一种容量扩充装置及放电方法与流程

1.本发明涉及电缆故障测试设备领域，具体涉及一种容量扩充装置及放电方法。


背景技术：

2.随着电力、能源行业的发展和城市改造步伐的加快，电力电缆的敷设长度在逐年增加，各种电缆越来越多地运用到生产生活的各个领域。电缆一旦发生故障，查找比较困难。如何准确、迅速、经济的查寻电缆故障成为供电部门日益关注的问题。
3.在电缆故障测试过程中，使用高压信号发生器将能量存储在脉冲电容上，通过高压开关控制，将电容存储的能量释放到电缆中，使离线的故障电缆短暂在线，并将故障点击穿，从而利用击穿产生的信号进行故障测距及故障定点等工作。在实际的电缆故障测试过程中，由于电缆埋地深度深潜不一、被测电缆接头进水、测试现场附近噪音大、环境条件差等原因，电缆故障测距与定点的信号十分依赖于高压信号发生器发出信号能量的强度，为了便于故障测试，可通过提高高压信号发生器的直流电压或增大脉冲电容容量的方式来达到提升高压信号强度目的。对于低压电缆来说，一味的提高放电电压，会对电缆原本完好处造成不必要的破坏，而目前电缆故障测试用的直流高压信号发生器大部分是固定电容，使得设备最高电压下的单次能量较大，低电压下单次放电能量则会较小，低压电缆的故障测试往往较为困难。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本发明提供一种用于直流高压信号发生器存储能量的容量扩充装置及放电方法。
5.本容量扩充装置主要适用于低压电缆故障测试，用于快速扩充高压信号发生器脉冲电容容量，并且通过可调间隙将电容容量释放到被测电缆的容量扩充装置。
6.本发明采用如下技术方案：
7.一种容量扩充装置，包括用于扩充高压信号发生器容量的脉冲电容器，所述脉冲电容器的两极间并联一个保护放电间隙及保护电阻，在脉冲电容器高压极与故障电缆之间串联一个采用无线控制间隙断开与闭合的可调间隙。
8.进一步，所述脉冲电容器的容量为32μf，耐压15kv。
9.进一步，所述保护放电间隙包括两个固定在绝缘支架上的紫铜球头，所述紫铜球头的末端焊接螺杆，通过旋转螺杆调整两个紫铜球头的距离使得击穿电压为15kv，两个紫铜球头分别与脉冲电容器的两极连接。
10.进一步，所述保护电阻为10mω，耐压32kv的高压电阻。
11.进一步，所述脉冲电容器设置两个充电极板，两个充电极板通过绝缘板固定在两端的机壳上，充电时，将高压信号发生器的输出端分别与两个充电极板连接。
12.进一步，所述可调间隙包括无线控制器部分及高压放电间隙部分。
13.进一步，所述无线控制器部分包括固定接收端与可移动遥控端，所述固定接收端
的输入端与220v市电连接，输出端与可调间隙的电磁铁电源连接。
14.进一步，所述螺杆为铜材料。
15.一种容量扩充装置的放电方法，容量扩充装置的输入端分别接高压信号发生器的输出端与接地端，其输出端接被测电缆及接地端，将高压信号发生器调整至直流输出档位，此时高压信号发生器内置电容与容量扩充装置电容并联，高压信号发生器调整电压到预设值后，单击容量扩充装置的放电遥控器，容量扩充装置内可调间隙相互靠近，将电容上的能量释放到被测电缆中。
16.进一步，可调间隙的工作过程为：
17.高压放电间隙底部安装有固定的铜球头，顶部通过电磁铁衔铁连接一可上下运动的铜球头，电磁铁通电后上端铜球头随电磁铁衔铁运动，与固定的铜球头分离10mm的距离，电磁铁断电后，上端铜球头靠重力作用坠落，与下端的铜球头接触，完成放电动作。
18.本发明的有益效果：
19.(1)本发明通过提升储能电容容量从而提高放电能量的方式，使故障测试过程中高压信号发生器发出的信号在较低的电压下具有足够的能量，保证测试信号强度的同时保护电缆免于过电压的冲击；
20.(2)本发明脉冲电容两端并联保护间隙，使得扩展电容两端电压在超过电容额定电压后可自动放电，因此本装置可以适配不同厂家不同电压等级的高压信号发生器。
21.(3)本发明脉冲电容两端并联保护电阻，保证在电缆故障测试过程中，若发生高压不能击穿的情况，脉冲电容可以自行放电。
22.(4)通过远程遥控控制放电装置放电的方式，确保操作人员远离高压部分，提高高压测试过程中人员的安全性。
