專利名稱：振蕩波系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種局部放電檢測系統(tǒng)，具體是ー種振蕩波系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近十年來，擠塑型電カ電纜特別是交聯(lián)聚こ烯(XLPE)電カ電纜由于其絕緣性能好、易于制造、安裝方便、供電安全可靠等優(yōu)點，在城市電網(wǎng)中得到廣泛使用。但是這種電纜的絕緣結(jié)構(gòu)中往往會由于加工技術(shù)上的難度或原材料不純而存在氣隙和有害性雜質(zhì)，或者由于エ藝原因在絕緣介質(zhì)與半導電屏蔽層之間存在間隙或半導電體向絕緣層突出，在這些氣隙和雜質(zhì)尖端處極易產(chǎn)生局部放電，同時在電力電纜的安裝和運行過程當中也可能會產(chǎn)生各種絕緣缺陷導致局部放電。由于XLPE等擠塑型絕緣材料耐放電性較差，在局部放電的長期作用下，絕緣材料不斷老化最終導致絕緣擊穿，造成重大事故。研究發(fā)現(xiàn)，電纜的局部放電量與其絕緣狀況密切相關(guān)，局部放電量的變化預示著電纜絕緣可能存在危害電纜安全運行的缺陷，因此可通過檢測電纜的局部放電量評估電纜的絕緣狀況。電纜局部放電的檢測方法主要有以下三種1、エ頻電壓下電纜局部放電檢測；2、超低頻電壓下電纜局部放電檢測；3、直流阻尼振蕩電壓下電纜局部放電檢測；其中的方法1，由于電カ電纜的電容量大，很難在現(xiàn)場進行エ頻電壓下的局部放電檢測；其中的方法2要求試驗時間長，對電纜絕緣損傷較大，可引發(fā)電纜中的新的缺陷；其中的方法3，由于XLPE電カ電纜的絕緣電阻較高，且交流和直流下電壓分布差別較大，進行直流耐壓試驗后，在XLPE電纜中，特別是電纜缺陷處會殘留大量空間電荷，電纜投運后，這些空間電荷常造成電纜的絕緣擊穿事故。因此上述方法均不適合用于對擠塑型電カ電纜的局部放電檢測。振蕩波測試系統(tǒng)(0WTS,英文全稱為Oscillating Waveform Test System),利用電纜等值電容與電感絕緣導線的串聯(lián)諧振原理，使振蕩電壓在多次極性變換過程中電纜缺陷處會激發(fā)出局部放電信號，通過高頻耦合器測量該信號從而判斷電纜的好壞。采用OffTS振蕩波電纜局部放電檢測`和定位技術(shù)對IOkV配電電纜進行測試，能夠及時發(fā)現(xiàn)和定位潛伏性局部放電缺陷且不會對電纜造成傷害，可以大大提高供電可靠性。中國專利文獻CN102565637A公開了ー種基于異步雙端測量的電纜振蕩波局部放電檢測系統(tǒng)，具體參見圖1所示，該系統(tǒng)包括待測電纜及分別于待測電纜連接的振蕩波發(fā)生裝置及信號采集子系統(tǒng)，程控寬程局部放電校準儀，上位機。其中，振蕩波發(fā)生裝置在上位機的控制下產(chǎn)生阻尼振蕩波，電纜兩端的信號采集子系統(tǒng)將采集到的波形及數(shù)據(jù)交由上位機分析軟件集中處理、分析，得到有無局部放電發(fā)生及局部放電量的判決，從而實現(xiàn)電纜局部放電的測試。在振蕩波檢測系統(tǒng)中，振蕩波電壓是近年來國內(nèi)外研究較多的一種用于XLPE電カ電纜局部放電檢測和定位的電源。該振蕩波電源與交流電源等效性好，作用時間短、操作方便、易于攜帶，可有效檢測XLPE電カ電纜中的各種缺陷，且試驗不會對電纜造成傷害。振蕩波系統(tǒng)的核心是利用LC ニ階電路充放電過程實現(xiàn)的，其中被測試電纜的等效電容值即為LC ニ階電路的電容，其中的電感需要根據(jù)測試場合定制，但是現(xiàn)有的對電感的研究指注重電感的電感值，未充分考慮電感在振蕩波檢測系統(tǒng)實際需求在振蕩波檢測系統(tǒng)用，待測的是電纜的局部放電，如果電感的自身存在局部放電，將嚴重影響對電カ電纜局部放電的檢測，進而影響使用效果。