一种塔上户外电缆终端带电甚高频局放测试装置和方法与流程

本发明涉及电缆测试领域，尤其涉及一种塔上户外电缆终端带电甚高频局放测试装置和方法。

背景技术

高压电缆线路带电局放检测，是及时发现线路绝缘缺陷的最要手段之一，近年来发展起来的在运行线路上应用的带电局放检测，主要有脉冲电流法和薄膜电极法，这两种方法虽然应用上有便利的一方面，但对于电缆终端塔上的户外电缆终端则显现出短板。现有高压电缆线路脉冲电流法带电局放检测技术，需在电缆线路附属设备的接地线和同轴电缆处检获局放信号,而对于电缆终端塔上的户外电缆终端,其接地引线连接地电缆终端头和电缆终端平台间，接地引线很短，一般不足1.5米，而户外电缆终端头电极裸露，无法满足110kv及以上电压等级安全距离要求，因此，不具备带电检测条件；而薄膜电极法由于一般在地面高度安装的薄膜电极远离户外电缆终端距，同时检测局放信号频率高，高频局放信号具有随距离衰减大的特点，因此，在地面检测高空安装的户外电缆终端有效性低。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种塔上户外电缆终端带电甚高频局放测试装置和方法，利用无人机搭载甚高频采集装置升空接近被侧电缆终端塔上的户外电缆终端开展甚高频局放检测。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种塔上户外电缆终端带电甚高频局放测试装置，包括：

用于获取甚高频局放测试信号的无人机搭载升空设备和用于获取电缆本体电压信号并对获取的甚高频局放测试信号和电压信号进行显示的地机操作设备，所述无人机搭载升空设备与所述地机操作设备通信连接，

其中所述无人机搭载升空设备包括无人机和用于获取甚高频局放测试信号的采集装置，所述采集装置搭载于所述无人机上。

其中，所述测试装置还包括光纤，所述无人机搭载升空设备和所述地机操作设备通过所述光纤通信连接。

其中，所述采集装置包括：甚高频传感器、信号处理单元和第一光电转换器，所述甚高频传感器与所述信号处理单元的输入端电连接，所述信号处理单元的输出端与所述第一光电转换器的输入端连接，所述第一光电转换器的输出端与所述光纤连接。

其中，所述采集装置还包括第一连接电缆，所述甚高频传感器通过所述第一连接电缆与所述信号处理单元的输入端连接，所述信号处理单元的输出端通过所述第一连接电缆与所述第一光电转换器的输入端连接。

其中，所述信号处理单元包括：信号放大单元和滤波器，所述信号放大单元的输入端与所述甚高频传感器连接，所述信号放大单元的输出端与所述滤波器的输入端连接，所述滤波器的输出端通过所述第一连接电缆与所述第一光电转换器的输入端连接。

其中，所述信号处理单元还包括：输入端过压保护单元和输出端过压保护单元，所述输入端过压保护单元的输入端与所述传感器连接，所述输入端过压保护单元的输出端与所述放大单元的输入端连接，所述输出端过压保护单元的输入端与所述放大单元的输出端连接，所述输出端过压保护单元的输出端与所述滤波器的输入端连接。

其中，所述地机操作设备包括同步工频互感器，示波器和第二光电转换器，所述同步工频互感器与所述示波器的第二通道连接，所述第二光电转换器的输出端与所述示波器的第一通道连接，所述第二光电转换器的输入端与所述第一光电转换器的输出端连接。

其中，所述地机操作设备还包括第二连接电缆，所述同步工频互感器通过所述第二连接电缆与所述示波器的第二通道连接，所述第二光电转换器的输出端通过所述第一连接电缆与所述示波器的第一通道连接。

