阻尼振荡波原理

一、阻尼振荡波原理概述

      阻尼振荡波原理：阻尼振荡波状态检测技术是近年来国内外密切关注的一种用于电力电缆状态检测的新兴技术，其技术实质是用阻尼振荡波电压代替工频交流电压作为测试电压，在此基础上紧密结合符合IEC60270标准要求的脉冲电流法局放现场测试、基于时域反射法的局放源定位和基于振荡波形阻尼衰减的介质损耗测量多种手段。图2-1为其原理框图。

     系统由高压恒流电源、高压开关、高压电感、分压器/局放耦合器和测控主机组成，若按电压发生装置等效电路动态元件储能时工作状态区分，属于直流激励振荡式。阻尼振荡波电压释放作用过程基于RLC串联欠阻尼振荡原理，恒流电源首先通过线性连续升压方式对被测电缆进行逐步充电蓄能（充电电流恒定）、加压至预设电压值Umax。整个充电过程电缆绝缘中无稳态直流电场存在。加压完成后，固态高压开关在很短的时间内（动作时间为μs级）闭合，使被测电缆电容与系统中高压电感周期性交换能量，并经过等效电阻逐渐损耗，从而在被测电缆上产生衰减振荡电压，典型波形见图2-2。整个加压振荡过程中无静态直流电场存在，对交联电缆无损伤。

      从对交联电缆充电到预设电压值至振荡波衰减为零的整个过程，称为一次阻尼振荡波电压作用。通过合理配置系统中高压电感以产生符合DL/T1576和IEC60270等标准要求的20~500Hz的阻尼振荡波；在振荡电压作用下，电缆内部潜在缺陷激发局部放电；测控主机整体协调整个系统的运行，并采集、存储和分析分压器/耦合器采集的阻尼振荡波信号和局放信号。

二、局部放电检测原理

      DAC下局部放电测量符合IEC60270标准中对局放信号校准和测量的要求，采用脉冲电流法（ERA法），主要利用局部放电频谱中的较低频段部分，一般数十kHz至数百kHz。在电缆未带电的情况下，用已知电荷量的脉冲注入校正定量，从而能获得精确量化的局部放电量数值，以pC为单位，具有合理、有效的物理意义。

      假设距离测试端处发生局部放电，为放电脉冲电压，放电脉冲电流在测试端由检测阻抗采集到的电压为，则放电点的局放量计算表达式如下：

式中，为电缆中波传播常数；为电缆特性阻抗；为放电脉冲的持续时间。

三、局部放电源点定位原理

      采用脉冲反射原理，原理如图2-3所示。局部放电发生后，放电脉冲同时向电缆两端传播。其中一个脉冲先传至试验设备（入射波），另一个放电脉冲传播至电缆远端后，经反射传至试验设备（反射波）。仪器测量入射波与发射波之间的时间差，并结合放电脉冲在该电缆中的传播速度和电缆长度，根据公式（2）-（4）计算得出:放电源点位置。