一种基于变频串联谐振的耐压测距装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型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，属于电力试验技术领域。
【背景技术】
[0002] 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。
[0003] 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，并有研宄 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。
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 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。 【实用新型内容】
[0007] 针对现有技术的不足，本实用新型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。
[0008] 为实现上述目的，本实用新型采用下述的技术方案：
[0009] 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；
[0010] 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；
[0011] 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。
[0012] 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；
[0013] 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。
[0014] 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；
[0015] 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。
[0016] 其中较优地，所述变频器输出频率满足
[0017]
【主权项】
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 器采集行波信号进行故障点的测距。
2. 如权利要求1所述的电力线路耐压测距装置，其特征在于，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。
3. 如权利要求1所述的耐压测距装置，其特征在于，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。
4. 如权利要求1所述的耐压测距装置，其特征在于，所述变频器频率满足：
其中，f〇表示变频器频率，L是电感值，C为试品电容量。
【专利摘要】本实用新型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。本实用新型具有交流耐压和故障测距同时完成的优点。
【IPC分类】G01R31-11, G01R31-14
【公开号】CN204269768
【申请号】CN201420633677
【发明人】时振堂, 李志远, 王乐, 钱志红, 杜红勇, 秦文杰
【申请人】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
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2014年10月29日