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明所要解決的是現(xiàn)有振蕩波檢測系統(tǒng)中的電感存在局部放電影響系統(tǒng)使用效果的技術(shù)問題，提供ー種包括改進電感的振蕩波系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種振蕩波系統(tǒng)，包括待測電纜；振蕩器發(fā)生裝置，與所述待測電纜串聯(lián)連接；所述振蕩器發(fā)生裝置進ー步包括高壓直流電源、高壓電子開關(guān)和空心電感，其中，所述空心電感、所述高壓直流電源和所述待測電纜串聯(lián)連接，所述高壓電子開關(guān)與所述高壓直流電源相連，控制所述高壓直流電源的打開和關(guān)斷；信號采集系統(tǒng)，輸入端連接在所述振蕩器發(fā)生裝置和所述待測電纜之間，采集所述流經(jīng)所述待測電纜的電壓信號并輸出；エ控機，接收所述信號采集裝置輸出的所述電壓信號并處理；所述空心電感進ー步包括空心繞線骨架；絕緣導線，分層繞設在所述空心繞線骨架上，同一層上的相鄰匝的絕緣導線無間隔緊密排列；層間絕緣層，設置在相鄰的兩層絕緣導線之間；密封用絕緣層，設置在所述空心繞線骨架上所述絕緣導線的最外層，用于固定繞設好的所述絕緣導線；屏蔽端子，分別設置在所述電感的上端部和下端部，用于將所述電感內(nèi)部的導線引出；絕緣外殼，用于密封所述電感；
r n ^ . . .(7.877V2#2)其中電感的電感值Z = —~~
(3M + 9B + 10C)電感的電阻ガ=-——7；
14250F2`
其中，N為繞制圈數(shù)，M為平均直徑，B為線圈的寬度或長度，C為線圈徑向厚度，W為絕緣導線的線徑；電感量L的范圍在0. 5H-10H之間。所述層間絕緣層為兩張厚度為0. 25mm的絕緣紙。所述密封用絕緣層為經(jīng)環(huán)氧樹脂液體浸潰的玻璃纖維網(wǎng)格布。所述屏蔽端子為各個棱角均打磨成圓角的長方體；所述端子的進線部通過安裝孔與所述電感內(nèi)的導線焊接；所述端子的出現(xiàn)部設置外部接線用絲孔。還包括設置在所述電感下方的減震裝置。所述減震裝置為彈簧，所述彈簧通過螺栓和螺母固定在所述電感的下方。所述信號采集系統(tǒng)進一歩包括
檢測阻抗；繼電器，并聯(lián)在所述檢測阻抗兩端；繼電器的驅(qū)動控制裝置，其進ー步包括直流電源；第一電阻R1，所述第一電阻Rl的一端與直流電源的輸出端相連；三極管Q，所述三極管Q的基極與第二電阻R2相連，第二電阻R2不直接與所述基極相連的一端接控制單元；所述三極管Q的集電極與所述第一電阻Rl不直接與直流電源相連的一端相連；所述三極管Q的發(fā)射極與所述繼電器的控制端相連；控制單元，接收控制振蕩波系統(tǒng)中高壓電子開關(guān)閉合的信號，并發(fā)出控制所述繼電器在不晚于過沖電壓到達所述檢測阻抗時導通的控制信號。所述繼電器為光MOS繼電器。所述光MOS繼電器進一步包括紅外發(fā)光二極管，其正極與所述三極管Q的發(fā)射極相連，所述紅外發(fā)光二極管的負極接地；光電ニ極管陣列，接收 所述紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外光，產(chǎn)生驅(qū)動MOS管的光電壓；MOS管，接收所述光電ニ極管陣列產(chǎn)生的光電壓，并在其柵極和源極間的電壓上升至門檻電壓吋，控制繼電器導通或者關(guān)斷。