本發(fā)明涉及電纜局部放電測(cè)量領(lǐng)域，尤其是一種電纜局部放電動(dòng)態(tài)平衡抗干擾裝置及其工作方法。

背景技術(shù)：

電纜在電力系統(tǒng)中扮演著輸送電能的作用，電纜的絕緣結(jié)構(gòu)如果長(zhǎng)時(shí)間發(fā)生持續(xù)的局部放電,絕緣介電性能可能會(huì)嚴(yán)重受損，如果局部放電故障一直未被發(fā)現(xiàn)和處理最終可能導(dǎo)致發(fā)生災(zāi)難性的故障。因此，對(duì)電纜進(jìn)行局部放電檢測(cè)及時(shí)發(fā)現(xiàn)其絕緣故障顯得格外重要。

傳統(tǒng)測(cè)量中，針對(duì)不同類型的干擾需采取不同的抗干擾措施，如：使用隔離變壓器降低電源干擾；將整個(gè)系統(tǒng)單點(diǎn)接地，減小接地干擾；采用平衡測(cè)量法，或是增加屏蔽實(shí)驗(yàn)室降低周圍電磁場(chǎng)的影響；使用脈沖鑒別法，區(qū)分內(nèi)外部放電等。隔離變壓器及屏蔽實(shí)驗(yàn)室的使用無(wú)疑會(huì)增加試驗(yàn)成本；若是單點(diǎn)接地處理不好，接地干擾仍難以避免；由于平衡測(cè)量法中對(duì)耦合電容要求極高，所以當(dāng)耦合電容與試品的匹配度不高時(shí)，依然不能將干擾完全抑制掉，另外，該方法的測(cè)量結(jié)果直接削弱共模干擾，最終無(wú)法知曉此部分干擾類型；脈沖鑒別法因兩路信號(hào)的路徑不同及其他干擾的影響，兩路信號(hào)波形可能有所畸變并且存在時(shí)延，致使該方法失效，也難以抑制外部放電干擾。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題和提出的技術(shù)任務(wù)是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)方案進(jìn)行完善與改進(jìn)，提供一種電纜局部放電動(dòng)態(tài)平衡抗干擾裝置及其工作方法，以消除電纜局部放電檢測(cè)中的各種干擾為目的。為此，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案。

一種電纜局部放電動(dòng)態(tài)平衡抗干擾裝置，包括電源、調(diào)壓器、勵(lì)磁變壓器、電抗器、高壓濾波器、動(dòng)態(tài)平衡阻抗器、局放檢測(cè)儀，所述的調(diào)壓器與電源連接，所述的勵(lì)磁變壓器與調(diào)壓器連接，所述的勵(lì)磁變壓器的高電位端與電抗器及高壓濾波器依次串聯(lián)，所述的動(dòng)態(tài)平衡阻抗器與局放檢測(cè)儀連接，所述的動(dòng)態(tài)平衡阻抗器的接地端和勵(lì)磁變壓器的低電位端接公共地GND；所述的動(dòng)態(tài)平衡阻抗器的藕合電容接線端和被測(cè)電纜接線端分別連接無(wú)局放耦合電容Ck和被測(cè)電纜Cx的低電位端，所述的高壓濾波器的輸出HV端并聯(lián)連接無(wú)局放耦合電容Ck和被測(cè)電纜Cx的高電位端；所述的動(dòng)態(tài)平衡阻抗器對(duì)流經(jīng)被測(cè)電纜和耦合電容上的信號(hào)進(jìn)行取樣，所述的局放檢測(cè)儀用于接收、處理、顯示動(dòng)態(tài)平衡阻抗器的測(cè)試結(jié)果并對(duì)其實(shí)施控制。可方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)電纜和耦合電容的信號(hào)采樣，再經(jīng)過(guò)局放檢測(cè)儀的數(shù)據(jù)分析和處理，剔除多種干擾，提取出放電波形。

作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充，本發(fā)明還包括以下附加技術(shù)特征。

所述的動(dòng)態(tài)平衡阻抗器包括用于采集流經(jīng)耦合電容支路信號(hào)的可調(diào)阻抗Z1和用于采集被測(cè)電纜支路流經(jīng)信號(hào)的固定阻抗Z2。通過(guò)可調(diào)阻抗和固定阻抗分別實(shí)現(xiàn)對(duì)耦合電容支路信號(hào)及被測(cè)電纜支路信號(hào)的采樣。

所述的可調(diào)阻抗Z1中，耦合電容接線端與GND間并聯(lián)連接有保護(hù)電阻RP1與氣體放電管，互感器CT1二次側(cè)并聯(lián)連接有電阻RS1。RP1、RS1、互感器CT1線圈電感與被測(cè)電容支路構(gòu)成RLC調(diào)諧電路，RS1將電流信號(hào)轉(zhuǎn)為電壓信號(hào)；氣體放電管限制兩端輸入電壓，對(duì)互感器CT1二次側(cè)的連接設(shè)備起到過(guò)壓保護(hù)的作用。

