一种电缆缺陷高次谐波试验与检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电缆缺陷高次谐波试验与检测系统，包括：电缆与接头缺陷物理模型：用于模拟电缆缺陷类型；高次谐波测量装置；采集各所述模拟电缆缺陷类型下产生的高次谐波特征值，并根据该高次谐波特征值与对应的模拟电缆缺陷类型生成高次谐波数据库。本发明专利技术用于缺陷故障类型的电缆采样检测，收集足够多的测试数据生成高次谐波数据库，以能够应用于电力电缆系统的缺陷评估，基于生成的高次谐波数据库，当检测到实际电缆的谐波分量信息，即可对应到数据库中匹配出该电缆的缺陷类型等，进行评估。

A High-order Harmonic Test and Detection System for Cable Defects

The invention discloses a high-order harmonic testing and detection system for cable defects, which includes: a physical model of cable and joint defects: used to simulate cable defects; a high-order harmonic measuring device; acquisition of high-order harmonic eigenvalues generated under each simulated cable defects type, and generation of a high-order harmonic database based on the high-order harmonic eigenvalues and corresponding simulated cable defects types. \u3002 The invention is used for cable sampling and detection of defect fault types, collects enough test data to generate a high-order harmonic database, which can be applied to defect assessment of power cable system. Based on the generated high-order harmonic database, when the harmonic component information of actual cable is detected, the defect types of the cable can be matched in the database for evaluation.

