一种用于电缆故障检测的多倍可切换升压脉冲发生器及方法与流程

本发明属于电缆故障检测，具体涉及一种用于电缆故障检测的多倍可切换升压脉冲发生器及方法。

背景技术：

1、随着我国电网建设与改造、高铁带动城市新城扩大、老城改造、城市美观等建设工程持续推进，尤其是2018年加速启动架空线入地工程，相关供电公司将架空线入地与建设国际一流电网相结合，与建设智能电网结合。城市输电网络中电缆输电里程持续增长。目前，我国一线城市的核心城区的电缆化率已达到90％以上，较多二线城市的电缆化率也超过70％。随着系统扩容等因素冲击，运行时间越久，电缆故障越来越频繁，为了提高供电可靠性就必须以短时间识别和修复这些电缆故障。由于电缆埋在地下，不便于直接发现故障并进行检修。为精确定位故障点并判定类型，目前经常用的测距法有电压脉冲法，其中关键技术是高压脉冲信号源的设计与实现。

2、目前已有的脉冲产生方法包括：1、以555定时器为核心器件，辅以必要的电阻、电容构成一个固定频率和电压的脉冲发生器；2、利用与门和异或门作为主要逻辑器件，通过数字逻辑电路产生固定电压的脉冲；3、用2个型号完全相同的功率放大晶体管和电阻、电容组成低压脉冲发生器。常用三种产生脉冲方式虽然可以产生脉冲来定位故障点并检测电缆，但既无法灵活调节脉冲宽度和幅值，观测到的反馈波形也不易于找到波头。而且对应不同的故障类型必须进行多次测试，更换产生不同的电压脉冲发生器进行高低压的检测，不能完全做到一次性检测就实现故障诊断。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中所存在的上述问题，本发明提供了一种用于电缆故障检测的多倍可切换升压脉冲发生器，解决了无法灵活调节脉冲宽度和幅值，且无法一次产生多种脉冲的问题，

2、本发明是通过以下技术方案来实现：

3、一种用于电缆故障检测的多倍可切换升压脉冲发生器，包括延时控制模块、多倍组合升压模块和延时单元；

4、所述多倍组合升压模块包括多个依次连接的升压单元；

5、所述延时单元包括多个延时模块，多个延时模块的输出端分别于多个升压单元连接；

6、所述延时控制模块包括控制模块以及与其连接的可切换开关，可切换开关的输出端分别连接多个延时模块；

7、所述可切换开关用于将至少一个pwm驱动信号输入至延时模块，延时的pwm驱动信号与对应升压单元的电压信号形成具有一定电压等级和脉宽特征的脉冲信号。

8、优选的，所述升压单元包括两个电容以及两个并联反向二极管；

9、每个电容正极分别与一个二极管负极以及另一个二极管正极相连，每个电容负极分别与其中一个二极管负极以及另一个电容负极相连；

10、所述升压单元的输出端与延时模块的输出端连接，第一个升压单元的输入端与变压器连接。

11、优选的，所述延时模块包括延时芯片、光耦隔离开关u、电容和电阻；

12、所述延时芯片与可切换开关的输出端连接，延时芯片的输出端通过光耦隔离开关u与对应的升压单元连接，电阻和电容与延时芯片连接，用于控制延时芯片输出的电平信号的延时时间，且各延时模块的电阻阻值不相同。

13、优选的，所述可切换开关的各输出端通过保护电阻与延时模块连接。

14、优选的，还包括电压输入模块，其通过变压器与多倍组合升压模块连接。

15、优选的，所述电压输入模块包括切换按钮开关s2，以及与其连接的220v交流单元和低压直流单元，220v交流单元和低压直流单元通过变压器与多倍组合升压模块连接；所述切换按钮开关s2用于控制220v交流单元和低压直流单元的导通状态。

16、优选的，所述220v交流单元包括桥式整流电路和220v交流电源；

17、所述桥式整流电路的第一节点和第二节点分别于220v交流电源的正负极连接，第三节点连接切换按钮开关s2，第四节点连接变压器。

18、优选的，所述低压直流单元包括12v直流电源，升压模块，pwm晶振以及mos管；

19、所述12v直流电源通过切换按钮开关s2与升压模块的输入端连接，所述pwm晶振的输入端与升压模块输出端连接，pwm晶振输出端与mos管的栅极连接，mos管的漏极与地端相接，mos管的源极与变压器相接。