互感器CT1的初級(jí)繞組為滑動(dòng)式，互感器CT1的初級(jí)繞組通過(guò)其連接的信號(hào)接收模塊連接到局部放電檢測(cè)儀的反饋控制信號(hào)輸出端。通過(guò)信號(hào)接收模塊接收來(lái)自局部放電檢測(cè)儀的反饋控制信號(hào)，通過(guò)滑動(dòng)式的自動(dòng)平滑調(diào)節(jié)繞組匝數(shù)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)通道脈沖幅值的調(diào)節(jié)。

所述的固定阻抗Z2中，被測(cè)電纜接線端與GND間并聯(lián)連接有保護(hù)電阻RP2與氣體放電管，互感器CT2的初級(jí)線圈為固定匝數(shù)，互感器CT2的二次側(cè)并聯(lián)連接有電阻RS2。RP2、RS2、互感器CT2線圈電感與被測(cè)電纜支路構(gòu)成調(diào)諧電路，RS2將電流信號(hào)轉(zhuǎn)為電壓信號(hào)；氣體放電管限制兩端輸入電壓，對(duì)互感器CT2的二次側(cè)的連接設(shè)備起到過(guò)壓保護(hù)的作用。

所述的動(dòng)態(tài)平衡阻抗器設(shè)有用于電磁屏蔽的金屬外殼，所述的可調(diào)阻抗Z1和固定阻抗Z2中間用接地屏蔽金屬板隔離。將動(dòng)態(tài)平衡阻抗器整體放進(jìn)一個(gè)電磁屏蔽金屬殼中，能夠避免外界電磁干擾的影響；在可調(diào)阻抗Z1和固定阻抗Z2中間用接地屏蔽金屬板隔離，防止彼此之間出現(xiàn)電感耦合、電容耦合等干擾。

一種電纜局部放電動(dòng)態(tài)平衡抗干擾裝置的工作方法，包括以下步驟：

1）按照試驗(yàn)原理接好線路，把耦合電容和被測(cè)電纜分別連接到動(dòng)態(tài)平衡阻抗器的藕合電容接線端和被測(cè)電纜接線端；

2）用校準(zhǔn)脈沖發(fā)生器對(duì)局放檢測(cè)儀系統(tǒng)進(jìn)行視在放電量的校準(zhǔn)，

校準(zhǔn)工作時(shí)，在不施加試驗(yàn)電壓的前提下，用校準(zhǔn)脈沖發(fā)生器給高壓端HV及GND打方波模擬放電，通過(guò)局放儀發(fā)出命令自動(dòng)調(diào)整可調(diào)阻抗Z1，使得局放儀兩通道顯示的放電量相等，從而使兩通道的測(cè)試靈敏度及信噪比相同；

3）撤掉校準(zhǔn)脈沖發(fā)生器，施加試驗(yàn)電壓進(jìn)行測(cè)試，動(dòng)態(tài)平衡阻抗裝置采集流經(jīng)耦合電容和被測(cè)電纜上的脈沖信號(hào)，并將兩路信號(hào)同時(shí)輸入局放檢測(cè)儀，由局放檢測(cè)儀系統(tǒng)對(duì)雙路信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；系統(tǒng)對(duì)于每種干擾,根據(jù)其在時(shí)域、頻域不同的特征，采用不同的濾波方式，有層次的實(shí)施軟件濾波，在濾除周期性窄帶干擾及抑制白噪聲后，信號(hào)只留下一般處理方法難以鑒別的外部局放信號(hào)與內(nèi)部局放信號(hào)；此時(shí)，系統(tǒng)對(duì)雙通道CH1、CH2脈沖的極性進(jìn)行判斷，極性相反為電纜放電，可直接利用局放檢測(cè)儀的專家診斷系統(tǒng)智能識(shí)別放電類型；極性相同，判斷為外部放電干擾脈沖，可利用專家診斷系統(tǒng)識(shí)別干擾類型，利用局放檢測(cè)儀的軟件調(diào)整兩脈沖相位差使之為0后，便可剔除干擾，提取出放電波形由專家診斷系統(tǒng)智能識(shí)別放電類型。

通過(guò)視在放電量的校準(zhǔn)，保證了局放檢測(cè)儀雙通道的相關(guān)參數(shù)值設(shè)定相同；通過(guò)施加試驗(yàn)電壓進(jìn)行測(cè)試的信號(hào)處理過(guò)程，去除了干擾，能夠方便的提取出放電波形由專家診斷系統(tǒng)智能識(shí)別放電類型。

