[發(fā)明專利]一種電纜故障閃測儀性能評(píng)價(jià)裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010414654.4
• 申請(qǐng)日: 2020-05-15
• 公開（公告）號(hào): CN111579922A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳彤;王永勤;賀家慧;張露;李文國;徐明;夏湛然;楊斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)湖北省電力有限公司電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)有限公司;咸亨國際(杭州)電氣制造有限公司;國網(wǎng)湖北省電力有限公司武漢供電公司
• 主分類號(hào): G01R31/08
• 分類號(hào): G01R31/08;G01R31/52;G01R31/54;G01R31/58
• 代理公司: 武漢楚天專利事務(wù)所 42113
• 代理人: 孔敏

本發(fā)明屬于電力電纜故障探測全系列儀器性能評(píng)價(jià)領(lǐng)域，具體涉及一種電纜故障閃測儀性能評(píng)價(jià)裝置及方法，所述評(píng)價(jià)裝置包括CPLD控制電路、雙路脈沖驅(qū)動(dòng)器、雙路選通脈沖發(fā)生電路、脈寬檢測電路、脈沖變壓器。本發(fā)明可以達(dá)到閃測儀發(fā)射脈沖波形的檢測和輸出模擬反射脈沖波形的控制，并能根據(jù)脈寬檢測電路自動(dòng)檢測發(fā)射脈沖波形寬度和起始時(shí)間，通過CPLD控制電路實(shí)現(xiàn)了輸出脈沖波形正反相切換以及幅值調(diào)節(jié)，同時(shí)脈沖變壓器避免了終端負(fù)載不匹配而造成脈沖波形產(chǎn)生震蕩和畸變，從而有效的模擬了閃測儀使用的實(shí)際工況。本發(fā)明產(chǎn)生的脈沖波形上升沿和下降沿陡峭，拐點(diǎn)明顯，適用于高準(zhǔn)確度要求的電纜故障閃測儀測量準(zhǔn)確度的檢測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力電纜故障探測全系列儀器性能評(píng)價(jià)領(lǐng)域，具體涉及一種電纜故障閃測儀性能評(píng)價(jià)裝置及方法。

背景技術(shù)

目前電力電纜故障診斷測距檢測技術(shù)采用的原理主要分為阻抗法和行波法，兩者在故障診斷方面都有很優(yōu)秀的表現(xiàn)，且測量準(zhǔn)確度較高。行波法故障定位已被廣泛用于電纜故障定位和電纜長度測量當(dāng)中，其中，單端A型行波故障定位和雙端D型行波故障定位的方式比較具有代表性。隨著技術(shù)的發(fā)展，基于單端測距法的電纜故障閃測儀，較雙端測距法投資小、成本低、無需同步工作等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。

圖1介紹了電纜的電氣模型等效為由若干個(gè)電阻、電容、電感和電導(dǎo)等元件串并聯(lián)組成，這些元件稱為電纜的分布參數(shù)，即將電纜拆分成若干個(gè)單元。行波法故障定位的原理是，電纜狀態(tài)正常時(shí)，每個(gè)單元等效電力的阻抗相等，這時(shí)行波在電纜傳輸過程中可以順利通過到達(dá)終端，當(dāng)電纜在某一段發(fā)生故障時(shí)，該段的等效電路阻抗發(fā)生變化，由于阻抗不匹配行波在該處發(fā)生反射，由此即可定位出故障位置。

由于電纜故障閃測儀的制造廠家眾多、技術(shù)路線繁雜，性能參差不齊，導(dǎo)致在實(shí)際故障探測過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)無法準(zhǔn)確判斷電纜故障類型和位置的情況，嚴(yán)重影響對(duì)電纜關(guān)鍵性能指標(biāo)的判斷，影響電纜故障探測效率和電纜狀態(tài)評(píng)價(jià)工作質(zhì)量。由于缺乏切實(shí)可行的電纜故障工況模擬方法，目前關(guān)于電纜故障閃測儀的檢驗(yàn)方法和性能評(píng)價(jià)技術(shù)主要采用實(shí)物電纜進(jìn)行，這種檢驗(yàn)方法造價(jià)成本高，受干擾因素多，且只適用于短距離測距，無法滿足電纜故障閃測儀準(zhǔn)確度檢驗(yàn)的工況要求。因此，迫切需要研究相關(guān)的檢驗(yàn)技術(shù)和裝置，用以指導(dǎo)電纜故障閃測儀的檢驗(yàn)和性能評(píng)價(jià)工作。

公告號(hào)為CN101706564B的中國專利公開了一種電纜故障閃測儀標(biāo)準(zhǔn)裝置，它的核心電路包括控制模塊、電纜芯線復(fù)用模塊、輸入信號(hào)調(diào)理模塊、信號(hào)延時(shí)反饋模塊、高速放大及驅(qū)動(dòng)模塊，各模塊間的關(guān)系是：被檢電纜故障閃測儀連接電纜芯線復(fù)用模塊，電纜芯線復(fù)用模塊、輸入信號(hào)調(diào)理模塊、控制模塊、信號(hào)延時(shí)反饋模塊、高速放大及驅(qū)動(dòng)模塊依次連接，高速放大及驅(qū)動(dòng)模塊連接輸入信號(hào)調(diào)理模塊。這種電纜故障閃測儀標(biāo)準(zhǔn)裝置是通過信號(hào)延時(shí)反饋模塊、高速放大和驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送反射脈沖來模擬實(shí)物電纜的時(shí)域反射特性。但是，由于該方案無負(fù)載終端匹配設(shè)計(jì)，面對(duì)市面上不同品牌的電纜故障閃測儀，其脈沖波形會(huì)因阻抗不匹配而造成波形振動(dòng)、畸變等現(xiàn)象，不利于電纜故障閃測儀測距功能的校準(zhǔn)工作；同時(shí)，由于該設(shè)計(jì)僅可輸出單極性脈沖方波，無法滿足電纜故障閃測儀故障類型識(shí)別功能的檢測需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)傳統(tǒng)電纜故障閃測儀準(zhǔn)確度檢驗(yàn)方法的不足，提供一種電纜故障閃測儀性能評(píng)價(jià)裝置及方法，其通過分析行波在電纜中傳播的規(guī)律，建立電纜不同故障類型的關(guān)聯(lián)特征模型，設(shè)計(jì)了基于CPLD結(jié)合高速導(dǎo)通MOSFET作為開關(guān)產(chǎn)生脈沖方波的電路模型，針對(duì)行波脈寬局部特征調(diào)節(jié)等問題進(jìn)行研究，對(duì)脈沖邊沿、振幅過沖振蕩及阻抗匹配進(jìn)行整定，最終得到了脈沖波形較為理想的行波。

本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種電纜故障閃測儀性能評(píng)價(jià)裝置，包括CPLD控制電路、雙路脈沖驅(qū)動(dòng)器、雙路選通脈沖發(fā)生電路、脈寬檢測電路、脈沖變壓器；

所述脈沖變壓器的信號(hào)輸入端與電纜故障閃測儀的信號(hào)輸出端連接，用于接收電纜故障閃測儀輸出的入射脈沖，并將所述入射脈沖輸出給脈寬檢測電路；