本发明涉及电缆串谐技术领域，具体涉及一种具备缺陷定位功能的电缆串谐耐压装置。
背景技术：
随着供电可靠性要求不断提高，电网运营商面临巨大挑战，电力电缆具有安全可靠、受气候影响小、隐蔽耐用等优点，在城市电网中得到广泛的运用。运行时间的增加以及不断增长的负荷，电缆出现故障的情况变得频繁，绝缘状态的诊断工作变得尤为重要。目前对电力电缆检修的管理，主要是依据《电力设备交接和预防性试验规程》所规定的项目和试验周期，定期在停电状态下进行绝缘性能试验。其中变频串联谐振试验由于试验状况接近电缆的运行工况，因此成为国内目前应用最广泛的试验方法。
但大量试验及经验表明，串联谐振耐压试验无法对电缆整体绝缘的状态进行定量评估，一些通过串联谐振耐压试验的高压电缆在短期内仍有放电击穿的现象。经过长期对高压电缆的研究试验和实践，认为局部放电是电缆绝缘故障的先兆，有效检测局部放电是提高电缆状态检修水平的一种重要途径。
振荡波电缆局放诊断与定位系统(简称OWTS系统)是电力电缆“状态检修”的一种新方法。但此方法是先对XLPE电缆施加直流电压，利用形成的阻尼振荡波条件下的局放进行诊断与定位；而XLPE电缆的直流耐压试验容易引起电荷积聚，电荷积聚对电缆是有隐性伤害并且也易于产生假局放信号。直流振荡波升压保持时间短、储存能量小、无法充分激发局部放电。此方法的使用是值得进一步探讨的。因此我们开发出交流衰减阻尼振荡波局放测试装置，本装置采用交流高压源，在交流变频串联谐振耐压装置上，附加峰值同步信号使串联谐振回路在峰值时停止功率输出，并同时闭合高压电子开关，形成振荡波阻尼振荡，进行电缆局部放电测试。可以可靠地发现电缆及电缆接头的微弱绝缘缺陷，并且可以准确定位。
技术实现要素：
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种具备缺陷定位功能的电缆串谐耐压装置，使得一套设备可完成交流谐振耐压试验和振荡波局放试验，实现一机两用，极大的提高现场工作效率，精确定位局放源。。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种具备缺陷定位功能的电缆串谐耐压装置，其特征在于，具体的方法步骤如下：
步骤1：设备接线
连接设备各部件；
步骤2：测试电缆绝缘电阻
使用2.5kV绝缘电阻仪测试电缆的绝缘电阻，被测相两端电缆芯解开悬空，测试端连接测试仪器。另两相两端电缆芯解开接地。绝缘电阻要求大于1000MΩ；
步骤3：校准电缆
使用局放校准器校准电缆的长度，在测试软件里保存校准信息；
步骤4：耐压试验
变频电源自动调节频率到系统谐振点，在谐振条件下，在电缆上保持试验电压，进行交流耐压试验；
步骤5：振荡波测试
完成耐压试验后，高压开关自动闭合，使谐振电抗器和被试电缆形成逐渐衰减的阻尼振荡波，激发电缆中的绝缘缺陷。通过软件系统计算入射波和反射波的时差，定位放电源的位置；
优选的，软件系统采用脉冲反射法进行局部放电定位，电缆局部放电时，在放电点处发出脉冲波向两端传播，若放电点靠近电缆近端，其中，为高压电容，为检测阻抗，同时也做匹配阻抗，消除脉冲在高压端的反射。传向近端的脉冲波到达近端后反射，且在定位仪上显示出来，称为输入波，传向远端的脉冲波到达远端后反射到达近端且在定位仪上显示出来，称为反射波。
优选的，假设测试的电缆的长度为l，加设电缆的局部放电量的大小为Q，该局部放电点距离测试端的距离为x，脉冲产生后会向两个相反的方向进行传播，则局部放电定位计算公式为：
式中，v为波传播速度，t1为电缆产生局部放电位置上脉冲直接到达测试端所用的时间，t2为电缆产生局部放电的位置上脉冲到达测试端对端后反向传播到测试端的时间。
优选的，还包括步骤6：系统测量局放量
假设距离电缆x近端点发生局部放电，upd为放电电压波电压，upd′为测量点所测电压，则局放电放电量q的算法为：
当单条电缆存在多点放电时，脉冲电压波在电缆中传播，在每个阻抗发生变化的地方产生反射并返回。就可以记录波形和反射时间，并自动计算出每个故障距离。
优选的，还包括步骤7：软件分析局放数据