其中，所述地机操作设备还包括：用于对无人机进行控制的无人机遥控器。本发明还提供一种塔上户外电缆终端带电甚高频局放测试方法，包括如下

步骤：

s1、采用前述的测试装置采集获取甚高频局放测试信号，

s2、对所述获取的甚高频局放测试信号进行分析处理获得所述甚高频局放信号。

本发明实施例的有益效果在于：通过将采集装置搭载在无人机上进行甚高频测试，克服了在地面上检测高空安装的户外电缆终端有效性低的缺陷，提高了塔上户外电缆终端测试的有效性，能及时发现局放缺陷，防止设备故障带来的直接、间接损失以及社会影响，具有很高的经济和社会价值。

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是本发明实施例一种一种塔上户外电缆终端带电甚高频局放测试装置的结构示意图。

图2是本发明实施例的塔上户外电缆终端带电甚高频局放测试装置进行塔上户外电缆终端带电测试的示意图。

图3是本发明一实施例的带电测试装置采集的甚高频局放测试信号。

图4是本发明一实施例的带电测试装置采集的甚高频局放测试信号。

图5是本发明一实施例的带电测试装置采集的甚高频局放测试信号。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。

请参照图1所示，本发明实施例一提供一种塔上户外电缆终端带电甚高频局放测试装置，包括用于获取甚高频局放测试信号无人机搭载升空设备a和用于获取电缆本体电压信号并对获取的甚高频局放测试信号和电压信号进行显示的地机操作设备b，其中无人机搭载升空设备a包括无人机11和用于获取甚高频局放测试信号的采集装置，所述采集装置搭载于所述无人机11上，所述无人机搭载升空设备a与所述地机操作设备b通信连接。

其中，所述测试装置还包括光纤9，所述无人机和所述地机操作设备通过所述光纤9通信连接。

在一具体实施方式中，所述无人机11为多悬翼无人机，其载荷不小于6kg，具有gps定位稳定系统，可见光广角镜，续航时间不小于20分钟。

在一具体实施方式中，所述采集装置包括：甚高频传感器3、信号处理单元2和第一光电转换器7，所述甚高频传感器3与所述信号处理单元2的输入端电连接，所述信号处理单元2的输出端与所述第一光电转换器7的输入端连接，所述第一光电转换器7的输出端与所述光纤9连接。

具体地，所述甚高频传感器3的带宽为80-200mhz;用于检获甚高频信号。

具体地，所述第一光电转换器7为模拟光电转换器，其最高频率不小于500mhz。

在一具体实施方式中，所述采集装置还包括第一连接电缆5，所述甚高频传感器3通过所述第一连接电缆5与所述信号处理单元2的输入端连接，所述信号处理单元2的输出端通过所述第一连接电缆5与所述第一光电转换器7的输入端连接。

在一具体实施方式中，所述信号处理单元2包括：信号放大单元2-2和滤波器2-4，所述信号放大单元2-2的输入端与所述甚高频传感器3连接，所述信号放大单元2-2的输出端与所述滤波器2-4的输入端连接，所述滤波器2-4的输出端通过所述第一连接电缆5与所述第一光电转换器9的输入端连接。

具体地，所述信号放大单元2-2的放大倍数大于30db，用于对甚高频传感器3检获微弱信号进行放大。

具体地，所述滤波器2-3为带通滤波器，带宽80-200mhz，将过高和过低频率的信号滤除，减少无关信号，提高检测可靠性。

在一具体实施方式中，所述信号处理单元2还包括：输入端过压保护单元2-1和输出端过压保护单元2-3，所述输入端过压保护单元2-1的输入端与所述甚高频传感器3连接，所述输入端过压保护单元2-1的输出端与所述放大单元2-2的输入端连接，所述输出端过压保护单元2-3的输入端与所述放大单元2-2的输出端连接，所述输出端过压保护单元2-3的输出端与所述滤波器2-4的输入端连接。

具体地，所述输入端过压保护单元2-1其限压小于6.5v，用于保护信号处理单元不被过高电压损坏。

具体地，所述输出端过压保护单元2-3限压小于10v，保护信号处理单元不被过高电压损坏。

在一具体实施方式中，该地机操作设备包括同步工频互感器4，示波器1和第二光电转换器8，所述同步工频互感器4与所述示波器1的第二通道ch2连接，所述第二光电转换器8的输出端与所述示波器1的第一通道ch1连接，所述第二光电转换器8的输入端与所述第一光电转换器7的输出端连接。

