)字信號，采用反接法根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)電容輸出的電流信號和所述數(shù)字信號計算所述第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜在當(dāng)前頻率下的介損值的正接監(jiān)測單元，所述正接監(jiān)測單元通過光纖與所述反接監(jiān)測單元相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括 與所述諧振電源相連的第二待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜； 分別與所述第二交聯(lián)聚乙烯電力電纜和所述正接監(jiān)測單元相連，測量所述第二待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜的低壓電流信號，將所述低壓電流信號傳送給所述正接監(jiān)測單元，以便所述正接監(jiān)測單元采用正接法根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)電容輸出的電流信號和所述低壓電流信號計算所述第二待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜在當(dāng)前頻率下的介損值的第二電流互感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述正接監(jiān)測單元包括 對輸送入所述正接監(jiān)測單元的電流信號進行采樣，將采樣的電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器； 將所述標(biāo)準(zhǔn)電容輸出的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號的電流至電壓轉(zhuǎn)換電路； 與所述電流至電壓轉(zhuǎn)換電路相連，將所述電流至電壓轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換的電壓信號變換為對應(yīng)的頻率波形的比較器； 分別與所述電流至電壓轉(zhuǎn)換電路、所述比較器和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連，計算與所述標(biāo)準(zhǔn)電容輸出的電流信號、所述轉(zhuǎn)換的電壓信號和所述頻率波形對應(yīng)的頻率值，依據(jù)所述頻率值對所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣速度進行調(diào)節(jié)的處理器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種交聯(lián)聚乙烯電力電纜介質(zhì)損耗值的現(xiàn)場測量系統(tǒng)，包括諧振電源；與諧振電源相連的標(biāo)準(zhǔn)電容；與諧振電源相連的第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜；與所述第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜相連，測量所述第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜的低壓電流信號并輸出所述低壓電流信號的第一電流互感器；分別與所述標(biāo)準(zhǔn)電容和所述第一電流互感器相連，測量所述標(biāo)準(zhǔn)電容輸出的電流信號，及接收所述第一電流互感器輸出的低壓電流信號，采用正接法根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)電容輸出的電流信號和所述低壓電流信號計算所述第一待測交聯(lián)聚乙烯電力電纜在當(dāng)前頻率下的介損值的正接監(jiān)測單元。本發(fā)明實現(xiàn)了大規(guī)模大容量的交聯(lián)聚乙烯電力電纜介質(zhì)損耗值的現(xiàn)場測量。
文檔編號G01R27/26GK103018573SQ20121030056
公開日2013年4月3日 申請日期2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月22日
發(fā)明者吳明祥, 金祖山, 胡文堂, 陳偉中, 劉黎, 王少華, 曹俊平 申請人:浙江省電力公司電力科學(xué)研究院, 杭州西湖電子研究所, 國家電網(wǎng)公司