[实用新型]一种电缆振荡波局放检测系统用波速计算装置

说明书

本实用新型公开了一种电缆振荡波局放检测系统用波速计算装置，主要由控制按键、微处理器、阶跃信号发生仪、SMA连接器、数据采集模块和波速计算模块组成；其中，控制按键的输出端和微处理器相连，微处理器的两个控制信号输出端分别和阶跃信号发生仪的控制信号输入端、数据采集模块的控制信号输入端相连，阶跃信号发生仪的信号输出端和SMA连接器的输入端相连，SMA连接器的输出端和电缆相连；同时SMA连接器的输入端和数据采集模块的信号采集输入端相连，数据采集模块的信号输出端和波速计算模块的信号输入端相连。本实用新型构造简单、生产成本低，波速计算值精确度高，实现电缆故障定位的高准确率。

技术领域

本实用新型属于电力设备绝缘状态检测的技术领域，特别涉及一种电缆振荡波局放检测系统用波速计算装置。

背景技术

局部放电检测作为一种非破坏性的技术，已被广泛应用于评估中高压电力电缆的绝缘状态。电缆故障定位多采用振荡波技术，振荡波技术与近年来广泛采用的时域反射法相结合，形成了用于电缆缺陷定位的振荡波测试系统，该方式在交联聚乙烯电缆现场试验中已逐渐被认可。时域反射法在进行电缆故障定位时需要首先计算振荡波在电缆中的传播速度，波速计算的难点在于确定入射波和反射波的时间差。但在进行现场波速测量时不可避免地存在干扰信号，干扰严重时可淹没入射波和反射波的脉冲起始点，因此将入射波、反射波信号和噪声信号有效分离是提高波速计算精度的关键。

在将入射波、反射波信号和噪声信号有效分离方面，目前主要采用小波变换与阈值法。阈值法通过设定一个阈值来区分脉冲和噪声信号，同时判断入射波和反射波的起始端点及结束端点，该方法在信噪比较高时效果很好，但信噪比较低时，阈值过高易将反射波当成噪声，阈值过低易将噪声识别为反射波。小波变换在信噪比高时可以有效滤除噪声，但当干扰信号的瞬时幅值和频率与脉冲信号相当时，滤除噪声的同时也会将噪声脉冲幅值、波形形状畸变。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术存在的不足，提供了一种电缆振荡波局放检测系统用波速计算装置，用于采用振荡波检测电缆故障时计算波速，实现电缆故障定位的高准确率。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种电缆振荡波局放检测系统用波速计算装置，主要由控制按键、微处理器、阶跃信号发生仪、SMA连接器、数据采集模块和波速计算模块组成；其中，控制按键的输出端和微处理器相连，微处理器的两个控制信号输出端分别和阶跃信号发生仪的控制信号输入端、数据采集模块的控制信号输入端相连，阶跃信号发生仪的信号输出端和SMA连接器的输入端相连，SMA连接器的输出端和电缆相连；同时SMA连接器的输入端和数据采集模块的信号采集输入端相连，数据采集模块的信号输出端和波速计算模块的信号输入端相连。

本实用新型进一步说明，所述控制按键，用于按照需求调整脉冲波形的幅值、上升沿和产生间隔等参数，并控制阶跃信号发生仪和数据采集模块的开断。

本实用新型进一步说明，所述微处理器，一方面用于给阶跃信号发生仪中的控制寄存器写入控制字，实现对脉冲波形参数的调节和阶跃信号发生仪的开断；另一方面用于控制数据采集模块的导通，实现数据的采集。

本实用新型进一步说明，所述阶跃信号发生仪，用于产生一个正向的阶跃信号，该阶跃信号沿着电缆向前传输，当负载阻抗和电缆阻抗不匹配时，将产生一个反射信号。

本实用新型进一步说明，所述SMA连接器，用于实现电缆和阶跃信号发生仪的连接。

本实用新型进一步说明，所述数据采集模块，用于采集阶跃信号在电缆传输的反射波与入射波，采样率为100Ms/s。

本实用新型进一步说明，所述波速计算模块，选用ZYNQ7020可扩展平台，用于根据内置的波速计算算法对测试获取的入射波和反射波进行分析，得到电磁波在电缆中的传播速度。