20、一种用于电缆故障检测的多倍可切换升压脉冲发生器的控制方法，包括单脉冲信号和多脉冲信号的控制方法：

21、所述单脉冲信号的控制方法如下：

22、所述控制模块输出pwm驱动信号，可切换开关将pwm驱动信号通过输出端口输入对应的延时模块，延时模块输出高电平信号并与对应的应升压单元的电压信号形成脉冲信号；

23、所述多脉冲信号的控制方法如下：

24、所述控制模块输出多个pwm驱动信号，可切换开关将多个pwm驱动信号通过输出端口输入对应的多个延时模块，各延时模块输出不同延时的高电平信号，与各延时模块对应的多个升压单元输出不同等级的电压信号，不同延时的高电平信号和不同等级的电压信号形成多个不同电压等级和脉宽特征的脉冲信号。

25、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

26、本发明提供了一种用于电缆故障检测的多倍可切换升压脉冲发生器，通过多倍组合升压模块不同倍率升压控制和脉冲发生器延时组合控制，最大程度利用了脉冲发生器和多倍电压组合升压模块，丰富了不同电压等级的波形，形成了不同电压等级和脉宽长度特征的电缆故障检测电压脉冲信号，极大地减少了脉冲器的数量，同时，利用不同电压等级和脉宽长度组合的脉冲检测信号，更容易发现电缆故障检测的波头信号，可以极大地提升电缆诊断故障的准确度。

技术特征：

1.一种用于电缆故障检测的多倍可切换升压脉冲发生器，其特征在于，包括延时控制模块、多倍组合升压模块和延时单元；

2.根据权利要求1所述的一种用于电缆故障检测的多倍可切换升压脉冲发生器，其特征在于，所述升压单元包括两个电容以及两个并联反向二极管；

3.根据权利要求1所述的一种用于电缆故障检测的多倍可切换升压脉冲发生器，其特征在于，所述延时模块包括延时芯片、光耦隔离开关u、电容和电阻；

4.根据权利要求3所述的一种用于电缆故障检测的多倍可切换升压脉冲发生器，其特征在于，所述可切换开关的各输出端通过保护电阻与延时模块连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于电缆故障检测的多倍可切换升压脉冲发生器，其特征在于，还包括电压输入模块，其通过变压器与多倍组合升压模块连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于电缆故障检测的多倍可切换升压脉冲发生器，其特征在于，所述电压输入模块包括切换按钮开关s2，以及与其连接的220v交流单元和低压直流单元，220v交流单元和低压直流单元通过变压器与多倍组合升压模块连接；所述切换按钮开关s2用于控制220v交流单元和低压直流单元的导通状态。

7.根据权利要求6所述的一种用于电缆故障检测的多倍可切换升压脉冲发生器，其特征在于，所述220v交流单元包括桥式整流电路和220v交流电源；

8.根据权利要求6所述的一种用于电缆故障检测的多倍可切换升压脉冲发生器，其特征在于，所述低压直流单元包括12v直流电源，升压模块，pwm晶振以及mos管；

9.一种权利要求1-8任一项所述的一种用于电缆故障检测的多倍可切换升压脉冲发生器的控制方法，其特征在于，包括单脉冲信号和多脉冲信号的控制方法：

技术总结
本发明公开了一种用于电缆故障检测的多倍可切换升压脉冲发生器及方法，属于电缆故障检测技术领域，多倍可切换升压脉冲发生器包括延时控制模块、多倍组合升压模块和延时单元；所述多倍组合升压模块包括多个依次连接的升压单元；所述延时单元包括多个延时模块，多个延时模块的输出端分别于多个升压单元连接；所述延时控制模块包括控制模块以及与其连接的可切换开关，可切换开关的输出端分别连接多个延时模块；通过多倍组合升压模块不同倍率升压控制和脉冲发生器延时组合控制，采用3个脉冲发生器形成7种不同电压等级和脉宽特征的脉冲信号、极大地减少了脉冲器的数量，有效降低了成本，此外，利用不同电压等级和脉宽组合的脉冲检测信号，更容易发现电缆故障检测的波头信号，可以极大地提升电缆诊断故障的准确度。

技术研发人员：王帅,周国威,罗阳,郭慧芝,李嘉昕,赵帅,宋凯耀
受保护的技术使用者：国网冀北电力有限公司张家口供电公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/12