具体地，该同步工频互感器4为20mv/200a，200mv/200a两档可调，用于对电缆本体电压信号的采集，为局放信号识别提供电压相位依据。

具体地，所述示波器1为多通道示波器，该示波器的采样率大于1g、存储深度大于20m，用于甚高频信号的采集和分析。

具体地，该第二光电转换器8为模拟量光电转换器，其最高频率不小于500mhz。

在一具体实施方式中，所述地机操作设备还包括第二连接电缆6，所述同步工频互感器4通过所述第二连接电缆6与所述示波器1的第二通道ch2连接，所述第二光电转换器8的输出端通过所述第一连接电缆5与所述示波器1的第一通道ch1连接。

在一具体实施方式中，所述地机操作设备还包括：用于对无人机进行控制的无人机遥控器10。

以下参照图2具体说明上述塔上户外电缆终端带电甚高频局放测试装置。所述电缆终端塔上设备包括：电缆终端塔12、电缆终端13、电缆14以及电缆终端检修平台15。将上述装置连接好完成后，将同步工频互感器4安装于被侧电缆终端相应地面电缆本体14上，然后打开示波器及放大单元的电源，上述采集装置进入检测工作状态，再打开无人机的电源，利用遥控器控制无人机升空至检测电缆检修终端附近并悬停于电缆终端底座水平附近，而且距离110kv户外电缆终端顶部裸露导体距离超过1.5m，220kv户外电缆终端顶部裸露导体距离超过2.5m，确保具有足够的安全距离，将操控无人机悬停后便可进行电缆终端甚高频局放检测。

本发明实施例的塔上户外电缆终端带电甚高频局放测试装置通过将采集装置搭载在无人机上进行甚高频测试，克服了在地面上检测高空安装的户外电缆终端有效性低的缺陷，提高了塔上户外电缆终端测试的有效性，能及时发现局放缺陷，防止设备故障带来的直接、间接损失以及社会影响，具有很高的经济和社会价值。

基于本发明实施例一，本发明实施例二提供一种塔上户外电缆终端带电甚高频局放测试方法，包括如下步骤：

步骤s1、利用前述的塔上户外电缆终端带电甚高频局放测试装置进行甚高频局放带电测试，获取所述第一通道和所述第二通道采集的局放测试数据；

步骤s2、对所述测试数据进行处理分析，获得所述甚高频局放信号。

具体地，所述步骤s1具体包括：

调整示波器的水平轴时间刻度，使得一屏显示时间宽度为一个工频周期，具体地，调整示波器的水平轴时间刻度为2ms，使得一屏显示时间宽度为20ms，即为一个工频周期时间；

调整甚高频传感器接入通道ch1幅值最大值至可以全屏显示到合适，并垂直居中；

调整示波器同步工频互感器4接入通道ch2幅值最大值至可以全屏显示一个工频周期信号，垂直居中，并显示至于通道ch1信号上方；

设置通道ch1或ch2的触发方式为边沿触发，并设置适当值至可以使通道ch1或ch2触发；

采用单触发方式，使信号触发后静止，获得通道ch1和通道ch2一个工频周期采集数据，如图3-5所示。

在图3-5中，正弦波信号21为工频同步信号，连续密集的信号22为基本噪声信号，大于基本噪声信号峰值1倍以上的信号可识别度高，作为局放信号可识别最低值，即基本噪声所对应的局放检测灵敏度。

在一个工频周期中，存在于一三象限信号对时，而且具有半个工频周期时间10ms间隔的信号，而且该信号可在一定时间间隔连续或间断检测到，则该信号为甚高频局放信号24，除此之外的信号为非甚高频局放信号23。

采用本发明实施例的方法，可以及时发现局放缺陷，防止设备故障带来的直接、间接损失以及社会影响，具有很高的经济和社会价值。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。