有益效果：

1、可以濾除大部分來(lái)自公共測(cè)量回路的干擾，使得在進(jìn)行電纜局部放電測(cè)試時(shí)，無(wú)需準(zhǔn)備隔離變壓器、大容量調(diào)壓裝置、屏蔽實(shí)驗(yàn)室，降低試驗(yàn)成本，有很強(qiáng)的實(shí)用性。

2、用戶在通過(guò)動(dòng)態(tài)平衡阻抗裝置采集雙路信號(hào)交給局放檢測(cè)儀處理后，可根據(jù)檢測(cè)儀指示操作反饋控制按鈕自動(dòng)調(diào)整動(dòng)態(tài)平衡阻抗，不必隨被試電纜長(zhǎng)度及耦合電容的不同而更換不同的阻抗，應(yīng)用場(chǎng)合廣泛；自動(dòng)反饋調(diào)節(jié)操作簡(jiǎn)單，避免了手動(dòng)調(diào)節(jié)的不便，降低調(diào)節(jié)誤差，縮短用時(shí)；可保留、識(shí)別干擾脈沖波形。

3、基于脈沖極性鑒別，與軟件抗干擾配合補(bǔ)償脈沖時(shí)延，有層次的實(shí)施濾波，剔除干擾，提取、識(shí)別真正的局放信號(hào)，測(cè)試結(jié)果更精確。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理圖。

圖2是本發(fā)明動(dòng)態(tài)平衡阻抗器的結(jié)構(gòu)原理圖。

圖3是本發(fā)明測(cè)試流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1-3所示，一種電纜局部放電動(dòng)態(tài)平衡抗干擾裝置，包括電源、調(diào)壓器、勵(lì)磁變壓器、電抗器、高壓濾波器、動(dòng)態(tài)平衡阻抗器、局放檢測(cè)儀，所述的調(diào)壓器與電源連接，所述的勵(lì)磁變壓器與調(diào)壓器連接，所述的勵(lì)磁變壓器的高電位端與電抗器及高壓濾波器依次串聯(lián)，所述的動(dòng)態(tài)平衡阻抗器與局放檢測(cè)儀連接，所述的動(dòng)態(tài)平衡阻抗器的接地端和勵(lì)磁變壓器的低電位端接公共地GND；所述的動(dòng)態(tài)平衡阻抗器的藕合電容接線端和被測(cè)電纜接線端分別連接無(wú)局放耦合電容Ck和被測(cè)電纜Cx的低電位端，所述的高壓濾波器的輸出HV端并聯(lián)連接無(wú)局放耦合電容Ck和被測(cè)電纜Cx的高電位端；所述的動(dòng)態(tài)平衡阻抗器對(duì)流經(jīng)被測(cè)電纜和耦合電容上的信號(hào)進(jìn)行取樣，所述的局放檢測(cè)儀用于接收、處理、顯示動(dòng)態(tài)平衡阻抗器的測(cè)試結(jié)果并對(duì)其實(shí)施控制?？煞奖愕膶?shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)電纜和耦合電容的信號(hào)采樣，再經(jīng)過(guò)局放檢測(cè)儀的數(shù)據(jù)分析和處理，剔除多種干擾，提取出放電波形。

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)不同的支路流經(jīng)信號(hào)進(jìn)行采集，所述的動(dòng)態(tài)平衡阻抗器包括用于采集流經(jīng)耦合電容支路信號(hào)的可調(diào)阻抗Z1和用于采集被測(cè)電纜支路流經(jīng)信號(hào)的固定阻抗Z2。通過(guò)可調(diào)阻抗和固定阻抗分別實(shí)現(xiàn)對(duì)耦合電容支路信號(hào)及被測(cè)電纜支路信號(hào)的采樣。

為了把電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)互感器CT1二次側(cè)連接設(shè)備的保護(hù)，所述的可調(diào)阻抗Z1中，耦合電容接線端與GND間并聯(lián)連接有保護(hù)電阻RP1與氣體放電管，互感器CT1二次側(cè)并聯(lián)連接有電阻RS1。RP1、RS1、互感器CT1線圈電感與被測(cè)電容支路構(gòu)成RLC調(diào)諧電路，RS1將電流信號(hào)轉(zhuǎn)為電壓信號(hào)，氣體放電管限制兩端輸入電壓，對(duì)互感器CT1二次側(cè)的連接設(shè)備起到過(guò)壓保護(hù)的作用。

為了接收局部放電檢測(cè)儀的反饋控制信號(hào)和實(shí)現(xiàn)通道脈沖幅值的調(diào)節(jié)，互感器CT1的初級(jí)繞組為滑動(dòng)式，互感器CT1的初級(jí)繞組通過(guò)其連接的信號(hào)接收模塊連接到局部放電檢測(cè)儀的反饋控制信號(hào)輸出端。通過(guò)信號(hào)接收模塊接收來(lái)自局部放電檢測(cè)儀的反饋控制信號(hào)，通過(guò)滑動(dòng)式的自動(dòng)平滑調(diào)節(jié)繞組匝數(shù)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)通道脈沖幅值的調(diào)節(jié)。

