一种基于变频串联谐振的耐压测距装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种基于变频串联谐振的耐压测距装置，包括：变频器、励磁变、电感、分压器、控制器、行波测距仪、耦合器；所述变频器的输入端连接工频电源输出端接励磁变输入端，励磁变的二次侧绕组一端接地，另一端经所述电感接入到试品；所述试品的保护层接地；所述电感的输出端还连接有所述分压器；所述分压器的输出端接耦合器输入端，耦合器接地端接地；所述控制器与所述变频器、所述分压器连接；所述行波测距仪连接所述耦合器的输出端；所述控制器采集分压器的分压信号对控制所述变频器；所述行波测距仪通过所述耦合器采集行波信号进行故障点的测距。本实用新型专利技术具有交流耐压和故障测距同时完成的优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电力耐压及故障测距装置，尤其涉及一种基于变频串联谐振的耐压测距装置，属于电力试验

技术介绍
电力线路是传输电能的通道，是电网的主要组成部分，通常采用高压架空线路，部分用地紧张或者对线路防雷、防爆要求高的区域，更多的采用电力电缆。发电机和变压器引出线往往采用封闭母线和管型母线，也有部分采用架空线或电力电缆。电力系统中电力线路的故障数大约占总故障数的80％以上，架空线路处于野外，易遭雷击、大风等气象影响，瞬时故障占多数，故障点查找费时费工，很多时候只能通过试送电冲击解决。通常，架空线路距离保护均可以计算故障点距离，近年来架空线路故障行波测距得到了很多应用，都是基于行波传输和波阻抗变化点包括故障点和线路终端、T接头的折反射原理实现的，部分需要GPS高精度时钟的支持，故障测距精度得到了提高，并有研究者开发了行波保护。以上架空线路一般不采用耐压的方法试验，线路两端设有通讯和电压互感器，一般采用在线测距方案。电力电缆线路发生故障后一般认为会发展成永久故障，采用脉冲放电进行电缆故障测距的方法，包括低压脉冲法、高压脉冲法、和二次脉冲法和双端法同前述架空线路一样，都是基于行波传输、折反射原理进行的。电缆故障点一般分为低阻、中阻和高阻，中高阻故障需要用脉冲电压或电流对故障点进行击穿，以保证故障点阻抗降低，从而产 生放电和行波折反射。高压脉冲放电一般采用高压直流向电容器充电，通过放电间隙或发电开关向试品放电。这种方法存在几个问题：1、直流脉冲对电缆未损坏处固体绝缘有累积效应，影响电缆寿命，现有试验规程已明确规定不进行电缆直流耐压试验；2、直流脉冲破坏力较差，甚至可能导致故障点电阻升高，甚至击穿不了；3、放电间隙或开关需要开断直流电流，故障率高。电缆振荡波测试仪使用高压电容储存直流高压电能，直流储能通过电感线圈对电缆放电，电感线圈和电缆对地分布电容发生低频谐振产生低频振荡波，实现电缆的试验。当电缆内部绝缘破坏产生放电时，放电脉冲在电缆内传输，同样可以采用行波测距方法，实现故障点测距。该设备部分的解决了直流脉冲放电的问题，放电开关不需要开断直流电流，成本低、使用寿命长；产生的交流分量对故障点击穿效果好，内置行波测距准确度高，因此得到了较好的应用效果，部分供电部门正在推广应用。但是，该设备产生的振荡波高压叠加有很高的直流分量，同样存在电缆绝缘的直流累积效应，不满足现行试验规程要求；同时交直流叠加的耐压电压和交流耐压电压的等效性没有成熟的验证。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术所要解决的技术问题在于提供一种基于变频串联谐振的耐压测距装置，采用变频串联谐振产生交流高电压击穿故障点，将交流耐压和故障测距同时完成。在耐压试验过程中发生故障时，能够实现自动测量故障点的距离。为实现上述目的，本技术采用下述的技术方案：一种基于变频串联谐振的耐压测距装置，包括：变频器、励磁变、电感、分压器、控制器、行波测距仪、耦合器；所述变频器的输入端连接工频电源输出端接励磁变输入端，励磁变的二次侧绕组一端接地，另一端经所述电感接入到试品；所述 试品的保护层接地；所述电感的输出端还连接有所述分压器；所述分压器的输出端接耦合器输入端，耦合器接地端接地；所述控制器与所述变频器、所述分压器连接；所述行波测距仪连接所述耦合器的输出端；所述控制器采集分压器的分压信号对控制所述变频器；所述变频器对交流电源变频后输出至所述励磁变，所述励磁变对所述变频器变频处理后的交流电压升压处理，并输出至电感，通过电感加到试品上；通过调节变频器使工频电源转化为一定频率的变频电源，从而在试品上产生串联谐振交流高电压，所述试品放电产生的高频脉冲行波信号及折返射行波信号传输至所述耦合器，所述行波测距仪通过所述耦合器采集行波信号进行故障点的测距。其中较优地，当所述分压器为频率特性良好的电容分压器及阻容分压器，所述耦合器是行波电压耦合器；所述分压器输出端连接行波电压耦合器输入端，所述行波电压耦合器的输出端和所述励磁变的二次侧绕组连接并接地。