【技术实现步骤摘要】
一种电缆缺陷高次谐波试验与检测系统
本专利技术属于电力检测设备
，具体涉及一种电缆缺陷高次谐波试验与检测系统。
技术介绍
近年来我国由于电缆故障引起的停电事故危害巨大。准确诊断电缆运行状态是预防电缆故障的重要前提。目前电缆劣化状态检测方法有多种，如：直流法、电桥法、介质损耗角正切法、低频法、局部放电监测法等。各种方法各有优势，但都无法较为全面的反应电缆的整体状态，更无法反应电缆运行环境状态以及剩余使用寿命。为此，状态评估人员迫切需要一种准确评价电缆劣化状态的诊断方法及系统。本专利技术的专利技术人设计了一种基于高次谐波数据库的电缆缺陷评估系统，通过高次谐波与各种电缆缺陷之间的关系建立高次谐波数据库，使得当采集某电缆高次谐波分量等特征输入到数据库中即可匹配出电缆可能存在的缺陷；而该数据库的建立需要采集大量缺陷电缆的实验样本进行高次谐波检测。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电缆缺陷高次谐波试验与检测系统，以能够获得为精确的试验数据，建立高次谐波数据库。为了实现上述目的，本专利技术提供的一种电缆缺线高次谐波试验与检测系统，包括：电缆与接头缺陷物理模型：用于模拟电缆缺陷类型；高次谐波测量装置；采集各所述模拟电缆缺陷类型下产生的高次谐波特征值，并根据该高次谐波特征值与对应的模拟电缆缺陷类型生成高次谐波数据库。进一步的，上述的电缆缺线高次谐波试验与检测系统中：电缆与接头缺陷物理模型包括测试线缆和检测电路；检测电路包括自耦调压器T1、升压变压器T2、保护电阻R以及标准电容C和电容电桥CB；自耦调压器T1与升压变压器连接提供交流电源，电源两端串联保护电阻R；标准电容C和测试电缆并联后接入保护电阻R与电容电桥CB之间；电容电桥CB的输出端连接高次谐波测量装置。进一步的，上述的电缆缺线高次谐波试验与检测系统中，高次谐波测量装置包括DSP芯片、电流传感器、信号调理电路、A/D采样电路；所述检测电路输出端连接电流传感器，电流传感器经信号调理电路和A/D采样电路连接DSP芯片；电流传感器与DSP芯片之间设置过量检测电路和锁相倍频电路。进一步的，上述的电缆缺线高次谐波试验与检测系统中，所述过零检测电路包括：电流传感器的输出端设置采样电阻，采样电阻的压降引入滞回比较器，滞回比较器的输出端经钳位电路连接至与非门施密特触发器。进一步的，上述的电缆缺线高次谐波试验与检测系统中，所述锁相倍频电路包括锁相环芯片、累加计数器和低通滤波器；所述锁相环芯片是一个信号输入端接非门施密特触发器的输出端；锁相环芯片是一个信号输出端接累加计数器的输入端；累加计数器的倍频信号输出端连接锁相环芯片的比较信号输入端；锁相环芯片的比较信号输出端经过所述低通滤波器连接锁相环芯片的控制信号输入端。进一步的，上述的电缆缺线高次谐波试验与检测系统中，所述高次谐波测量装置还包括上位机，所述输出DSP芯片输出的谐波分量数据输入上位机，上位机包括处理器和存储器，存储器中存储有程序，程序被处理器运行时执行：确定测试线缆出缺陷类型，接收该测试线缆检测到的谐波分量数据，并生成高次谐波特征值与测试电缆缺陷类型对应的高次谐波数据库。进一步的，上述的电缆缺线高次谐波试验与检测系统中，包括测试电路和检测电路；检测电路包括自耦调压器T1、升压变压器T2、保护电阻R、分压电容C1和分压电容C2、耦合电容器Ck，检测阻抗Zm，自耦调压器T1与升压变压器连接提供交流电源，电源两端串联保护电阻R；分压电容C1和分压电容C2串联后并联接在保护电阻R和电源端之间，耦合电容器Ck和检测阻抗Zm串联后并联接在保护电阻R和电源端之间；保护电阻R与耦合电容器Ck之间的连接节点用于接入测试电缆，检测阻抗Zm两端连接高次谐波测量装置。进一步的，上述的电缆缺线高次谐波试验与检测系统中，还包括测试线缆支架，测试电缆支架包括固定杆和固定杆顶端连接的套圈，至少两个测试电缆支架呈一定间距固定在底板上。进一步的，上述的电缆缺线高次谐波试验与检测系统中，所述高次谐波测量装置包括电压输入电路、第一A/D变换器、第一零交叉检测器、电流输入电路、第二A/D变换器、第二零交叉检测器、切换器、第一FPGA运算器、第二FPGA运算器、CPU、显示器、固定采样时钟发生器、操作面板；电压输入电路连接第一A/D变换器和第一零交叉(zerocross)检测器；电流输入电路连接第二A/D变换器和第二零交叉检测器，两变换器均连接至第一FPGA运算器、第二FPGA运算器以及固定采样时钟发生器；两零交叉检测器均连接至切换器；切换器连接至第二FPGA运算器；且切换器、第一FPGA运算器、第二FPGA运算器、显示器、固定采样时钟发生器、操作面板均连接至CPU。进一步的，上述的电缆缺线高次谐波试验与检测系统中，高次谐波测量装置包括上位机，高次谐波测量装置检测的谐波分量数据输入上位机，上位机包括处理器和存储器，存储器中存储有程序，程序被处理器运行时执行：确定测试线缆出缺陷类型，接收该测试线缆检测到的谐波分量数据，并生成高次谐波特征值与测试电缆缺陷类型对应的高次谐波数据库。本专利技术提供的电缆缺线高次谐波试验与检测系统，具有如下有益效果：本专利技术提供的电缆缺陷高次谐波试验与检测系统，用于缺陷故障类型的电缆采样检测，收集足够多的测试数据生成高次谐波数据库，以能够应用于电力电缆系统的缺陷评估，基于生成的高次谐波数据库，当检测到实际电缆的谐波分量信息，即可对应到数据库中匹配出该电缆的缺陷类型等，进行评估。附图说明图1为本专利技术电缆缺线高次谐波试验与检测系统的一个实施例的示意图；图2为图1中所示高次谐波测量装置的逻辑框图；图3为图2中所示过零检测电路的一个实施例的电路原理图；图4为图2中所示锁相倍频电路的一个实施例的原理图；图5为本专利技术电缆缺线高次谐波试验与检测系统的另一个实施例的示意图。图6为图5中所示高次谐波测量装置的逻辑框图图中：1-测试电缆；2-套圈；3-固定杆；4-底板；5-接头；6-终端。具体实施方式下面结合具体实施例以及附图对本专利技术进行详细阐述，以便于本领域技术人员充分理解本专利技术的技术方案。一种电缆缺线高次谐波试验与检测系统，包括：电缆与接头缺陷物理模型：用于模拟电缆缺陷类型；高次谐波测量装置；采集各所述模拟电缆缺陷类型下产生的高次谐波特征值，并根据该高次谐波特征值与对应的模拟电缆缺陷类型生成高次谐波数据库。实施例1本专利技术电缆与接头缺陷物理模型给出的一个具体实施例中，如图1所示的，包括测试电缆，为制造有局部过热、局部放电、水树、保护层损伤等缺陷类型的电缆。还包括检测电路；检测电路包括自耦调压器T1、升压变压器T2、保护电阻R以及标准电容C和电容电桥CB；自耦调压器T1与升压变压器连接提供交流电源，电源两端串联保护电阻R；标准电容C和测试电缆并联后接入保护电阻R与电容电桥CB之间；电容电桥CB的输出端连接高次谐波测量装置。如图2-4所示的，高次谐波测量装置包括DSP芯片、电流传感器、信号调理电路、A/D采样电路；所述检测电路输出端连接电流传感器，电流传感器经信号调理电路和A/D采样电路连接DSP芯片；电流传感器与DSP芯片之间设置过量检测电路和锁相倍频电路。交流电源提供模拟的高压电流，高压电流经过标准电容C和测试电缆至电容电桥CB中，容性电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电缆缺线高次谐波试验与检测系统，其特征在于：包括：电缆与接头缺陷物理模型：用于模拟电缆缺陷类型；高次谐波测量装置；采集各所述模拟电缆缺陷类型下产生的高次谐波特征值，并根据该高次谐波特征值与对应的模拟电缆缺陷类型生成高次谐波数据库。