所述光MOS繼電器為導通時間小于或者等于0.1ms且導通瞬間最大電流為30A的光MOS繼電器。本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點本發(fā)明的用于振蕩波系統(tǒng)中的相鄰的兩層絕緣導線之間設置絕緣層，保證了絕緣間距，可避免電感內(nèi)部放電或者電暈的產(chǎn)生，避免使用過程中的局部放電；同一層上的相鄰匝的絕緣導線無間隔緊密排列，可進ー步縮小所述電感的體積和重量。同吋，電感采用空心繞線骨架，最終獲得空心電感的噪聲低、電感值線性度好，保證了電感的線性度。所述層間絕緣層為兩張厚度為0. 25mm的絕緣紙，所述密封用絕緣層為經(jīng)環(huán)氧樹脂液體浸潰的玻璃纖維網(wǎng)格布，方便加工；所述屏蔽端子的各個棱角均打磨成圓角，可避免局部尖放電。在所述電感的下方設置減震用彈簧，可有效吸收在高壓固體開關(guān)動作瞬間瞬時電流流過電感線圈產(chǎn)生的電動カ引起的電感震動，避免電感因震動使得信號在傳遞過程中出現(xiàn)干擾，保證電感的正常工作和系統(tǒng)的安全。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進ー步詳細的說明，其中圖1是中國專利文獻CN102565637A公開的ー種基于異步雙端測量的電纜振蕩波局部放電檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2本發(fā)明ー個實施例的一種振蕩波系統(tǒng)用電感的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2所示電感的一個實施例的制造方法流程圖；圖4為本發(fā)明一個實施例的繼電保護型檢測阻抗結(jié)構(gòu)示意圖5為振蕩波系統(tǒng)中高壓電子開關(guān)控制信號、高壓電子開關(guān)開通情況、光MOS繼電器控制信號和光MOS繼電器開通情況的工作時序圖。圖中附圖標記表示為1-空心繞線骨架，2 —絕緣導線，3 —層間絕緣層。
具體實施例方式一種振蕩波系統(tǒng)，包括待測電纜；振蕩器發(fā)生裝置，與所述待測電纜串聯(lián)連接；所述振蕩器發(fā)生裝置進ー步包括高壓直流電源、高壓電子開關(guān)和空心電感，其中，所述空心電感、所述高壓直流電源和所述待測電纜串聯(lián)連接，所述高壓電子開關(guān)與所述高壓直流電源相連，控制所述高壓直流電源的打開和關(guān)斷；信號采集系統(tǒng)，輸入端連接在所述振蕩器發(fā)生裝置和所述待測電纜之間，采集所述流經(jīng)所述待測電纜的電壓信號并輸出；エ控機，接收所述信號采集裝置輸出的所述電壓信號并處理；參見圖1所示，作為本發(fā)明一個實施例的空心電感進ー步包括空心繞線骨架I ;絕緣導線2，分層繞設在所述空心繞線骨架I上，同一層上的相鄰匝的絕緣導線2無間隔緊密排列； 層間絕緣層3，設置在相鄰的兩層絕緣導線2之間；本實施例中，所述層間絕緣層3為兩張厚度為0. 25mm的絕緣紙,方便使用；密封用絕緣層，設置在所述空心繞線骨架I上所述絕緣導線2的最外層，用于固定繞設好的所述絕緣導線2 ;本實施例中，所述密封用絕緣層為經(jīng)環(huán)氧樹脂液體浸潰的玻璃纖維網(wǎng)格布；屏蔽端子，分別設置在所述電感的上端部和下端部，用于將所述電感內(nèi)部的導線引出；具體地，所述屏蔽端子為各個棱角均打磨成圓角的長方體；所述端子的進線部通過安裝孔與所述電感內(nèi)的導線焊接；所述端子的出現(xiàn)部設置外部接線用絲孔；絕緣外殼，用于密封所述電感；彈簧，所述彈簧通過螺栓和螺母固定在所述電感的下方，即所述絕緣外殼的下方；
