[發明專利]反射高能電子衍射技術對高壓電纜局部放電的檢測裝置

有效

• 申請號: 201611068836.0
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106707115B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 白晗;孫克強;羅保中;楊濤;李林
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司沈陽供電公司;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 許宇來

1.高壓電纜局部放電的檢測裝置，包括主機外殼、高頻電流互感器、校準脈沖發生器、40KHz超聲傳感器、150KHz超聲傳感器、特高頻傳感器、暫態地電壓傳感器、上位機和聲電一體式傳感器，其特征在于主機外殼上設置有通道信號輸入端口、電源開關、蓄電池充電口、主機外殼接地旋鈕和供電輸出口；

所述通道信號輸入端口包括第一電信號端口、第二電信號端口、第三電信號端口、第四電信號端口、第一光信號端口、第二光信號端口；

所述高頻電流互感器、校準脈沖發生器、40KHz超聲傳感器、150KHz超聲傳感器、特高頻傳感器、暫態地電壓傳感器和聲電一體式傳感器相應于所述供電輸出口設置有供電輸入頭；

所述主機外殼內設置有數據處理單元、第一信號調理單元、第二信號調理單元和蓄電池，第一信號調理單元的輸入端口分別與第一電信號端口、第一光信號端口相連，第二信號調理單元的輸入端口分別與第二電信號端口、第二光信號端口相連；第一信號調理單元的輸出端口分別與第三電信號端口、數據處理單元的第一信號輸入端口相連，第二信號調理單元的輸出端口分別與第四電信號端口、數據處理單元的第二信號輸入端口相連；蓄電池通過電源開關與供電輸出口相連；數據處理單元的信息傳輸端口與上位機的信息傳輸端口相連；

所述數據處理單元采用ATmage8芯片U2，第一光信號端口分別與電阻R5一端、電阻R14一端相連，R5另一端接地，R14另一端與TLP521-2芯片U3輸入端第一發光二極管陽極相連，U3輸入端第一發光二極管陰極分別與電源LOAD+、U3輸入端第二發光二極管陰極相連，U3輸入端第二發光二極管陽極通過電阻R16分別與電阻R10一端、第二光信號端口相連，R10另一端接地；U3輸出端第一三極管發射極通過電阻R17接U2的28腳，U3輸出端第一三極管集電極分別與U3輸出端第二三極管集電極、地線相連，U3輸出端第二三極管發射極通過電阻R18接U2的27腳；

所述第一電信號端口通過電阻R2分別與電阻R13一端、二極管D1陰極、電容C12一端、U2的15腳相連，電阻R13另一端、二極管D1陽極、電容C12另一端接地；

所述第二電信號端口通過電阻R4分別與電阻R15一端、二極管D9陰極、電容C11一端、U2的16腳相連，電阻R15另一端、二極管D9陽極、電容C11另一端接地；

所述第三電信號端口通過電阻R19分別與電阻R20一端、二極管D11陰極、電容C9一端、U2的17腳相連，電阻R20另一端、二極管D11陽極、電容C9另一端接地；

所述第四電信號端口通過電阻R11分別與電阻R12一端、二極管D2陰極、電容C6一端、U2的19腳相連，電阻R12另一端、二極管D2陽極、電容C6另一端接地；

所述U2的11、12、13、14腳分別與電阻R3一端、阻R7一端、阻R8一端、阻R9一端對應相連，R3另一端接綠光發光二極管D3陽極，R7另一端接黃光發光二極管D4陽極，R8另一端接紅光發光二極管D5陽極，R9另一端接綠光發光二極管D6陽極，D3陰極、D4陰極、D5陰極、D6陰極接地；