附图说明
23.图1是本发明的结构示意图。
24.图2是现有技术中高压信号发生器的原理图；
25.图3是本发明的简化原理图。
具体实施方式
26.下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
27.实施例
28.如图1所示，一种容量扩充装置，具体用于直流高压信号发生器存储能量的扩充。具体包括：
29.脉冲电容器4，用于扩充高压信号发生器容量，其容量为32μf，耐压15kv的高压脉冲电容器。
30.保护放电间隙1，并联在脉冲电容器的两极间，防止电容过冲。
31.保护电阻2，并联在脉冲电容器的两极间，用于对电容自放电，所述保护电阻为高能305保护电阻，电阻为10mω，耐压32kv。
32.可调间隙3，串联在脉冲电容器高压极与故障电缆之间，用于电容放电的可无线控
制间隙断开与闭合的放电间隙。
33.进一步保护放电间隙包括两个固定在绝缘支架上的紫铜球头，所述紫铜球头末端焊接铜制螺杆，通过旋转铜制螺杆调整紫铜球头间的距离，控制两球头之间的击穿电压为15kv，使用高压电缆固定在铜制螺杆一端，分别将两个球头连接到脉冲电容器的两极。
34.进一步，可调间隙包括无线控制器部分与高压放电间隙两部分；无线控制器包括固定的接收端与可移动的遥控端，接收端输入连接220v市电，输出连接到放电间隙的电磁铁电源。
35.所述高压放电间隙底部安装有固定的铜球头，顶部通过电磁铁衔铁连接一可上下运动的铜球头，电磁铁通电后上端铜球头随电磁铁衔铁运动，与固定的铜球头分离10mm的距离，电磁铁断电后，上端铜球头靠重力作用坠落，与下端的铜球头接触，完成放电动作。
36.具体地，击穿电压及两个桐球头的距离均为了适用于低压电缆安全高效的故障定位。
37.进一步，充电极板为优质铜棒，通过绝缘板固定在电容两端的机壳上，充电时，将高压信号发生器的输出端分别接到两端的铜棒上即可。
38.现有技术中，高压信号发生器是具有乃至脉冲电容的结构，即将高压单元与脉冲电容组合在一起，将脉冲电容内置于高压信号发生器中的结构，一体式的结构由于电容内置，因此通过常规并联电容是无法完成扩容功能的。
39.本发明容量扩充装置的接线方法为：输入端分别接信号发生器的输出与地，输出端接电缆芯线与地，工作过程为：将高压信号发生器调整至直流输出档位，此时高压发生器内置电容与容量扩充装置电容并联，发生器调整电压到预设值后，单击容量扩充装置的放电遥控器，容量扩充装置内可调间隙相互靠近，将电容上的能量释放到被测电缆中。
40.如图2所示为高压信号发生器的原理，开关k1及开关k2为高压信号发生器的开关，c1为内置脉冲电容。
41.高压发生器在充电时开关k1、k2断开，电容c1充满电后，开关k1闭合，电容c1经由hv与gnd向电缆放电，开关k2用于停机后自动放电。
42.如图3所示，容量扩充装置的简化原理图。
43.当开关k1闭合，开关k2断开，即高压信号发生器工作在直流状态时，在hv与gnd之间并连电容c2，即可完成高压信号发生器的扩容功能，此时需要增加一高压开关k3，此开关在电容充电时断开，将电容与电缆相隔离，电容充满电后，可控制开关闭合，将电容上储存的能量释放到电缆中去，停机时，开关k2依旧可以完成电容的自放电功能。如图3所示。
44.高压开关k3为可调间隙。电容c2为本装置并联的脉冲电容器。
45.可调间隙为一动一静两个铜球组成的球间隙，其中，静铜球固定在底板上，动铜球垂直上方通过绝缘杆连接到一个牵引电磁铁，电磁铁上电后，两铜球分开，电磁铁掉点后，两铜球相互靠近，最终相互接触。
46.实施本发明时，先采用一自复开关手动控制开关k3的电磁铁通断电的方式控制电容放电，但由于本容量扩充装置一般需安装在高压发生器输出端，与高压发生器控制端具有一定距离，从操作便捷性及安全角度考虑，决定利用一个可遥控控制电源的装置控制电磁铁通断电，在高压信号发生器升压结束后，即可遥控放电，且由于人与本扩容装置不直接接触，可大大消除安全隐患。遥控装置使用市面上常见的遥控电源即可。
47.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。