_5]其中電__似、〗7:2^);
NM電感的電阻無=———；
112b0/f2其中，N為繞制圈數(shù)，M為平均直徑，B為線圈的寬度或長度，C為線圈徑向厚度，W為絕緣導線2的線徑；電感量L的范圍在0. 5H-10H之間。參見圖4所示，所述信號采集系統(tǒng)進一歩包括檢測阻抗；繼電器，并聯(lián)在所述檢測阻抗兩端；繼電器的驅(qū)動控制裝置，其進ー步包括
直流電源；第一電阻R1，所述第一電阻Rl的一端與直流電源的輸出端相連；三極管Q，所述三極管Q的基極與第二電阻R2相連，第二電阻R2不直接與所述基極相連的一端接控制單元；所述三極管Q的集電極與所述第一電阻Rl不直接與直流電源相連的一端相連；所述三極管Q的發(fā)射極與所述繼電器的控制端相連；控制單元，接收控制振蕩波系統(tǒng)中高壓電子開關(guān)閉合的信號，并發(fā)出控制所述繼電器在不晚于過沖電壓到達所述檢測阻抗時導通的控制信號。作為上述實施例的具體實施方式
，所述繼電器為光MOS繼電器，所述光MOS繼電器進ー步包括紅外發(fā)光二極管，其正極與所述三極管Q的發(fā)射極相連，所述紅外發(fā)光二極管的負極接地；光電ニ極管陣列，接收所述紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外光產(chǎn)生驅(qū)動MOS管的光電壓；MOS管，接收所述光電ニ極管陣列產(chǎn)生的光電壓，并在其柵極和源極間的電壓上升至門檻電壓吋，控制繼電器導通或者關(guān)斷。作為具體實施方式
，所述光MOS繼電器為導通時間小于或者等于0.1ms且導通瞬間最大電流為30A的光MOS繼電器。

作為本發(fā)明的ー種具體實施方式
，所述高壓電子開關(guān)控制信號、高壓電子開關(guān)開通情況、光MOS繼電器控制信號和光MOS繼電器開通情況的工作時序圖參見圖5所示，在所述三極管Q的基極為高電平時，三極管Q導通，Vcc經(jīng)第一電阻R1、繼電器內(nèi)部紅外發(fā)光二極管形成回路，發(fā)光二極亮，光電ニ極管陣列將光轉(zhuǎn)換成電信號，控制MOS管導通，表現(xiàn)為繼電器“吸合”，即光MOS固態(tài)繼電器開關(guān)閉合。通過三極管Q擴流和間接控制光MOS固態(tài)繼電器的開通，三極管Q的基極只需要微安級電流就可以控制三極管Q工作，可以達到便于控制、驅(qū)動方便并且由于集電極電流較大可以加快繼電器的開通時間和效率。至于加入三極管Q等分立器件后造成的時間延時可以通過所述控制単元計算在給控制信號時予以消除。作為上述實施例的變形，所述光MOS繼電器可為現(xiàn)有技術(shù)中的其它結(jié)構(gòu)的光MOS繼電器或者現(xiàn)有技術(shù)中的其它繼電器代替，只要能受控在過沖電壓到來前導通即可，均能實現(xiàn)本發(fā)明的目的，屬于本發(fā)明的保護范圍。作為上述實施例的變形，作為減震裝置的所述彈簧可為現(xiàn)有技術(shù)中的其它有彈性件代替，比如弾性墊片，同樣能實現(xiàn)本發(fā)明的目的，屬于本發(fā)明的保護范圍。本發(fā)明的用于振蕩波系統(tǒng)中的相鄰的兩層絕緣導線2之間設置絕緣層，保證了絕緣間距，可避免電感內(nèi)部放電或者電暈的產(chǎn)生，避免使用過程中的局部放電；同一層上的相鄰匝的絕緣導線2無間隔緊密排列，可進ー步縮小所述電感的體積和重量。同吋，電感采用空心繞線骨架1，最終獲得空心電感的噪聲低、電感值線性度好，保證了電感的線性度。所述層間絕緣層3為兩張厚度為0. 