用于输电电缆绝缘测试的双极性直流高压振荡波发生装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了用于输电电缆绝缘测试的双极性直流高压振荡波发生装置，涉及电力设备绝缘状态检测技术及其技术应用领域，包括交流逆变单元、极性可调直流发生单元、极性可调高压开关单元、电抗器单元、测量单元、总控单元和操作主机。本发明专利技术能够产生等级可调的正负极性交替充电下的振荡波电压，消除了传统单极性振荡波测试中的空间电荷累积损坏电缆绝缘状态的风险，具有重要的工程实用价值。具有重要的工程实用价值。具有重要的工程实用价值。

【技术实现步骤摘要】
用于输电电缆绝缘测试的双极性直流高压振荡波发生装置


[0001]本专利技术涉及电力设备绝缘状态检测技术及其技术应用领域，尤其涉及一种用于输电电缆绝缘测试的双极性直流高压振荡波发生装置。

技术介绍

[0002]振荡波技术(Damped AC，DAC)是1995年由荷兰学者提出的用于电力电缆测试的新技术，相比较于传统的变频谐振技术，振荡波装置具有体积小、重量轻的突出优点，便于运输、现场安装和现场测试。近二十多年来，振荡波测试得到了学术界与工业界的高度认可，在包括我国在内的多个国家和地区的配电电缆测试中得到了广泛的应用，取得了优异的应用效果，并逐渐向输电电缆领域推广。截至2022年5月，我国的电力企业运行着数百套配电电缆振荡波和数十套输电电缆振荡波测试设备。
[0003]然而，2021年9月，国际大电网组织(CIGRE)发布的输电电缆测试标准CIGRE TB 841中明确指出：对于当前世界各地广为应用的交联聚乙烯(XLPE)绝缘型的输电电缆测试，不再允许使用荷兰学者提出的单极性振荡波测试技术，而必须采用双极性的振荡波方式；最主要的原因是，单极直流充电方式会在XLPE电缆中造成空间电荷的集聚，在振荡波阶段对电缆的健康绝缘致命损害。如此一来，在世界范围内，输电电缆测试的技术又不得不重新依赖20年前的变频谐振测试手段。
[0004]因此，本专利技术提供一种用于输电电缆绝缘测试的双极性直流高压振荡波发生装置，输出电压等级可调，完全满足CIGRE TB 841的要求，能够消除传统单极性振荡波测试中的空间电荷累积损坏被测电缆绝缘的风险，同时完全保留传统的振荡波电压的装置便携性以及测试效果工频等效性较好的所有优点，彻底扭转了了单极性振荡波测试技术面对的困难局面，具有广阔的应用前景。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供一种用于输电电缆绝缘测试的双极性直流高压振荡波发生装置，输出电压等级可调，对电缆充电的直流高压极性可控，有效的消除了传统单极性振荡波局部放电测试中的空间电荷累积损坏被测电缆绝缘状态的风险。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]用于输电电缆绝缘测试的双极性直流高压振荡波发生装置，包括交流逆变单元、极性可调直流发生单元、极性可调高压开关单元、电抗器单元、测量单元、总控单元和操作主机；其中，交流逆变单元与极性可调直流发生单元连接，极性可调直流发生单元通过极性可调高压开关单元与电抗器单元连接，电抗器单元通过测量单元连接到被测电缆上；总控单元将控制信号发送到交流逆变单元、极性可调直流发生单元与极性可调高压开关单元上，接收极性可调直流发生单元、测量单元的测量信号，并将测量信号发送到操作主机。
[0008]上述的装置，可选的，交流逆变单元由整流电路、DC
‑
DC变换电路、高频逆变电路以及高频变压器串联组成。
[0009]上述的装置，可选的，极性可调直流发生单元由三级倍压电路、电压反馈电路、限流电阻和高压隔离开关串联组成。
[0010]上述的装置，可选的，极性可调高压开关单元由两列高压半导体开关组成，两列高压半导体开关结构相同，两列高压半导体开关并行放置。
[0011]上述的装置，可选的，电抗器单元采用空芯模块化设计，由三个无局放子模块串联组成。
[0012]上述的装置，可选的，子模块采用从下往上的逐层绕线的方式绕制电抗器。
