[发明专利]一种电缆耐压和局部放电一体化试验系统及其操作方法

说明书

本发明公开了一种电缆耐压和局部放电一体化试验系统及其操作方法，所述系统包括：整流单元、逆变单元、三绕组变压器单元、干扰脉冲提取单元、谐振电抗器、检测单元、信号处理单元和主机；逆变单元包括2个并联的开关桥臂；三绕组变压器单元包括变比为1:3:1的绕组W1、绕组W2、绕组W3；绕组W1与逆变单元的输出端相连接；绕组W2一端与谐振电抗器相连接，另一端接地；绕组W3与干扰脉冲提取单元的输入端相连接；检测单元用于测量被测电力电缆的高压波形和局部放电波形并输出至信号处理单元；信号处理单元用于将干扰脉冲序列和局部放电波形进行差模处理，获取处理后的局部放电脉冲序列。本发明可显著提升局部放电灵敏度。

技术领域

本发明属于电力设备的绝缘状态检测技术领域，涉及电力电缆耐压试验和局部放电检测试验领域，特别涉及一种电缆耐压和局部放电一体化试验系统及其操作方法。

背景技术

随着城市化改造的不断推进，电力电缆凭借其美观、安全性强等特点，已逐渐取代架空线路成为电力系统的主动脉，电力电缆的安全稳定运行对于提高供电系统的可靠性与以及改善供电质量至关重要；然而，受生产工艺、敷设施工质量和绝缘劣化等因素的影响，电缆及其附件中存有可能危及绝缘寿命的各类缺陷，实现缺陷检测、排查缺陷电缆是保障电网系统安全稳定运行的前提。

经过数十年的学术研究和工业应用，调频式串联谐振系统凭借其便携型好、控制简单、与工频等效性好等特点，已被广泛应用于电力电缆现场耐压试验中。随着应用案例的逐渐积累，发现一些局部非贯穿性的缺陷在耐压试验过程中并不一定会导致击穿故障，使得通过耐压试验的电力电缆在运行一段时间后发生故障的案例并不少见；因此，在开展耐压试验的同时对这类局部非贯穿性缺陷开展检测势在必行。

局部放电作为电力电缆绝缘故障早期的主要表现形式，既是引起绝缘老化的主要原因，又是表征绝缘状况的主要特征参数，因此局部放电检测是一种检测电力电缆非贯穿性缺陷的典型方法。传统的调频式串联谐振系统会产生幅值较大的脉冲干扰，该干扰脉冲与局部放电脉冲的特性较为相似，难以采用小波滤波等电信滤波手段滤波该干扰脉冲，导致传统的调频式串联谐振设备难以用于局部放电检测试验。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电缆耐压和局部放电一体化试验系统及其操作方法，以解决上述存在的当前调频式串联谐振系统难以用于电力电缆局部放电检测试验的技术问题。本发明通过差模脉冲消除法滤除脉冲干扰，获取低噪声水平的局部放电信号，可显著提升局部放电灵敏度；可以提升电缆绝缘状态评估领域的技术水平，具有广阔的应用前景。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种电缆耐压和局部放电一体化试验系统，包括：整流单元、逆变单元、三绕组变压器单元、干扰脉冲提取单元、谐振电抗器、检测单元、信号处理单元和主机；

所述整流单元的输出端与所述逆变单元的输入端相连接；

所述逆变单元包括2个并联的开关桥臂，采用等脉宽调制控制方法控制各开关的通断状态；

所述三绕组变压器单元包括变比为1:3:1的绕组W1、绕组W2、绕组W3；绕组W1与逆变单元的输出端相连接；绕组W2一端与谐振电抗器相连接，另一端接地；绕组W3与干扰脉冲提取单元的输入端相连接；其中，所述谐振电抗器用于与被测电力电缆形成谐振电路；所述干扰脉冲提取单元用于获取由逆变单元电路状态改变而产生的脉冲序列，并将测量得到的干扰脉冲序列发送至信号处理单元；

所述检测单元用于测量被测电力电缆的高压波形和局部放电波形并输出至信号处理单元；

所述信号处理单元用于将干扰脉冲序列和局部放电波形进行差模处理，获取处理后的局部放电脉冲序列；

所述主机用于输出试验的实时加压波形和处理后的局部放电脉冲序列。