25mm的絕緣紙，所述密封用絕緣層為經(jīng)環(huán)氧樹脂液體浸潰的玻璃纖維網(wǎng)格布，方便加工；所述屏蔽端子的各個棱角均打磨成圓角，可避免局部尖放電。在所述電感的下方設置減震用彈簧，可有效吸收在高壓固體開關(guān)動作瞬間瞬時電流流過電感線圈產(chǎn)生的電動カ引起的電感震動，避免電感因震動使得信號在傳遞過程中出現(xiàn)干擾，保證電感的正常工作和系統(tǒng)的安全。同時，提供上述振蕩波系統(tǒng)用電感的ー種制作方法，參見圖3所示，所述方法包括如下步驟S1:按照如下方式繞線采用密繞法將絕緣導線2分層繞設在空心繞線骨架I上；在相鄰兩層絕緣導線2之間設置層間絕緣層3 ；在繞制完成的所述空心繞線骨架I上所述絕緣導線2的最外層設置密封用絕緣層；所述絕緣導線2的兩端分別在所述電感的上端部和下端部伸出；S2:屏蔽端子連接所述屏蔽端子對應地設置在所述電感的上端部和下端部，將所述電感內(nèi)部的導線分別與屏蔽端子內(nèi)側(cè)的進線端子連接；還包括將所述屏蔽端子的各個棱角均打磨成圓角的步驟；S3:將連接好端子后的所述電感與其澆注用模具裝配成一體；S4:將裝配好的電感放入烘箱烘干；S5:對烘干后的所述電感進行抽真空處理，并在真空環(huán)境下澆注環(huán)氧樹脂；S6:脫模；S7:對脫模后的所述電感的澆注外表面進行打磨；S8:對打磨后的所述電感加裝絕緣外殼；S9:加裝減震裝置的步驟所述減震裝置為彈簧；所述彈簧經(jīng)由螺栓和螺母固定在所述外殼上。顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種振蕩波系統(tǒng)，其特征在于，包括 待測電纜； 振蕩器發(fā)生裝置，與所述待測電纜串聯(lián)連接；所述振蕩器發(fā)生裝置進ー步包括高壓直流電源、高壓電子開關(guān)和空心電感，其中，所述空心電感、所述高壓直流電源和所述待測電纜串聯(lián)連接，所述高壓電子開關(guān)與所述高壓直流電源相連，控制所述高壓直流電源的打開和關(guān)斷； 信號采集系統(tǒng)，輸入端連接在所述振蕩器發(fā)生裝置和所述待測電纜之間，采集所述流經(jīng)所述待測電纜的電壓信號并輸出； エ控機，接收所述信號采集裝置輸出的所述電壓信號并處理； 所述空心電感進ー步包括 空心繞線骨架； 絕緣導線，分層繞設在所述空心繞線骨架上，同一層上的相鄰匝的絕緣導線無間隔緊密排列； 層間絕緣層，設置在相鄰的兩層絕緣導線之間； 密封用絕緣層，設置在所述空心繞線骨架上所述絕緣導線的最外層，用于固定繞設好的所述絕緣導線； 屏蔽端子，分別設置在所述電感的上端部和下端部，用于將所述電感內(nèi)部的導線引出； 絕緣外殼，用于密封所述電感； 其中電感的電感值
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種振蕩波系統(tǒng)，其特征在于，所述層間絕緣層為兩張厚度為0. 25mm的絕緣紙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的ー種振蕩波系統(tǒng)，其特征在于，所述密封用絕緣層為經(jīng)環(huán)氧樹脂液體浸潰的玻璃纖維網(wǎng)格布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的ー種振蕩波系統(tǒng)，其特征在于，所述屏蔽端子為各個棱角均打磨成圓角的長方體；所述端子的進線部通過安裝孔與所述電感內(nèi)的導線焊接；所述端子的出現(xiàn)部設置外部接線用絲孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的ー種振蕩波系統(tǒng)，其特征在于，還包括設置在所述電感下方的減震裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種振蕩波系統(tǒng)，其特征在于，所述減震裝置為彈簧，所述彈簧通過螺栓和螺母固定在所述電感的下方。