本發(fā)明涉及電纜絕緣檢測領域，特別涉及一種高壓電纜絕緣運行檢測系統(tǒng)。

背景技術：

交聯(lián)聚乙烯電纜成為電纜發(fā)展和工程應用的主流。當前，國內(nèi)電纜運行部門已經(jīng)對高壓、超高壓交聯(lián)電纜交接試驗和投運后的診斷性試驗高度重視，采取了多種檢測手段和方法力圖確保電纜的運行可靠性。阻尼振蕩波檢測技術是近年來國內(nèi)外密切關注的一種用于交聯(lián)電纜現(xiàn)場絕緣性能檢測與診斷的新型技術，國內(nèi)電纜運行、試驗單位陸續(xù)從國外引進基于該技術的測試系統(tǒng)，并在配網(wǎng)中壓電纜線路開展了實際應用，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)并解剖驗證了因制造、敷設、安裝引起的各類缺陷，取得了不錯的效果。然而，現(xiàn)有的高壓電纜絕緣運行檢測設備體積較大，不便于攜帶。

高壓電纜絕緣運行檢測設備有設有分壓檢測單元，分壓檢測單元中的濾波電路很多還都普遍采用無源阻抗網(wǎng)絡構(gòu)成簡單的濾波電路，其成本雖低，但濾波效果并不好。另外，數(shù)字濾波雖然能夠取得精度好的濾波效果，但是其系統(tǒng)復雜，成本過高。在信號傳輸?shù)碾娐分校即嬖谥C波、雜波、干擾等信號，造成信號輸出過程中出現(xiàn)失真現(xiàn)象。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術的上述缺陷，提供一種體積較小、便于攜帶、電路結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、保證電路輸出信號不失真的高壓電纜絕緣運行檢測系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：構(gòu)造一種高壓電纜絕緣運行檢測系統(tǒng)，包括振蕩波發(fā)生電路、分壓檢測電路和控制單元，所述振蕩波發(fā)生電路包括高壓直流電源、固態(tài)高壓開關、空心電感和高壓電纜，所述高壓直流電源的正極通過所述空心電感與所述高壓電纜的一端連接，所述高壓電纜的另一端接地，所述固態(tài)高壓開關的一端與所述高壓直流電源的正極連接，所述固態(tài)高壓開關的另一端接地，所述分壓檢測電路的一端與所述高壓電纜的一端連接，所述分壓檢測電路的另一端與所述控制單元連接，所述控制單元還分別與所述高壓直流電源和固態(tài)高壓開關連接；

所述分壓檢測電路包括低通濾波器、帶通濾波器、分壓單元和阻抗檢測電路，所述分壓單元的一端與所述高壓電纜的一端連接，所述分壓單元的另一端通過所述阻抗檢測電路接地，所述低通濾波器與所述分壓單元連接、用于分離出所述高壓電纜的電壓信號并傳送到所述控制單元，所述帶通濾波器與所述阻抗檢測電路連接、用于分離出所述高壓電纜的局放信號并傳送到所述控制單元；

所述低通濾波器包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第一電容、第二電容和運算放大器，所述第一電阻分別與所述第二電阻的一端和第四電阻的一端連接，所述第二電阻的另一端分別與所述第二電容的一端和第五電阻的一端連接，所述第四電阻的另一端通過所述第一電容與所述運算放大器的輸出端連接，所述第二電容的另一端連接參考電位，所述第五電阻的另一端與所述運算放大器的同相輸入端連接，所述運算放大器的反相輸入端與其輸出端連接，所述運算放大器的輸出端與所述第三電阻連接。

在本發(fā)明所述的高壓電纜絕緣運行檢測系統(tǒng)中，所述低通濾波器還包括第六電阻，所述運算放大器的反向輸入端通過所述第六電阻與其輸出端連接。

在本發(fā)明所述的高壓電纜絕緣運行檢測系統(tǒng)中，所述低通濾波器還包括第七電阻，所述運算放大器的一引腳通過所述第七電阻與所述高壓直流電源連接。

在本發(fā)明所述的高壓電纜絕緣運行檢測系統(tǒng)中，所述低通濾波器還包括第八電阻，所述運算放大器的另一引腳通過所述第八電阻連接所述參考電位。

在本發(fā)明所述的高壓電纜絕緣運行檢測系統(tǒng)中，所述分壓單元包括第一分壓電阻、第二分壓電阻、第一分壓電容和第二分壓電容，所述第一分壓電阻的一端和第一分壓電容的一端均與所述高壓電纜的一端連接，所述第一分壓電阻的另一端與所述第二分壓電阻的一端連接，所述第一分壓電容的另一端分別與所述第二分壓電容的一端和低通濾波器連接，所述第二分壓電阻的另一端與所述第二分壓電容的另一端連接后，并分別與所述帶通濾波器和阻抗檢測電路連接，所述第一分壓電阻的阻值與所述第二分壓電阻的阻值的比值等于所述第一分壓電容的阻抗與所述第二分壓電容的阻抗的比值。