為了把電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)互感器CT2二次側(cè)連接設(shè)備的保護(hù)，所述的固定阻抗Z2中，被測(cè)電纜接線端與GND間并聯(lián)連接有保護(hù)電阻RP2與氣體放電管，互感器CT2的初級(jí)線圈為固定匝數(shù)，互感器CT2的二次側(cè)并聯(lián)連接有電阻RS2。RP2、RS2、互感器CT2線圈電感與被測(cè)電纜支路構(gòu)成調(diào)諧電路，RS2將電流信號(hào)轉(zhuǎn)為電壓信號(hào)；氣體放電管限制兩端輸入電壓，對(duì)互感器CT2的二次側(cè)的連接設(shè)備起到過(guò)壓保護(hù)的作用。

為了避免外界電磁干擾和防止彼此之間出現(xiàn)耦合干擾，所述的動(dòng)態(tài)平衡阻抗器設(shè)有用于電磁屏蔽的金屬外殼，所述的可調(diào)阻抗Z1和固定阻抗Z2中間用接地屏蔽金屬板隔離。將動(dòng)態(tài)平衡阻抗器整體放進(jìn)一個(gè)電磁屏蔽金屬殼中，能夠避免外界電磁干擾的影響；在可調(diào)阻抗Z1和固定阻抗Z2中間用接地屏蔽金屬板隔離，防止彼此之間出現(xiàn)電感耦合、電容耦合等干擾。

一種電纜局部放電動(dòng)態(tài)平衡抗干擾裝置的工作方法，包括以下步驟：

1）按照試驗(yàn)原理接好線路，把耦合電容和被測(cè)電纜分別連接到動(dòng)態(tài)平衡阻抗器的藕合電容接線端和被測(cè)電纜接線端；

2）用校準(zhǔn)脈沖發(fā)生器對(duì)局放檢測(cè)儀系統(tǒng)進(jìn)行視在放電量的校準(zhǔn)，

校準(zhǔn)工作時(shí)，在不施加試驗(yàn)電壓的前提下，用校準(zhǔn)脈沖發(fā)生器給高壓端HV及GND打方波模擬放電，通過(guò)局放儀發(fā)出命令自動(dòng)調(diào)整可調(diào)阻抗Z1，使得局放儀兩通道顯示的放電量相等，從而使兩通道的測(cè)試靈敏度及信噪比相同；

3）撤掉校準(zhǔn)脈沖發(fā)生器，施加試驗(yàn)電壓進(jìn)行測(cè)試，動(dòng)態(tài)平衡阻抗裝置采集流經(jīng)耦合電容和被測(cè)電纜上的脈沖信號(hào)，并將兩路信號(hào)同時(shí)輸入局放檢測(cè)儀，由局放檢測(cè)儀系統(tǒng)對(duì)雙路信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；系統(tǒng)對(duì)于每種干擾,根據(jù)其在時(shí)域、頻域不同的特征，采用不同的濾波方式，有層次的實(shí)施軟件濾波，在濾除周期性窄帶干擾及抑制白噪聲后，信號(hào)只留下一般處理方法難以鑒別的外部局放信號(hào)與內(nèi)部局放信號(hào)；此時(shí)，系統(tǒng)對(duì)雙通道CH1、CH2脈沖的極性進(jìn)行判斷，極性相反為電纜放電，可直接利用局放檢測(cè)儀的專家診斷系統(tǒng)智能識(shí)別放電類型；極性相同，判斷為外部放電干擾脈沖，可利用專家診斷系統(tǒng)識(shí)別干擾類型，利用局放檢測(cè)儀的軟件調(diào)整兩脈沖相位差使之為0后，便可剔除干擾，提取出放電波形由專家診斷系統(tǒng)智能識(shí)別放電類型。

通過(guò)視在放電量的校準(zhǔn)，保證了局放檢測(cè)儀雙通道的相關(guān)參數(shù)值設(shè)定相同；通過(guò)施加試驗(yàn)電壓進(jìn)行測(cè)試的信號(hào)處理過(guò)程，去除了干擾，能夠方便的提取出放電波形由專家診斷系統(tǒng)智能識(shí)別放電類型。

以上圖1-3所示的一種電纜局部放電動(dòng)態(tài)平衡抗干擾裝置及其工作方法是本發(fā)明的具體實(shí)施例，已經(jīng)體現(xiàn)出本發(fā)明實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步，可根據(jù)實(shí)際的使用需要，在本發(fā)明的啟示下，對(duì)其進(jìn)行形狀、結(jié)構(gòu)等方面的等同修改，均在本方案的保護(hù)范圍之列。