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的ー種振蕩波系統(tǒng)，其特征在于，所述信號采集系統(tǒng)進ー步包括 檢測阻抗；繼電器，并聯(lián)在所述檢測阻抗兩端； 繼電器的驅(qū)動控制裝置，其進ー步包括直流電源； 第一電阻R1，所述第一電阻Rl的一端與直流電源的輸出端相連； 三極管Q，所述三極管Q的基極與第二電阻R2相連，第二電阻R2不直接與所述基極相連的一端接控制單元；所述三極管Q的集電極與所述第一電阻Rl不直接與直流電源相連的一端相連；所述三極管Q的發(fā)射極與所述繼電器的控制端相連； 控制單元，接收控制振蕩波系統(tǒng)中高壓電子開關(guān)閉合的信號，并發(fā)出控制所述繼電器在不晚于過沖電壓到達所述檢測阻抗時導通的控制信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的ー種振蕩波系統(tǒng)用繼電保護型檢測阻抗，其特征在于，所述繼電器為光MOS繼電器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的ー種振蕩波系統(tǒng)用繼電保護型檢測阻抗，其特征在于，所述光MOS繼電器進ー步包括 紅外發(fā)光二極管，其正極與所述三極管Q的發(fā)射極相連，所述紅外發(fā)光二極管的負極接地； 光電ニ極管陣列，接收所述紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外光，產(chǎn)生驅(qū)動MOS管的光電壓；MOS管，接收所述光電ニ極管陣列產(chǎn)生的光電壓，并在其柵極和源極間的電壓上升至門檻電壓吋，控制繼電器導通或者關(guān)斷。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的ー種振蕩波系統(tǒng)用繼電保護型檢測阻抗，其特征在于，所述光MOS繼電器為導通時間小于或者等于0.1ms且導通瞬間最大電流為30A的光MOS繼電器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種振蕩波系統(tǒng)，包括待測電纜、振蕩器發(fā)生裝置、信號采集系統(tǒng)和工控機，其中振蕩器發(fā)生裝置中的空心電感包括空心繞線骨架；絕緣導線，分層繞設在空心繞線骨架上；層間絕緣層，設置在相鄰的兩層絕緣導線之間；密封用絕緣層，設置在空心繞線骨架上絕緣導線的最外層；屏蔽端子，分別設置在電感的上端部和下端部，用于將電感內(nèi)部的導線引出；絕緣外殼，用于密封電感。在相鄰的兩層絕緣導線之間設置絕緣層，保證了絕緣間距，可避免電感內(nèi)部放電或者電暈的產(chǎn)生，避免使用過程中的局部放電，保證振蕩波系統(tǒng)正常檢測；同一層上的相鄰匝的絕緣導線無間隔緊密排列，可進一步縮小電感的體積和重量。
文檔編號G01R1/36GK103063992SQ201210594359
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者時翔, 趙生傳, 陳志勇, 江川, 蔡健, 牟磊, 崔瀟, 藍先明, 李志戈, 艾福超, 劉術(shù)波, 張宏偉, 陳永平 申請人:山東電力集團公司青島供電公司, 國家電網(wǎng)公司