一种电缆测试车高压冲击信号发生装置的制作方法

本发明属于电力电缆领域，特别涉及一种电缆测试车高压冲击信号发生装置。

背景技术：

90%的电力电缆故障是高阻和闪络故障，查找这2类故障必须采用高电压将其击穿，利用故障击穿产生行波、电磁、声音、振动等信号或者电弧短路状态才能测距和定点。作为击穿电缆故障的专用设备，高压冲击信号发生装置(以下简称高压冲击装置)在电缆故障定位中具有重要作用。传统的高压冲击装置依靠人工搬运进出测试现场。受到体积和重量的限制，装置采用的电容器较小、放电能量低、装置多数采用分体式结构。这一方面不利于提高故障击穿放电声查找故障点；另一方面分体式部件的现场组装需要采用复杂的高压导线进行连接，降低了系统可靠性。而电缆测试车载大电容、高放电能量、一体化高压冲击装置则具有明显的优势。

电缆测试车是一种主要用于电缆故障定位的综合测试系统，它具有设备集成度高、放电能量大和机动性好的优点，能显著减轻测试者的劳动强度，缩短故障抢修时间。长期以来，国外产品多采用电机驱动调压器和放电开关，控制高压的产生和放电，装置构成复杂且未披露设计细节。进口电缆测试车价格昂贵，国内较少使用，这极大限制了我国供电企业电缆测试的维护水平。因此，研制具有自主知识产权的电缆测试车载高压冲击装置，对于提升电缆测试装备技术水平具有重要意义。

本项目采用组合电容增大高压冲击装置的电容量，设计了一种电容容量转换及输出电压联动控制装置，用于电容的连接和串并联的转换，简化了高压接线，提高了装置的放电能量、可靠性和一体化水平。为了控制装置放电，设计了放电开关及其控制电路。为了配合不同故障定位方法的使用，设计了工作方式转换开关和电路。此外，由于车载高压冲击装置外壳与大地隔离，设备必须可靠接地以保护测试者的安全，因此提出了一种高压设备接地保护检测方法。基于上述设计，本文研制了车载高放电能量、一体化的高压冲击装置。

技术实现要素：

为了研制车载高放电能量、一体化的高压冲击装置，本发明提供了一种电缆测试车高压冲击信号发生装置。

所述高压冲击装置包括接地检测单元、高压产生单元和高压放电单元。

接地检测单元用来检测装置外壳是否良好接地，只有外壳接地后，电源开关k才能合闸，装置才能上电工作。

高压产生单元对输入的220v交流电进行调压、升压和整流，产生直流负高压输出，并将能量储存在组合电容器中。其中，负高压发生器用于升压和整流；电容量转换和电压控制开关联动控制3档变压器的输出档位和组合电容器的连接方式，实现装置电容量和最高输出电压的调整；自耦调压器通过旋钮改变滑动触点的位置，调节3档变压器输入电压的高低，实现对高压产生单元输出电压的调节。

高压放电单元通过控制放电开关闭合，对外产生高压冲击信号。放电方式控制电路控制放电开关自动周期放电或者手动单次放电；工作方式转换开关选择高压直接输出或者串联阻尼电阻后输出，用于改变装置对电缆放电的响应形式，以适应不同的故障定位方法对高压冲击装置输出信号的要求。

附图说明

图1是所述高压冲击装置原理图。

图2是所述电容量转换与输出电压控制原理图。

图3是所述放电方式控制电路图。

图4是所接地检测原理图。

具体实施方式

本发明提供了一种电缆测试车高压冲击信号发生装置，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

图1所示为所述高压冲击装置原理图，主要包括接地检测单元、高压产生单元和高压放电单元。装置合闸上电后，220v交流电进入输出范围为0~220v的自耦调压器，调压器的输出接入3档变压器，3档变压器由电容量转换和电压控制开关选择1组输出接入负高压发生器，负高压发生器对交流电升压、整流，产生负高压输出，并对组合电容器充电，将能量储存在电容器中。

