便携式电缆局部放电检测系统的研制
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摘 要：便携式电缆出现的局部放电现象会降低电缆的绝缘效果，很容易产生电力绝缘击穿事故，需要相關人员做好便携式电缆的局部放电管理工作。基于此，本文从便携式电缆局部放电检测方法入手，研制了一种便携式电缆局部放电检测系统，以期为相关人员开展局部放电管理工作提供帮助。
关键词：便携式电缆;局部放电;检测系统
便携式电缆在电力系统中具有铺设施工流程简答、运维管理便捷等优势，非常适用于电力输配网建设施工。但是在实际的便携式电缆应用中，时常会出现便携式电缆绝缘击穿事故，影响电力输配网的正常运行。便携式电缆绝缘击穿事故出现的主要原因在于便携式电缆的局部方向现象。
1 便携式电缆局部放电检测方法
针对便携式电缆存在的绝缘击穿事故，电力企业的技术人员需要采用合理的便携式电缆局部放电检测方法，及时发现便携式电缆存在的局部放电问题，保障便携式电缆的安全稳定运行。一般来说，便携式电缆局部放电检测方法有超声波法、高频电流法以及特高频法这三种，其检测原理如下：
其一，超声波法，在电缆出现局部放电现象时，会出现20kHz以上的超声波，技术人员可以通过超声波传感器的应用，采集局部放电产生的超声波，从而实现局部放电现象的精准检测，但是在便携式电缆的绝缘环境下，超声波的衰减效果较为显著，所以检测范围相对狭窄;其二，高频电流法，在电缆出现局部放电现象时，会产生脉冲电流信号，技术人员可以通过高频电流传感器的应用，采集局部放电产生的高频电流，但是在实际应用中，传感器的信号采集会受到电磁干扰的影响;其三，特高频法，在电缆出现局部放电现象时，局部脉冲电流骤然提升，会产生GHz的特高频电磁波，技术人员可以通过特高频电磁波传感器的应用，检测局部放电现象，这种方法的检测灵敏度相对较高，而且抗干扰性较强，是应用较为广泛的局部放电检测方法。[1]
2 便携式电缆局部放电检测系统的研制
2.1 检测系统的运行原理
便携式电缆局部放电检测系统主要包括传感器、信号采集模块、信号处理模块以及便携主机三部分。为了保障信号的有效传输，笔者在检测系统中设置了四个信号采集通道，传感器通过四个采集通道完成相关参数的采集，参数信号首先被传输到前置处理模块，进行滤波和放大处理;再传输到主板进行再处理，选择两个采集通道的信号传输到采集卡，开展模数转换处理;最后，将处理的信号传输到便携主机中，完成局部放电的检测。在上述检测系统中，技术人员可以利用设备外置的开关，调节采集通道信号的检测方法，选择两个检测方法同时开展局部放电检测，提升检测系统的精度。为了保障现场检测的有序进行，笔者在主机箱中设置信号采集模块及处理模块，并将传感器及便携主机安置于配件箱中，在保障信号精准检测的同时，提升检测系统的应用便捷性。
2.2 检测系统的硬件设施
第一，传感器。在本文研制的检测系统中，传感器主要负责采集三种检测方法所需的信号，即超声信号、高频电流信号以及特高频信号，根据不同的信号特征，设计相应的采集方案。其中，超声信号传感器选择压电式超声波接收器，将设备探头放置于靠近便携式电缆的位置即可完成信号的采集;高频电流信号传感器选择钳型结构的采集器，将设备与便携式电缆接地线连接即可完成信号的采集;特高频信号传感器选择矩形微带天线，将设备和便携式电缆的接头连接即可完成信号的采集。
第二，信号处理模块。本文研制检测系统的信号处理模块主要包括前置处理单元和主板两部分，前置处理单元主要负责采集信号的滤波、检波及放大处理，为信号转换提供条件。本节主要以特高频信号的前置处理单元为例，分析其硬件设施，主要通过无源带通滤波器实现信号滤波;通过芯片AD8318电路实现信号检波;通过放大器实现信号放大。在信号处理模块，主板主要负责子单元的工作电压调节，保障信号处理的有效进行。主板的主要硬件设施为ADG1434芯片。需要注意的是，在进行信号处理模块的设计时，需要注重信号干扰的影响，笔者将信号处理模块的线路设置为差分线路，可以有效提升信号传输的可靠性及抗干扰性。
第三，信号采集模块。信号采集模块的主要硬件设施为NI USB-5133采集卡，可以将模拟信号转变为数值信号。这一型号的采集卡具有采样率高的优势，能够保障信号采集的全面性及准确性，为局部放电检测提供保障。在本文研制的检测系统中，采集卡主要与主板输出口和系统机箱的USB进行连接，完成模拟信号到数字信号的传输，并利用USB线完成数字信号在采集卡和便携主机间的传输。
2.3 检测系统的软件设施
检测系统需要为电力企业的技术人员提供局部放电检测结果，而结果需要通过软件设施的设计进行显示。在本文研制的检测系统中，显示界面主要包括图形显示、信息显示及工具栏这三项功能，具有两种工作模式。其一，连续采样工作模式，在该模式下，检测系统会根据原始信号进行时域波形的显示，技术人员可以直接观测到信号内容;其二，实时诊断模式，在该模式下，检测系统会定期开展放电信号数据的分析，并自动生成信号特征图谱及诊断报告。其中，信号特征图谱可以体现出放电信号的次数相位、幅值及能量分布，为技术人员提供参考。[2]
3 结论
综上所述，局部放电的检测方法相对较多，电力企业可以根据在检测系统中引进多种检测方法，提升检测的准确性。通过本文的分析可知，电力企业在开展检测系统的研制时，需要明确检测系统的检测需求，结合系统工作原理，合理设置检测系统的硬件设施及软件设施，提升检测系统的性能。
参考文献：
[1]高元生，吴健，杨利彬.10kV透明电缆终端典型缺陷局部放电特征研究[J/OL].绝缘材料，2019（03）：51-57.
[2]于东明.电动车组高压电缆局部放电检测技术[J].铁道车辆，2019，57（03）：4-7+51.
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