专利名称：振荡波系统及继电保护型检测阻抗及检测阻抗保护装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及到振荡波系统用检测阻抗，具体是一种振荡波系统及继电保护型检测阻抗及检测阻抗保护装置。
背景技术：
近十年来，挤塑型电力电缆特别是交联聚乙烯(XLPE)电力电缆由于其绝缘性能好、易于制造、安装方便、供电安全可靠等优点，在城市电网中得到广泛使用。但是这种电缆的绝缘结构中往往会由于加工技术上的难度或原材料不纯而存在气隙和有害性杂质，或者由于工艺原因在绝缘介质与半导电屏蔽层之间存在间隙或半导电体向绝缘层突出，在这些气隙和杂质尖端处极易产生局部放电，同时在电力电缆的安装和运行过程当中也可能会产生各种绝缘缺陷导致局部放电。由于XLPE等挤塑型绝缘材料耐放电性较差，在局部放电的长期作用下，绝缘材料不断老化最终导致绝缘击穿，造成重大事故。研究发现，电缆的局部放电量与其绝缘状况密切相关，局部放电量的变化预示着电缆绝缘可能存在危害电缆安全运行的缺陷，因此可通过检测电缆的局部放电量评估电缆的绝缘状况。电缆局部放电的检测方法主要有以下三种1、工频电压下电缆局部放电检测；2、超低频电压下电缆局部放电检测；3、直流阻尼振荡电压下电缆局部放电检测；其中的方法1，由于电力电缆的电容量大，很难在现场进行工频电压下的局部放电检测；其中的方法2要求试验时间长，对电缆绝缘损伤较大，可引发电缆中的新的缺陷；其中的方法3，由于XLPE电力电缆的绝缘电阻较高，且交流和直流下电压分布差别较大，进行直流耐压试验后，在XLPE电缆中，特别是电缆缺陷处会残留大量空间电荷，电缆投运后，这些空间电荷常造成电缆的绝缘击穿事故。因此上述方法均不适合用于对挤塑型电力电缆的局部放电检测。振荡波测试系统(0WTS,英文全称为Oscillating Waveform Test System),利用电缆等值电容与电感绝缘导线的串联谐振原理，使振荡电压在多次极性变换过程中电缆缺陷处会激发出局部放电信号，通过高频耦合器测量该信号从而判断电缆的好坏。采用OffTS振荡波电缆局部放电检测和定位技术对IOkV配电电缆进行测试，能够及时发现和定位潜伏性局部放电缺陷且不会对电缆造成伤害，可以大大提高供电可靠性。中国专利文献CN102565637A公开了一种基于异步双端测量的电缆振荡波局部放电检测系统，具体参见图1所示，该系统包括待测电缆及分别与待测电缆连接的振荡波发生装置及信号采集子系统，程控宽程局部放电校准仪，上位机。其中，振荡波发生装置在上位机的控制下产生阻尼振荡波，电缆两端的信号采集子系统将采集到的波形及数据交由上位机分析软件集中处理、分析，得到有无局部放电发生及局部放电量的判断，从而实现电缆局部放电的测试。高压信号的采集需要通过阻抗分配实现，在高压电子开关动作瞬间会产生高电压的过冲，按照固定设计好的阻抗比例实现分压检测的阻抗上也会出现电压瞬时增高，如不采取相应措施，过高的电压脉冲会毁坏低压的信号采集系统。为解决上述问题，现有技术中通常将检测阻抗的阻抗比例设置较小，这样即使出现电压过冲也不会毁坏或者击穿低压信号采集和处理系统，但是由于局部放电信号本身就是相对于高电压等级下的微弱电信号，此时检测阻抗上分配的电压信号相对会更小，直接影响到检测的灵敏度。
发明内容