所述U2的23、24、25、26腳分別與HCF4511B芯片U4的7、1、2、6腳對應連接，U4的輸出端與數碼管相連；

所述U2的7腳分別與電容C4一端、電容C3一端、電感L3一端、LM2576-5芯片U1的4腳相連，C4另一端、C3另一端接地，L3另一端分別與二極管D10陰極、U1的2腳相連，D10陽極接地；U1的1腳分別與二極管D7陰極、電容C2一端相連，C2另一端接地；D7陽極分別與電容C10一端、電感L2一端相連，C10另一端接地，L2另一端分別與電感L1一端、電容C8一端，C8另一端接地，L1另一端分別與超聲信號端口SS、電容C5一端相連，C5另一端接地；

將同軸電纜線一端連接所述通道信號輸入端口，另一端連接特高頻傳感器和/或40KHz超聲傳感器和/或高頻電流互感；通過上位機控制數據處理單元開始檢測；

若采用用特高頻傳感器測量，將特高頻傳感器放在電纜絕緣法蘭上，檢測電纜內部是否存在放電信號；

若采用40KHz超聲傳感器測量，取雙BNC同軸電纜，一端連接所述通道信號輸入端口，另一端連接40KHz超聲傳感器BNC頭，將40KHz超聲傳感器吸附在電纜外殼上，檢測是否存在超聲波局部放電信號；

若采用高頻電流互感器測量，用校準脈沖發生器校準高頻電流互感器，校準完成后取雙BNC同軸電纜一條，一端連接所述通道信號輸入端口，另一端連接將高頻電流互感器BNC頭，將高頻電流互感器卡裝在電纜的接地線上，檢測是否存在脈沖電流局部放電信號；

所述主機外殼上設置有外同步輸入電源端口，外同步輸入電源端口與蓄電池相連；

所述蓄電池采用鋰電池；

所述暫態地電壓傳感器采用GaN壓電性能傳感器；

顯示電路由驅動芯片HCF45llB、RPl組成；

暫態地電壓傳感器與開關柜柜體接觸部分采用聚四氟乙烯材料，內置接收電極，與開關柜柜壁形成電容，將柜內放電信號耦合到傳感器中進行信號處理，高頻電流互感器使用高強度的鋁合金構成，內部采用金屬屏蔽，能夠通過組合式傳感器檢測高壓電纜的局部放電信號，傳感器與主機間采用光纖連接；

外部可覆蓋120W柔性薄膜太陽能電池進行供電；設置光電轉換開關和光電轉換電路，完成輸入信號的轉換；上位機選用14英寸高性能筆記本電腦，系統內置20AH鋰電池；高頻電流互感器為圓形或矩形開口式設計；進行局部放電測量、分析，局部放電重復放電次數n的測量、分析，抗固定干擾，抗動態干擾，設置自由選擇橢圓、直線、正弦顯示方式，窗口局部進行詳細測量、觀察放電脈沖，試驗電壓、電流和局部放電同時測量，兩通道自動定時保存實驗數據，設置兩通道手動或隨時保存實驗數據；

測試模擬2種不同情形下的電纜測試圖譜；對有一定缺陷的電纜進行檢測分析，電子移動軌跡有些“坑坑洼洼”，說明該電纜有一定的缺陷；對缺陷嚴重一些的電纜進行了測試分析，電纜的電子軌跡明顯斷斷續續，說明該電纜損傷缺陷嚴重；

R5、R14、R16、R10采用10K電阻，R17和R18采用510電阻，R2、R4、R19、R11采用100K電阻，R13、R15、R20、R12采用10K電阻，D1、D9、D11、D2采用4148二極管，C12、C11、C9、C6采用104電容；

C5、C8、C10采用0.1μF電容，L1、L2采用22μH電感，D7采用1N4007二極管，C2采用220μF/50V電容，L3采用101μH電感，D10采用5819二極管，C3采用470μF-16V電容，C4采用104電容；

U2的1腳分別與電阻R6一端、開關K1一端相連，K1另一端接地，R6另一端接+5V，U2的18腳通過電容C7分別與地線、電容C1一端相連，C1另一端接U2的20腳，C7為104，C1為104，R1、R6為10K，RP1為510；

R9、R8、R7、R3為510。