技术摘要：
本发明公开了一种直流电缆放电检测装置及检测方法，装置包括：放电电压信号获取模块将脉冲电流信号转换为初始放电电压信号后进行阻抗匹配得到放电电压信号；过压保护模块调整放电电压信号电压小于预设电压阈值；预处理模块对放电电压信号衰减滤波放大后，转成差分信号  全部
背景技术：
电缆被广泛应用于电力系统中，其分为交流电流及直流电缆，但直流电缆与交流 电缆的工作原理有着本质的区别：在交流电场中电缆绝缘的电场分布取决于绝缘材料的电 容率以及电缆绝缘尺寸，绝缘内电场分布与绝缘本身的运行温度、电场强度以及电场频率 之间没有依赖关系。在直流电场中电缆绝缘内的电场分布则和电缆绝缘材料本身的电导率 (电阻率)、所在位置的温度梯度相关。总体上按电阻率大小分布，而绝缘材料电阻率具有负 温度特性，随温度升高指数衰减，实际测量中发现其能达几个数量级的差异。当直流电缆负 荷(即载流、稳态)运行时导芯发热将导致绝缘内外形成温度梯度，绝缘各层温度的变化将 反过来直接影响绝缘中的电场分布，从而直流电缆从空载、负载到满载运行过程中绝缘内 出现最大场强从内侧到外侧的反转变化，导致绝缘层外侧的电场强度以及绝缘外侧界面电 场强度远远超过设计允许的正常工作场强。 由于交流电缆的工作场强是周期性的交变电场，交流电缆绝缘中的局部放电呈现 周期性及可重复性等特征，局部放电量能反映出交流相位信息，由于交流电压存在极性反 转，交流电压中的局部放电重复率容易达到每秒100个脉冲。虽然直流电缆局部放电测量原 理仍是采用交流电缆局部放电测量方法类似(一般也使用脉冲电流法)，但由于直流电缆绝 缘的电松弛时间常数大，局部放电发展缓慢，而且还受直流电缆绝缘层中的温度分布的影 响，可能在很长一段时间内无法测量到局部放电现象。因此，存在直流电缆局部放电检测难 度大的问题。
技术实现要素：
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的直流电缆局部放电检测难 度大的缺陷，从而提供一种直流电缆放电检测装置及检测方法。 为达到上述目的，本发明提供如下技术方案： 第一方面，本发明实施例提供一种直流电缆放电检测装置，包括：放电电压信号获 取模块，安装在直流电缆表面，用于获取直流电缆的脉冲电流信号，并将其转换为初始放电 电压信号，对初始放电电压信号进行阻抗匹配，得到放电电压信号；过压保护模块，与放电 电压信号获取模块连接，用于当放电电压信号的电压超过预设电压阈值时，调整放电电压 信号的电压小于预设电压阈值；预处理模块，与过压保护模块连接，用于对放电电压信号进 行衰减及滤波后放大预设放大倍数，并将放大后的放电电压信号转换成差分信号并进行滤 波处理，得到对称缓冲信号；放电数字信号生成模块，与预处理模块连接，用于将对称缓冲 信号转换成数字信号；对数字信号进行滤波及去噪处理后，进行峰值检测得到放电数字信 号，并对放电数字信号进行储存。 4 CN 111579951 A 说　明　书 2/8 页 在一实施例中，放电电压信号获取模块包括：传感器，用于获取直流电缆的脉冲电 流信号，并将其转换成初始放电电压信号；阻抗匹配电路，用于对初始放电电压信号进行阻 抗匹配，得到放电电压信号。 在一实施例中，预处理模块包括：衰减器，与过压保护模块连接，用于将放电电压 信号的幅度衰减预设衰减倍数；低通滤波器，与衰减器连接，用于对衰减后的放电电压信号 进行滤波处理，得到滤波后的放电电压信号；单端至差分转换器，与低通滤波器连接，用于 将滤波后的放电电压信号放大预设放大倍数，并将放大后的放电电压信号转换成差分信 号；模数变换缓冲器，用于对差分信号进行滤波及抑制共模噪声处理后，得到对称缓冲信 号。 在一实施例中，单端至差分转换器还用于限制放电电压信号中的直流电流。 在一实施例中，放电数字信号生成模块包括：模数转换器，与模数变换缓冲器连 接，用于将对称缓冲信号转换成数字信号；带通滤波器，用于滤除预设频率的数字信号，得 到带通滤波后的数字信号；去噪单元，用于对滤波后的数字信号进行去噪处理，得到去噪后 的数字信号；峰值检测单元，用于根据预设峰值，检测去噪后的数字信号是否为放电数字信 号，当去噪后的数字信号为放电数字信号时，提取该放电数字信号；储存单元，用于对放电 数字信号进行储存。 在一实施例中，直流电缆放电检测装置还包括：数字传输与接口模块、显示控制模 块，其中，显示控制模块，与放电数字信号生成模块通过数字传输与接口模块连接，用于显 示放电数字信号，对放电数字信号进行校准，对预设放大倍数进行设置，对低通滤波器参 数、模数变换缓冲器参数及带通滤波器参数进行设置。 在一实施例中，数字传输与接口模块包括：以太网、光纤转换器及光纤。 在一实施例中，低通滤波器为抗混叠低通滤波器，衰减器为可编程衰减器。 在一实施例中，带通滤波器由预设个数的二阶无限冲激响应级联构成。 第二方面，本发明实施例提供一种放电检测方法，包括：获取直流电缆的脉冲电流 信号，并将其转换为初始放电电压信号，对初始放电电压信号进行阻抗匹配，得到放电电压 信号；判断放电电压信号电压是否超过预设电压阈值，当放电电压信号的电压超过预设电 压阈值时，调整放电电压信号的电压小于预设电压阈值；对放电电压信号进行衰减及滤波 后放大预设放大倍数，并将放大后的放电电压信号转换成差分信号并进行滤波处理，得到 对称缓冲信号；将对称缓冲信号转换成数字信号；对数字信号进行滤波及去噪处理后，进行 峰值检测得到放电数字信号，并对放电数字信号进行储存。 本发明技术方案，具有如下优点： 1.本发明提供的直流电缆放电检测装置及检测方法，利用放电电压信号获取模块 获取放电电压信号，并利用预处理模块对放电电压信号进行衰减、放大后转换成差分信号， 并对差分信号进行滤波处理，得到对称缓冲信号，利用放电数字信号生成模块将对称缓冲 信号转换成数字信号后，对其进行滤波、去噪以及峰值检测，得到放电数字信号，从而实现 了对直流电缆放电现象的在线检测，有效提高对直流电缆系统运行状态在线检测的能力； 同时利用过压保护模块，以限制预处理模块输入电压，从而提高了直流电缆放电检测装置 及检测方法的可靠性。 2.本发明提供的直流电缆放电检测装置及检测方法，在单端至差分转换器之前设 5 CN 111579951 A 说　明　书 3/8 页 置衰减器将放电电压信号的幅度衰减预设衰减倍数，以保证在模数转换器的分辨率很低的 情况下，仍可以得到精确的数字信号；在单端至差分转换器之前设置抗混叠低通滤波器对 放电电压信号进行滤波处理、在一个重点波段上限制放电电压信号的带宽，以求大致或完 全地满足模数转换器输入信号带宽标准；在单端至差分转换器之后，设置模数变换缓冲器， 可以有效的抑制差分信号的共模噪声；在模数转换器之后设置带通滤波器，以对数字信号 再次进行滤波，进一步提高了数字信号的精确性，避免含有杂波。 附图说明 为了更清楚地说明本发明