为此，本发明所要解决的是现有技术中的检测阻抗设置过高容易被损坏设置过低检测的灵敏度低的技术问题，提供一种振荡波系统用继电保护型检测阻抗。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下同时，提供一种振荡波系统用继电保护型检测阻抗，包括检测阻抗；继电器，并联在所述检测阻抗两端；继电器的驱动控制装置，其进一步包括直流电源；第一电阻R1，所述第一电阻Rl的一端与直流电源的输出端相连；三极管Q，所述三极管Q的基极与第二电阻R2相连，第二电阻R2不直接与所述基极相连的一端接控制单元；所述三极管Q的集电极与所述第一电阻Rl不直接与直流电源相连的一端相连；所述三极管Q的发射极与所述继电器的控制端相连；控制单元，接收控制振荡波系统中高压电子开关闭合的信号，并发出控制所述继电器在不晚于过冲电压到达所述检测阻抗时导通的控制信号。所述继电器为光MOS继电器。所述光MOS继电器进一步包括红外发光二极管，其正极与所述三极管Q的发射极相连，所述红外发光二极管的负极接地；光电二极管阵列,接收所述红外发光二极管发出的红外光产生驱动MOS管的光电压；MOS管，接收所述光电二极管阵列产生的光电压，并在其栅极和源极间的电压上升至门槛电压时，控制继电器导通或者关断。所述光MOS继电器为导通时间小于或者等于O.1ms且导通瞬间最大电流为30A的光MOS继电器。一种振荡波系统用检测阻抗保护装置，包括继电器，使用时并联在振荡波系统中检测阻抗的两端；继电器的驱动控制装置，其进一步包括直流电源；第一电阻R1，所述第一电阻Rl的一端与直流电源的输出端相连；三极管Q，所述三极管Q的基极与第二电阻R2相连，第二电阻R2不直接与所述基极相连的一端接控制单元；所述三极管Q的集电极与所述第一电阻Rl不直接与直流电源相连的一端相连；所述三极管Q的发射极与所述继电器的控制端相连；控制单元，接收控制振荡波系统中高压电子开关闭合的信号，并发出控制所述继电器在不晚于过冲电压到达所述检测阻抗时导通的控制信号。所述继电器为光MOS继电器。所述光MOS继电器进一步包括
红外发光二极管，其正极与所述三极管Q的发射极相连，所述红外发光二极管的负极接地；光电二极管阵列,接收所述红外发光二极管发出的红外光产生驱动MOS管的光电压；MOS管，接收所述光电二极管阵列产生的光电压，并在其栅极和源极间的电压上升至门槛电压时，控制继电器导通或者关断。所述光MOS继电器为导通时间小于或者等于O.1ms且导通瞬间最大电流为30A的光MOS继电器。同时,还提供一种振荡波系统，包括待测电缆；振荡器发生装置，与所述待测电缆串联连接；信号采集系统，输入端连接在所述振荡器发生装置和所述待测电缆之间，采集所述流经所述待测电缆的电压信号并输出；工控机，接收所述信号采集装置输出的所述电压信号并处理；所述信号采集系统中的检测阻抗使用上述的振荡波系统用继电保护型检测阻抗。本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点本发明的所述振荡波系统用继电保护型检测阻抗，通过在检测阻抗两端并联一个继电保护型继电器，在高压电子开关打开后，过冲到达所述检测阻抗之前，控制单元控制所述继电器吸合导通，保证所述检测阻抗上无过冲电压通过，保护检测阻抗和与检测阻抗相连的低压信号采集系统免受过冲电压损坏，保证其正常工作。本发明的所述振荡波系统用继电保护型检测阻抗，采用光MOS继电器和与其配合的驱动和控制电路，保证继电器实现快速开关的功能。
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中图1为中国专利文献CN102565637A公开的一种基于异步双端测量的电缆振荡波局部放电检测系统结构图；图2为本发明一个实施例的振荡波用继电保护型检测阻抗结构示意图；图3为振荡波系统中高压电子开关控制信号、高压电子开关开通情况、光MOS继电器控制信号和光MOS继电器开通情况的工作时序图。