【技术特征摘要】
1.一种电缆缺线高次谐波试验与检测系统，其特征在于：包括：电缆与接头缺陷物理模型：用于模拟电缆缺陷类型；高次谐波测量装置；采集各所述模拟电缆缺陷类型下产生的高次谐波特征值，并根据该高次谐波特征值与对应的模拟电缆缺陷类型生成高次谐波数据库。2.根据权利要求1所述的电缆缺线高次谐波试验与检测系统，其特征在于：电缆与接头缺陷物理模型包括测试线缆和检测电路；检测电路包括自耦调压器T1、升压变压器T2、保护电阻R以及标准电容C和电容电桥CB；自耦调压器T1与升压变压器连接提供交流电源，电源两端串联保护电阻R；标准电容C和测试电缆并联后接入保护电阻R与电容电桥CB之间；电容电桥CB的输出端连接高次谐波测量装置。3.根据权利要求2所述的电缆缺线高次谐波试验与检测系统，其特征在于：高次谐波测量装置包括DSP芯片、电流传感器、信号调理电路、A/D采样电路；所述检测电路输出端连接电流传感器，电流传感器经信号调理电路和A/D采样电路连接DSP芯片；电流传感器与DSP芯片之间设置过量检测电路和锁相倍频电路。4.根据权利要求3所述的电缆缺线高次谐波试验与检测系统，其特征在于：所述过零检测电路包括：电流传感器的输出端设置采样电阻，采样电阻的压降引入滞回比较器，滞回比较器的输出端经钳位电路连接至与非门施密特触发器。5.根据权利要求4所述的电缆缺线高次谐波试验与检测系统，其特征在于：所述锁相倍频电路包括锁相环芯片、累加计数器和低通滤波器；所述锁相环芯片是一个信号输入端接非门施密特触发器的输出端；锁相环芯片是一个信号输出端接累加计数器的输入端；累加计数器的倍频信号输出端连接锁相环芯片的比较信号输入端；锁相环芯片的比较信号输出端经过所述低通滤波器连接锁相环芯片的控制信号输入端。6.根据权利要求3-5任一项所述的电缆缺线高次谐波试验与检测系统，其特征在于：所述高次谐波测量装置还包括上位机，所述输出DSP芯片输出的谐波分量数据输入上位机，上位机包括处理器和存储器，存储器中存储有程序，程序被处理器运行时执行：确定测试线缆出缺陷类型，接收该测试线缆检测到...

【专利技术属性】
技术研发人员：王天正，晋涛，郭瑞宙，芦山，梁基重，王伟，胡帆，张海，张建昌，冯少辉，李冠良，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：山西,14