专用软件采集被测电缆及其接头的绝缘薄弱环节所发生的局部放电信号。使用多次测试的局放数据建立分析库。软件具有PRPD图谱统计功能，可协助判断局部放电类型。软件使用统计识别算法，将脉冲自动分组，剔除随机的干扰脉冲，并使用叠加算法令放电脉冲和反射波更加平滑。软件依据步骤5和步骤6的定位原理和测量局放量原理自动计算放电源的位置，定位误差不大于电缆长度的1％。
(三)有益效果
本装置采用交流高压源，在交流变频串联谐振耐压装置上，附加峰值同步信号使串联谐振回路在峰值时停止功率输出，并同时闭合高压电子开关，形成振荡波阻尼振荡，进行电缆局部放电测试。一套设备可完成交流谐振耐压试验和振荡波局放试验，实现一机两用，极大的提高现场工作效率，精确定位局放源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的测试流程图；
图2为本发明的电缆校准图；
图3为本发明的定位系统原理图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
一种具备缺陷定位功能的电缆串谐耐压装置，包括变频电源主机、与变频电源主机连接的励磁变压器、与励磁变压器连接的谐振电抗器、与谐振电抗器连接的分压器、与分压器连接的笔记本电脑。
本发明装置，所述的变频电源和励磁变压器内部附加峰值同步信号和高压开关。由变频器来的同步光纤信号输入到高压开关模块中，高压开关模块与励磁变压器的输出端并联。通过附加峰值同步信号和高压开关，使串联谐振回路在峰值时停止功率输出，并同时闭合高压开关，形成振荡波阻尼振荡，进行电缆局部放电测试。
本发明装置，所述的分压器内部设置有局放采集器，采样频率为100MHz，模拟带宽为50MHz，分压器具有USB和WIFI数据连接功能，用于把采集到的局放信息传输到分析软件中。
本发明装置，所述的局放校准器用于校准电缆的长度。
本发明装置实施的具体方法步骤如下：
步骤1：设备接线
连接设备各部件。
步骤2：测试电缆绝缘电阻
使用2.5kV绝缘电阻仪测试电缆的绝缘电阻，被测相两端电缆芯解开悬空，测试端连接测试仪器。另两相两端电缆芯解开接地。绝缘电阻要求大于1000MΩ。
步骤3：校准电缆
使用局放校准器校准电缆的长度，在测试软件里保存校准信息。校准图形如图2所示。
步骤4：耐压试验
变频电源自动调节频率到系统谐振点，在谐振条件下，在电缆上保持试验电压，进行交流耐压试验。
步骤5：振荡波局放定位
完成耐压试验后，高压开关自动闭合，使谐振电抗器和被试电缆形成逐渐衰减的阻尼振荡波，激发电缆中的绝缘缺陷。系统采用脉冲反射法(TDR)进行局部放电定位，原理如图3所示。电缆局部放电时，在放电点处发出脉冲波向两端传播，若放电点靠近电缆近端，其中，C为高压电容，Z为检测阻抗，同时也做匹配阻抗，消除脉冲在高压端的反射。传向近端的脉冲波到达近端后反射，且在定位仪上显示出来，称为输入波，传向远端的脉冲波到达远端后反射到达近端且在定位仪上显示出来，称为反射波。
假设测试的电缆的长度为l，加设电缆的局部放电量的大小为Q，该局部放电点距离测试端的距离为x，脉冲产生后会向两个相反的方向进行传播，则局部放电定位计算公式为：
式中，v为波传播速度，t1为电缆产生局部放电位置上脉冲直接到达测试端所用的时间，t2为电缆产生局部放电的位置上脉冲到达测试端对端后反向传播到测试端的时间。
步骤6：系统测量局放量
假设距离电缆x近端点发生局部放电，upd为放电电压波电压，upd′为测量点所测电压，则局放电放电量q的算法为：
当单条电缆存在多点放电时，脉冲电压波在电缆中传播，在每个阻抗发生变化的地方产生反射并返回。就可以记录波形和反射时间，并自动计算出每个故障距离。
步骤7：软件分析局放数据
专用软件采集被测电缆及其接头的绝缘薄弱环节所发生的局部放电信号。使用多次测试的局放数据建立分析库。软件具有PRPD图谱统计功能，可协助判断局部放电类型。软件使用统计识别算法，将脉冲自动分组，剔除随机的干扰脉冲，并使用叠加算法令放电脉冲和反射波更加平滑。软件依据步骤5和步骤6的定位原理和测量局放量原理自动计算放电源的位置，定位误差不大于电缆长度的1％。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。