[发明专利]配电电缆绝缘诊断用超低频余弦方波高压发生器及方法

权利要求书

1.一种配电电缆绝缘诊断用超低频余弦方波高压发生器，其特征在于：包括正极性高压直流源(A)、负极性高压直流源(B)、双向高压电力电子开关(C)、极性转换装置(D)、总控单元(E)，以及LC电路，其中，双向高压电力电子开关(C)和极性转换装置(D)并联连接，双向高压电力电子开关(C)由第一和第二可控型高压电力电子开关单元(7、8)组成；所述正极性高压直流源(A)的输入为市电，输出为第一可控型高压电力电子开关单元(7)的输入；所述负极性高压直流源(B)的输入为市电，输出为第二可控型高压电力电子开关单元(8)的输入；所述极性转换装置(D)输出的一端串联电感后连接在电容的一端，极性转换装置(D)输出的另一端连接在电容的另一端，所述电容并联在试品电缆的两端，检测时，在试品电缆上施加峰值最大为30kV的0.1Hz周期变化的超低频余弦方波高电压，通过总控单元控制高压电力电子开关的交替通断对电缆进行正反向充电，利用极性转换装置对电缆放电以实现电压极性转换。

2.根据权利要求1所述的一种配电电缆绝缘诊断用超低频余弦方波高压发生器，其特征在于：所述的正极性高压直流源(A)和负极性高压直流源(B)结构相同，均主要由继电器(1)，升压变压器(2)，保护电阻(3)，高压电容(4)，第一高压硅堆(5)，限流电阻(6)组成倍压整流电路。

3.根据权利要求1所述的一种配电电缆绝缘诊断用超低频余弦方波高压发生器，其特征在于：所述的极性转换装置(D)由第三和第四可控型高压电力电子开关(9、10)以及第二高压硅堆(11)和第三高压硅堆(12)构成，其中，第三可控型高压电力电子开关(9)与第二高压硅堆(11)串联后与串联的第四可控型高压电力电子开关(10)与第三高压硅堆(12)并联连接，所述电感连接在第四可控型高压电力电子开关(10)的发射极。

4.根据权利要求3所述的一种配电电缆绝缘诊断用超低频余弦方波高压发生器，其特征在于：所述的第一至第四可控型高压电力电子开关主要为多个模块串联而成，每个模块分别由高压隔离变压器，IGBT驱动板，IGBT模块及相应的缓冲保护电路串联构成，高压隔离变压器的输入端与220V交流相连，IGBT的驱动板由光纤传递控制信号。

5.根据权利要求4所述的一种配电电缆绝缘诊断用超低频余弦方波高压发生器，其特征在于：高压隔离变压器采用100W，隔离电压30kV的高压隔离变压器。

6.根据权利要求2所述的一种配电电缆绝缘诊断用超低频余弦方波高压发生器，其特征在于：所述继电器最大切断40A电流；升压变压器(2)为220V输入，15kV输出，功率500W高压试验变压器；保护电阻(3)采用阻值为2MΩ的高压玻璃釉电阻，高压电容(4)的数值5000pF/40kV，第一高压硅堆(5)为耐压40kV，通流5A的硅堆，限流电阻(6)为阻值5MΩ的高压玻璃釉电阻。

7.根据权利要求3至5中任一项所述的一种配电电缆绝缘诊断用超低频余弦方波高压发生器，其特征在于：第二和第三高压硅堆(11、12)为40kV耐压，通流5A的高压硅堆；电感(13)采用1H，电容(14)为0.1μf。

8.一种配电电缆绝缘诊断方法，该诊断方法基于权利要求1、2、4-7中任一项所述的一种配电电缆绝缘诊断用超低频余弦方波高压发生器，其特征在于：在试品电缆上施加峰值最大为30kV的0.1Hz周期变化的超低频余弦方波高电压，当波形处于方波阶段时模拟直流高电压对电缆进行直流耐压试验，得到试品的泄漏电流，有效反应试品的集中性缺陷；在波形处于上升沿和下降沿时，模拟50Hz交流高电压对电缆进行交流试验，检测试品介质损耗角正切值和局部放电缺陷，从而对试品电缆的绝缘状态取得综合性的评估。