其中较优地，所述分压器的频率特性不满足行波传输要求时，所述耦合器选择行波电流耦合器；所述分压器输出端与所述励磁变的二次侧绕组连接行波电流耦合器输入端，所述行波电流耦合器的输出端接地。其中较优地，所述变频器输出频率满足 f 0 = 1 2 π LC ]]>其中，f0表示变频器频率，L是电感值，C为试品电容量。此时，所述试品电容与串联电感谐振，产生交流高电压，所述交流高电压通过所述控制器调节所述变频器的频率和电压进行控制。与现有技术相比，本技术提供的一种基于工频串联谐振的故障测距装置，采用纯交流高压的方式，消除了直流方法对绝缘的累积损坏效应；具有技术成熟、设备可靠的优点；具有故障点击穿能力大，对中高阻试验效果好、测距快速的优点；实现交流耐压和 故障测距试验设备的集成。附图说明图1是本技术所提供的一实施例中，基于变频串联谐振的耐压测距装置的整体结构及接线图；图2是本技术所提供的一实施例中，基于变频串联谐振的耐压测距装置工作原理图；图3是图2所提供实施例的电压向量示意图。图4是本技术所提供的，基于变频串联谐振的耐压测距装置的行波测距原理示意图；图5是图4所示基于变频串联谐振的耐压测距装置的行波反射点示意图。其中，0表示试品；1表示工频电源；2表示变频器、3表示励磁变；4表示电感；5表示分压器；7表示控制器；7表示行波测距仪；9表示电压耦合器；10表示电流耦合器。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。如图1所示，本技术提供一种变频串联谐振耐压测距装置，包括：变频器2、励磁变3、电感4、分压器5、控制器6、行波测距仪7、耦合器；变频器2的输入端连接工频电源1，输出端接励磁变3输入端，励磁变3的二次侧绕组一端接地，另一端经电感4接入到试品0；试品0的保护层接地；电感4的输出端还连接有分压器5；分压器5的输出端接耦合器输入端，耦合器接地端接地；控制器6与变频器2、分压器5连接；行波测距仪7连接耦合器的输出端；控制器6采集分压器5的分压信号对控制变频器2；变频器2对交流电源1变频后输出至励磁变3，励磁变3对变频器2变频处 理后的交流电压升压处理，并输出至电感4，通过电感4加到试品0上；通过调节变频器2使工频电源1转化为一定频率的变频电源，从而在试品0上产生串联谐振高电压，试品0产生的放电高频脉冲行波信号及折返射行波信号传输至耦合器，行波测距仪7通过耦合器采集行波信号进行故障点的测距。图1示出了基于变频串联谐振的耐压测距装置的结构及试验接线图。参照图1，基于变频串联谐振的耐压测距装置包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于变频串联谐振的耐压测距装置，其特征在于，包括：变频器、励磁变、电感、分压器、控制器、行波测距仪、耦合器；所述变频器的输入端连接工频电源输出端接励磁变输入端，励磁变的二次侧绕组一端接地，另一端经所述电感接入到试品；所述试品的保护层接地；所述电感的输出端还连接有所述分压器；所述分压器的输出端接耦合器输入端，耦合器接地端接地；所述控制器与所述变频器、所述分压器连接；所述行波测距仪连接所述耦合器的输出端；所述控制器采集分压器的分压信号控制所述变频器的逆变频率和电压，从而控制所述试品上的电压。所述变频器对交流电源变频后输出至所述励磁变，所述励磁变对所述变频器变频处理后的交流电压升压处理，并输出至电感，通过电感加到试品上；通过调节变频器使工频电源转化为一定频率的变频电源，从而在试品上产生串联谐振高电压，所述试品故障放电产生的高频脉冲行波信号及折返射行波信号传输至所述耦合器，所述行波测距仪通过所述耦合器采集行波信号进行故障点的测距。

【技术特征摘要】
1.一种基于变频串联谐振的耐压测距装置，其特征在于，包括：
变频器、励磁变、电感、分压器、控制器、行波测距仪、耦合器；
所述变频器的输入端连接工频电源输出端接励磁变输入端，励
磁变的二次侧绕组一端接地，另一端经所述电感接入到试品；所述
试品的保护层接地；所述电感的输出端还连接有所述分压器；所述
分压器的输出端接耦合器输入端，耦合器接地端接地；所述控制器
与所述变频器、所述分压器连接；所述行波测距仪连接所述耦合器
的输出端；所述控制器采集分压器的分压信号控制所述变频器的逆
变频率和电压，从而控制所述试品上的电压。
所述变频器对交流电源变频后输出至所述励磁变，所述励磁变
对所述变频器变频处理后的交流电压升压处理，并输出至电感，通
过电感加到试品上；通过调节变频器使工频电源转化为一定频率的
变频电源，从而在试品上产生串联谐振高电压，所述试品故障放电
产生的高频脉冲行波信号及折返射行波信号传输至所述耦合器，所
述行波测距仪通过所述耦合器采集行波信号进...

【专利技术属性】
技术研发人员：时振堂，李志远，王乐，钱志红，杜红勇，秦文杰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11