[0013]上述的装置，可选的，测量单元由阻容分压器和局放耦合检测单元组成，局放耦合检测单元连接至阻容分压器低压臂。
[0014]上述的装置，可选的，总控单元包括基于ARM控制的FPGA控制电路板和光电信号转换器，总控单元通过光电信号转换器向交流逆变单元、极性可调直流发生单元和极性可调高压开关单元发送控制信号。
[0015]上述的装置，可选的，总控单元还包括N个A/D转换器，接收极性可调直流发生单元的电压反馈信号、电缆振荡波电压信号和局放信号并传输至操作主机用于电缆绝缘状态评估。
[0016]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，
[0017]1、本专利技术用于输电电缆绝缘测试的双极性直流高压振荡波发生装置，通过交流逆变单元、极性可调直流发生单元、极性可调高压开关单元的配合使用，可在被测电缆上产生指定正负极性交替的双极性振荡波电压，通过测量单元检测被测电缆在振荡波下产生的局放信号对其进行绝缘状态评估。
[0018]2、本专利技术用于输电电缆绝缘测试的双极性直流高压振荡波发生装置，输出电压等级可调，正负极性可选，能够在被测电缆上产生指定正负极性交替的双极性振荡波电压，完全满足CIGRE TB 841的要求，能够有效的消除单极性振荡波充电环节引入空间电荷而损坏电缆绝缘水平的风险。
[0019]3、本专利技术用于输电电缆绝缘测试的双极性直流高压振荡波发生装置，完全保留传统的振荡波电压的装置便携性以及测试效果工频等效性较好的所有优点，彻底扭转了了单极性振荡波测试技术面对的困难局面，具有广阔的应用前景。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术提供的用于输电电缆绝缘测试的双极性直流高压振荡波发生装置的结构示意图；
[0022]图2为本专利技术提供的用于输电电缆绝缘测试的双极性直流高压振荡波发生装置采用的双极性振荡波形状示意图；
[0023]图3为本专利技术提供的用于输电电缆绝缘测试的双极性直流高压振荡波发生装置中交流逆变单元的电路图；
[0024]图4为本专利技术提供的用于输电电缆绝缘测试的双极性直流高压振荡波发生装置的极性可调直流发生单元的电路图；
[0025]图5为本专利技术提供的用于输电电缆绝缘测试的双极性直流高压振荡波发生装置的极性可调高压开关单元的原理图。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]在本申请中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于输电电缆绝缘测试的双极性直流高压振荡波发生装置，其特征在于，包括交流逆变单元、极性可调直流发生单元、极性可调高压开关单元、电抗器单元、测量单元、总控单元和操作主机；其中，交流逆变单元与极性可调直流发生单元连接，极性可调直流发生单元通过极性可调高压开关单元与电抗器单元连接，电抗器单元通过测量单元连接到被测电缆上；总控单元将控制信号发送到交流逆变单元、极性可调直流发生单元与极性可调高压开关单元上，接收极性可调直流发生单元、测量单元的测量信号，并将测量信号发送到操作主机。2.根据权利要求1所述的用于输电电缆绝缘测试的双极性直流高压振荡波发生装置，其特征在于，交流逆变单元由整流电路、DC
‑
DC变换电路、高频逆变电路以及高频变压器串联组成。3.根据权利要求1所述的用于输电电缆绝缘测试的双极性直流高压振荡波发生装置，其特征在于，极性可调直流发生单元由三级倍压电路、电压反馈电路、限流电阻和高压隔离开关串联组成。4.根据权利要求1所述的用于输电电缆绝缘测试的双极性直流高压振荡波发生装置，其特征在于，极性可调高压开关单元由两列高压半导体开关组成，两列高压半...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洪杰，陈俊百，王利，朱孟鑫，颜源，康钧，王生杰，蒋玲，朱广秀源，
申请(专利权)人：国网青海省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：