在本發(fā)明所述的高壓電纜絕緣運行檢測系統(tǒng)中，所述阻抗檢測電路包括檢測電阻和檢測電容，所述檢測電阻與檢測電容并聯(lián)，其并聯(lián)的一端分別與所述分壓單元和帶通濾波器連接，并聯(lián)的另一端與所述帶通濾波器連接，并聯(lián)的另一端還接地。

實施本發(fā)明的高壓電纜絕緣運行檢測系統(tǒng)，具有以下有益效果：由于設有振蕩波發(fā)生電路、分壓檢測電路和控制單元，采用振蕩波電壓測試高壓電纜的絕緣性能，振蕩波電壓測試設備體積小，便于攜帶，低通濾波器的電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低，能夠抵制諧波、雜波和干擾等信號，保證電路輸出信號不失真；所以其體積較小、便于攜帶、電路結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、保證電路輸出信號不失真。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術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，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明高壓電纜絕緣運行檢測系統(tǒng)一個實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為所述實施例中分壓檢測電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為所述實施例中低通濾波器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

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?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(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。

在本發(fā)明高壓電纜絕緣運行檢測系統(tǒng)實施例中，該高壓電纜絕緣運行檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。圖1中，高壓電纜絕緣運行檢測系統(tǒng)包括振蕩波發(fā)生電路1、分壓檢測電路2和控制單元3，振蕩波發(fā)生電路1包括高壓直流電源Uh、固態(tài)高壓開關S、空心電感L和高壓電纜(圖中畫出的是高壓電纜的測測試電容Ct)，高壓直流電源Uh的正極通過空心電感L與高壓電纜的一端連接，高壓電纜的另一端接地，固態(tài)高壓開關S的一端與高壓直流電源Uh的正極連接，固態(tài)高壓開關S的另一端接地，分壓檢測電路2的一端與高壓電纜的一端連接，分壓檢測電路2的另一端與控制單元3連接，控制單元3還分別與高壓直流電源Uh和固態(tài)高壓開關S連接。

固態(tài)高壓開關S保持關斷，高壓直流電源Uh首先通過線性連續(xù)升壓方式對高壓電纜的測試電容Ct進行線性連續(xù)充電，使之升壓到預設值150kV后，此時，固態(tài)高壓開關S耐受150kV的直流電壓，固態(tài)高壓開關S在1us內(nèi)閉合，使得高壓電纜的測試電容Ct與測試回路中的空心電感L形成回路，從而產(chǎn)生諧振，從而在高壓電纜的測試電容Ct上產(chǎn)生振蕩交流電壓，由于高壓電纜還存在阻性，振蕩交流電壓的幅值逐步減小，直至為零，持續(xù)時間為ms級。

圖2為本實施例中分壓檢測電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖2中，分壓檢測電路2包括低通濾波器、帶通濾波器、分壓單元Ck和阻抗檢測電路Zd，分壓單元Ck的一端與高壓電纜Uc的一端連接，分壓單元Ck的另一端通過阻抗檢測電路Zd接地，低通濾波器與分壓單元Ck連接、用于分離出高壓電纜的電壓信號(具體是分離出高壓電纜的電壓Uc的分量信號Uc1)并傳送到控制單元3，帶通濾波器與阻抗檢測電路Zd連接、用于分離出高壓電纜的局放信號Upd并傳送到控制單元3。低通濾波器的低通截止頻率為300～1000Hz，帶通濾波器的低通截止頻率為50k-100kHz，高通截止頻率為1M～20MHz。分壓單元Ck可等效為耦合電容。本發(fā)明采用振蕩波電壓測試高壓電纜的絕緣性能，振蕩波電壓測試設備體積小，便于攜帶；采用一體設計的分壓檢測電路2，耦合電容可用于分壓，效果顯著。