具体实施例方式一种振荡波系统，包括待测电缆；与所述待测电缆串联连接的振荡器发生装置；信号采集系统，输入端连接在所述振荡器发生装置和所述待测电缆之间，采集所述流经所述待测电缆的电压信号并输出；工控机，接收所述信号采集装置输出的所述电压信号并处理；作为本发明的一种具体实施方式
，所述信号采集中的检测电阻为图2所示的一种振荡波系统用继电保护型检测阻抗，所述振荡波系统用继电保护型检测阻抗包括检测阻抗和并联在所述检测阻抗两端的检测阻抗保护装置；
所述检测阻抗保护装置进一步包括继电器，并联在所述检测阻抗两端；继电器的驱动控制装置，其进一步包括直流电源；第一电阻R1，所述第一电阻Rl的一端与直流电源的输出端相连；三极管Q，所述三极管Q的基极与第二电阻R2相连，第二电阻R2不直接与所述基极相连的一端接控制单元；所述三极管Q的集电极与所述第一电阻Rl不直接与直流电源相连的一端相连；所述三极管Q的发射极与所述继电器的控制端相连；控制单元，接收控制振荡波系统中高压电子开关闭合的信号，并发出控制所述继电器在不晚于过冲电压到达所述检测阻抗时导通的控制信号。作为上述实施例的具体实施方式
，所述继电器为光MOS继电器，所述光MOS继电器进一步包括红外发光二极管，其正极与所述三极管Q的发射极相连，所述红外发光二极管的负极接地；光电二极管阵列，接收所述红外发光二极管发出的红外光产生驱动MOS管的光电压；MOS管，接收所述光电二极管阵列产生的光电压，并在其栅极和源极间的电压上升至门槛电压时，控制继电器导通或者关断。作为具体实施方式
，所述光MOS继电器为导通时间小于或者等于O.1ms且导通瞬间最大电流为30A的光MOS继电器。作为本发明的一种具体实施方式
，所述高压电子开关控制信号、高压电子开关开通情况、光MOS继电器控制信号和光MOS继电器开通情况的工作时序图参见图3所示，在所述三极管Q的基极为高电平时，三极管Q导通，Vcc经第一电阻R1、继电器内部红外发光二极管形成回路，发光二极亮，光电二极管阵列将光转换成电信号，控制MOS管导通，表现为继电器“吸合”，即光MOS固态继电器开关闭合。通过三极管Q扩流和间接控制光MOS固态继电器的开通，三极管Q的基极只需要微安级电流就可以控制三极管Q工作，可以达到便于控制、驱动方便并且由于集电极电流较大可以加快继电器的开通时间和效率。至于加入三极管Q等分立器件后造成的时间延时可以通过所述控制单元计算在给控制信号时予以消除。作为上述实施例的变形，所述光MOS继电器可为现有技术中的其它结构的光MOS继电器或者现有技术中的其它继电器代替，只要能受控在过冲电压到来前导通即可，均能实现本发明的目的，属于本发明的保护范围。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
权利要求
1.一种振荡波系统用继电保护型检测阻抗，其特征在于，包括 检测阻抗； 继电器，并联在所述检测阻抗两端； 继电器的驱动控制装置，其进一步包括直流电源； 第一电阻R1，所述第一电阻Rl的一端与直流电源的输出端相连； 三极管Q，所述三极管Q的基极与第二电阻R2相连，第二电阻R2不直接与所述基极相连的一端接控制单元；所述三极管Q的集电极与所述第一电阻Rl不直接与直流电源相连的一端相连；所述三极管Q的发射极与所述继电器的控制端相连； 控制单元，接收控制振荡波系统中高压电子开关闭合的信号，并发出控制所述继电器在不晚于过冲电压到达所述检测阻抗时导通的控制信号。
2.根据权利要求1所述的一种振荡波系统用继电保护型检测阻抗，其特征在于，所述继电器为光MOS继电器。
