[实用新型]基于时域反射特性的电缆局部放电定位系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于时域反射特性的电缆局部放电定位系统。

背景技术

国内外运行经验和研究成果表明：电力电缆性能早期劣化或使用寿命很大程度上取决于其绝缘介质的树枝状老化，而局部放电测量是定量分析树枝状劣化程度的有效方法之一。电力电缆局部放电量与其绝缘状况密切相关，所以局部放电测量是电缆绝缘监测工作的关键，局部放电量的变化预示着电缆绝缘一定存在着可能危及电缆安全运行的缺陷。

根据经典行波理论，把电力电缆视作同轴结构求解波动方程组，可以得到电缆的特征阻抗和传播常数等参数。传播常数与信号频率相关，电缆中每个频率分链以各自的速率和衰减率传播。高频分量比低频分量衰减更快，随着信号沿电缆传播，局放信号变化特征表现为脉冲峰值减小、脉冲宽度扩展。在局放源定位里面，脉冲信号的衰减和传播速度是关键的参数。根据理论计算并经实际验证，电缆内局放脉冲的传播速度一般为160～170m/μs。在检测到电缆局放时，如果能对局部放电源进行定位，那么局部放电活动测量的实效性就会大大提高。

电缆进行局部放电测量的目的首先是要了解电缆放电情况，以估计以后运行时的绝缘性能；第二是如果发现了不允许的放电，则要找出放电点所在位置，这样对于运行中的电缆可以将放电严重的部分更换掉，确保线路安全运行。在实际应用中为了更快更有效地检测排除电缆的故障和隐患如何快速找出局部放电点是我们面对的重要问题。

实用新型内容

为弥补现有技术的不足，本实用新型提供一种基于时域反射特性的电缆局部放电定位系统。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

基于时域反射特性的电缆局部放电定位系统，它包括与检测电缆连接的采样模块，采样模块的输出端与抗干扰模块输入端连接，抗干扰模块输出端与数据采集模块输入端连接，数据采集模块与主控制器双向连接，主控制器输出端与上位机连接；所述数据采集模块输出端还与示波器输入端连接，示波器输出端与主控制器输入端连接。

所述抗干扰模块包括依次连接的积分电路、线性放大电路和滤波电路。

所述采样模块为PCI四路脉冲信号采集卡。

所述数据采集单元采用PCI5112数据采集卡。

所述主控制器为TI公司生产的TMS32C6713BPYP。

原理：本新型采用了时域反射法(TDR)来定位局放，如图1所示把传感器连到长度L的电缆一端，距离局放点的距离为Xm，局放点M的局部放电会产生两个电压脉冲一个是直接以Ym/s的传播速度传播到传感器，称为直达脉冲；另一个向电缆的另一端传播，称为反射脉冲。直达脉冲在X/Ys后到达传感器而反射脉冲被电缆的另一端反射会在经过(2L-x)m的传播距离后到达传感器。所以第二个脉冲会在第一个脉冲的(2L-2x)/Ys后到达传感器，通过具体的观察测量X可以被计算出来，这样就得到了局放点的位置。

在实际操作中，不同的电缆结构具有不同的波速，我们很难用速度来定位放电点的位置，因此通过在示波器中观察波形来达到定位局放的目的。假设在电缆的M点处发生放电，A为近端，B为远端，在示波器中可以观察到a、b、a’三个波形，a为直达脉冲，b为反射脉冲，a’为直达脉冲经B端反射后的脉冲。通过三个波峰的时间差距就能够计算放电点的位置，如图2所示，放电点M的位置x为：

x=t2l+x-t2l-xt2l+x-tx×l---(1)]]>