组合电容器由4个20μf/10kv的脉冲电容器组成。4并联连接时，可构成80μf/10kv电容；2串联然后并联连接时，可构成20μf/20kv电容；4串联连接时，可构成5μf/40kv电容。

3档变压器的变比分别为1:0.25、1:0.5、1:1，档位的选取与组合电容器的连接形式相对应，受电容量转换和电压控制开关的联动控制。变压器变比为1:0.25时，组合电容器为4并联结构；变压器变比为1:0.5时，组合电容器为2串联然后并联结构；变压器变比为1:1时，组合电容器为4串联结构。当自耦调压器满幅即220v输出时，3种状态下高压产生单元的最高输出电压分别为、、。

图2所示为上述电容量转换和电压控制电路图。为负高压发生器的输出，j-1−j-8为1组静触点，d1-1−d1-8、d2-1−d2-8、d3-1−d3-8为3组动触点，d4为动压杆，k1–k3为3个行程开关。当动触点组d1与静触点组接触时(d1-1接触j-1，d1-2接触j-2，…，d1-8接触j-8)，组合电容构成4并联结构，电容为80μf。同时动压杆d4压下行程开关k1，3档变压器1:0.25变比输出经k1接入负高压发生器，组合电容上最高可产生的直流电压。类似的，当动触点组d2与静触点组接触时，组合电容为2串联然后并联结构，电容为20μf。同时，d4压k2，3档变压器1:0.5变比输出经k2接入负高压发生器，组合电容上最高可产生的直流电压。当动触点组d3与静触点组接触时，组合电容为4串联结构，电容为5μf。同时，d4压下k3，3档变压器1:1变比输出经k3接入负高压发生器，组合电容上最高可产生的直流电压。装置采用专用的放电开关释放高电压。高压放电开关由电磁铁、连杆组件、绝缘柱、动电极、静电极和箱体组成。其中，电磁铁安装在箱体顶板上；电磁铁的衔铁用卡环与连杆组件连接在一起；连杆组件下端连接上绝缘柱；上绝缘柱下端安装动电极；下绝缘柱安装在箱体底板上，上端安装静电极。

装置中采用专用的放电开关释放高电压，为了控制开关手动单次放电和自动周期放电，其放电方式控制电路如图3所示。kt1、kt2为时间继电器；kt1控制常开触点kt1-1和常闭触点kt1-2；kt2控制常闭触点kt2-1；sb是常闭按钮开关，用于手动放电；kt3是旋钮开关，用于手动/自动放电切换；y1是电磁铁。当kt3断开时，y1只受sb1和kt1-2的控制，按下sb1，sb1断开，y1断电导致开关动电极落下放电。松开sb1，sb1闭合，y1上电提起开关动电极，装置停止放电。当kt3闭合时，由于kt2-1常闭，时间继电器kt1上电，延时t1后，控制kt1-1闭合、kt1-2断开。由于kt1-2断开，y1断电导致开关动电极落下放电；同时由于kt1-1闭合，时间继电器kt2上电，延时t2后，控制触点kt2-1断开。kt2-1断开后，时间继电器kt1断电，kt1控制的触点kt1-1和kt1-2分别恢复断开和闭合状态。由于kt1-2闭合，y1上电提起开关动电极，装置停止放电，由于kt1-1断开，时间继电器kt2断电，kt2控制的触点kt2-1恢复闭合状态。kt1-1断开、kt2-1闭合后，kt1、kt2进入下一个t1(断开)—t2(闭合)定时自动放电周期。

图4所示为接地检测原理图。为了保护测试者的安全，车载高压冲击装置外壳必须可靠接地，为此在装置保护接地之外增加了一个辅助接地；2个接地点、大地以及装置外壳之间形成接地检测回路，通过检测回路电阻的办法可以判断装置接地的可靠性；工作时，向回路中注入交流信号，用电流互感器采集；将采集到的信号经滤波、放大处理后送入一比较器，与预设的基准电压进行比较，最后用比较器的输出控制装置电源开关的通断，实现装置接地检测。