3.根据权利要求2所述的一种振荡波系统用继电保护型检测阻抗，其特征在于，所述光MOS继电器进一步包括 红外发光二极管，其正极与所述三极管Q的发射极相连，所述红外发光二极管的负极接地； 光电二极管阵列，接收所述红外发光二极管发出的红外光，产生驱动MOS管的光电压；MOS管，接收所述光电二极管阵列产生的光电压，并在其栅极和源极间的电压上升至门槛电压时，控制继电器导通或者关断。
4.根据权利要求3所述的一种振荡波系统用继电保护型检测阻抗，其特征在于，所述光MOS继电器为导通时间小于或者等于O.1ms且导通瞬间最大电流为30A的光MOS继电器。
5.一种振荡波系统用检测阻抗保护装置，其特征在于，包括 继电器，使用时并联在振荡波系统中检测阻抗的两端； 继电器的驱动控制装置，其进一步包括 直流电源； 第一电阻R1，所述第一电阻Rl的一端与直流电源的输出端相连； 三极管Q，所述三极管Q的基极与第二电阻R2相连，第二电阻R2不直接与所述基极相连的一端接控制单元；所述三极管Q的集电极与所述第一电阻Rl不直接与直流电源相连的一端相连；所述三极管Q的发射极与所述继电器的控制端相连； 控制单元，接收控制振荡波系统中高压电子开关闭合的信号，并发出控制所述继电器在不晚于过冲电压到达所述检测阻抗时导通的控制信号。
6.根据权利要求5所述的一种振荡波系统用检测阻抗保护装置，其特征在于，所述继电器为光MOS继电器。
7.根据权利要求6所述的一种振荡波系统用检测阻抗保护装置，其特征在于，所述光MOS继电器进一步包括 红外发光二极管，其正极与所述三极管Q的发射极相连，所述红外发光二极管的负极接地； 光电二极管阵列，接收所述红外发光二极管发出的红外光产生驱动MOS管的光电压； MOS管，接收所述光电二极管阵列产生的光电压，并在其栅极和源极间的电压上升至门槛电压时，控制继电器导通或者关断。
8.根据权利要求7所述的一种振荡波系统用检测阻抗保护装置，其特征在于，所述光MOS继电器为导通时间小于或者等于O.1ms且导通瞬间最大电流为30A的光MOS继电器。
9.一种振荡波系统,包括 待测电缆； 振荡器发生装置，与所述待测电缆串联连接； 信号采集系统，输入端连接在所述振荡器发生装置和所述待测电缆之间，采集所述流经所述待测电缆的电压信号并输出； 工控机，接收所述信号采集装置输出的所述电压信号并处理； 其特征在于，所述信号采集系统中的检测阻抗使用如权利要求1-4任一所述的振荡波系统用继电保护型检测阻抗。
全文摘要
本发明涉及一种振荡波系统及继电保护型检测阻抗及检测阻抗保护装置，其中继电保护型检测阻抗包括检测阻抗、并联在检测阻抗两端的继电器以及继电器的驱动控制装置，驱动控制装置进一步包括直流电源、第一电阻R1、三极管Q和第二电阻R2；三极管Q的集电极与第一电阻R1不直接与直流电源相连的一端相连；三极管Q的发射极与继电器的控制端相连；控制单元，接收控制振荡波系统中高压电子开关闭合的信号，并发出控制继电器在不晚于过冲电压到达检测阻抗时导通的控制信号。通过在检测阻抗两端并联一个继电保护型继电器，在高压电子开关打开后，过冲到达检测阻抗之前，控制单元控制继电器吸合导通，保证检测阻抗上无过冲电压通过。
文档编号G01R31/14GK103063993SQ201210594729
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者时翔, 赵生传, 陈志勇, 江川, 崔潇, 刘术波, 张宏伟, 陈永平 申请人:山东电力集团公司青岛供电公司, 国家电网公司