控制單元3根據(jù)高壓電纜的電壓Uc的分量信號Uc1，輸出控制高壓直流電源Uh的信號，使得高壓電纜的電壓Uc均勻升高，即使得高壓電纜的升壓電流保持恒定；當高壓電纜的電壓Uc達到設定值后，控制固態(tài)高壓開關S導通，空心電感L和高壓電纜的測試電容Ct形成振蕩波；局放信號Upd用來計算出高壓電纜的局部放電量。

圖3為本實施例中低通濾波器的電路結(jié)構(gòu)示意圖，圖3中，低通濾波器包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第一電容C1、第二電容C3和運算放大器A，其中，第一電阻R1分別與第二電阻R2的一端和第四電阻R4的一端連接，第二電阻R2的另一端分別與第二電容C2的一端和第五電阻R5的一端連接，第四電阻R4的另一端通過第一電容C1與運算放大器A的輸出端連接，第二電容C2的另一端連接參考電位，第五電阻R5的另一端與運算放大器A的同相輸入端連接，運算放大器A的反相輸入端與其輸出端連接，運算放大器A的輸出端與第三電阻R3連接。

上述第一電阻R1還連接分壓單元Ck，第三電阻R3還連接控制單元3。第一電阻R1和第一電容C1形成一級反饋濾波，第二電阻R2和第二電容C2形成二級旁路濾波。第四電阻R4和第五電阻R5均為限流電阻，用于進行過流保護。該低通濾波器的電路結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，能夠抵制諧波、雜波、干擾等信號，保證電路輸出信號不失真。

本實施例中，低通濾波器還包括第六電阻R6，運算放大器A的反向輸入端通過第六電阻R6與其輸出端連接。第六電阻R6為限流電阻，用于進一步進行過流保護。該低通濾波器還包括第七電阻R7，運算放大器A的一引腳通過第七電阻R7與高壓直流電源Uh連接。第七電阻R7為限流電阻，用于進一步加強電路的過流保護。該低通濾波器還包括第八電阻R8，運算放大器A的另一引腳通過第八電阻R8連接參考電位，第八電阻R8為限流電阻，用于使電路的過流保護效果達到最佳。

如圖2所示，本實施例中，分壓單元Ck包括第一分壓電阻Ru1、第二分壓電阻Ru2、第一分壓電容Cu1和第二分壓電容Cu2，第一分壓電阻Ru1的一端和第一分壓電容Cu1的一端均與高壓電纜的一端連接，第一分壓電阻Ru1的另一端與第二分壓電阻Ru2的一端連接，第一分壓電容Cu1的另一端分別與第二分壓電容Cu2的一端和低通濾波器連接，第二分壓電阻Ru2的另一端與第二分壓電容Cu2的另一端連接后，并分別與帶通濾波器和阻抗檢測電路Zd連接。值得一提的是，第一分壓電阻Ru1的阻值遠大于第二分壓電阻Ru2的阻值，第一分壓電容Cu1的容值遠小于第二分壓電容Cu2的容值。第一分壓電阻Ru1的阻值與第二分壓電阻Ru2的阻值的比值等于第一分壓電容Cu1的阻抗與第二分壓電容Cu2的阻抗的比值。分壓單元Ck可等效為第一分壓電容第一分壓電容Cu1，具有耦合電容的作用。低頻時阻抗大，高頻時阻抗低，阻礙低頻信號，通過高頻信號，在振蕩波20～300Hz內(nèi)，對振蕩電壓的抑制作用明顯。

本實施例中，阻抗檢測電路2包括檢測電阻Rd和檢測電容Cd，檢測電阻Rd與檢測電容Cd并聯(lián)，其并聯(lián)的一端分別與分壓單元Ck和帶通濾波器連接，并聯(lián)的另一端與帶通濾波器連接，并聯(lián)的另一端還接地。

總之，在本實施例中，高壓直流電源Uh通過線性連續(xù)升壓方式對被測試的高壓電纜進行逐步充電，使之升壓到預設值后，固態(tài)高壓開關S在1us內(nèi)閉合，使得高壓電纜的測試電容Ct與空心電感L產(chǎn)生振蕩諧振，分壓單元Ck通過低通濾波器后采樣到高壓電纜的電壓Uc的分量信號Uc1，阻抗檢測電路Zd通過帶通濾波器后采樣到高壓電纜的局放信號Upd，高壓電纜的電壓Uc的分量信號Uc1和局放信號Upd通入到控制單元3中。該高壓電纜絕緣運行檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，可有效檢測高壓電纜的絕緣性能。低通濾波器的電路結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，能夠抵制諧波、雜波、干擾等信號，保證電路輸出信號不失真。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。