CN102486510A - 交联聚乙烯电缆绝缘老化检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种交联聚乙烯电缆绝缘老化检测系统，用于交联聚乙烯电缆及附件局部放电的检测，所述系统包括：一用于监测局部放电产生的超高频信号的超高频监测模块、一用于监测局部放电产生的声发射信号的声发射监测模块及一连接于所述超高频监测模块及声发射监测模块、用于分析显示所述超高频信号和声发射信号的数据处理模块；所述数据处理模块还连接有一用于存储数据的检测数据库以及用于施加外部检测电压的外施电压测量模块。本发明交联的聚乙烯电缆绝缘老化检测系统同时通过超高频监测模块及声发射监测模块分别对XLPE电缆及附局部放电的高频信号及声波进行检测，提高了检测的准确度和灵敏度，效率较高。
Description
【技术领域】
本发明涉及电力设备技术领域，尤其是涉及一种交联聚乙烯电缆绝缘老化检测系统。
【背景技术】
由于交联聚乙烯(XLPE)电缆比充油电缆施工方便、运行维护简单，因此，近年来交联聚乙烯电缆在国内外的应用日益成为主流。然而因为交联聚乙烯电缆应用的历史不长，对其使用还未经预期使用寿命年限(40年以上)的实践检验，而现在有相当数量电缆正进入预期使用寿命的中年期，出现了某些交联聚乙烯电缆及其附件发生绝缘损坏故障的现象。因此，对交联聚乙烯电缆绝缘老化的问题应引起高度重视。
交联聚乙烯电缆绝缘老化的原因一般涉及热、电、机械及环境等因素，而就高压交联聚乙烯电缆来说，局部放电(PD)是造成交联聚乙烯电缆及其附件绝缘破坏的主要原因之一。由于常规的电缆局部放电测量方法的频带较低，易受背景干扰的影响，故该方法不适合交联聚乙烯电缆的检测；也有将超高频检测技术应用到交联电缆局部放电在线检测技术上，以及将声能检测技术应用于交联聚乙烯电缆以及附件的局放检测和定位中，但是该方法中高频信号及声波传播的衰减较快，从而降低了其检测PD和定位的灵敏度及准确度。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的交联聚乙烯电缆局部放电检测的准确度较低的缺陷，提供一种准确度较高的交联聚乙烯电缆绝缘老化检测系统。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种交联聚乙烯电缆绝缘老化检测系统，用于交联聚乙烯电缆及附件局部放电的检测，所述系统包括：
一用于监测局部放电产生的超高频信号的超高频监测模块、
一用于监测局部放电产生的声发射信号的声发射监测模块及
一连接于所述超高频监测模块及声发射监测模块、用于分析显示所述超高频信号和声发射信号的数据处理模块；
所述数据处理模块还连接有一用于存储数据的检测数据库以及用于施加外部检测电压的外施电压测量模块。
进一步，在上述交联聚乙烯电缆绝缘老化检测系统中，所述超高频监测模块包括：
一用于监测局部放电产生的超高频信号的超高频传感器及
连接于所述超高频传感器、且用于对由所述超高频传感器监测到的超高频信号进行预处理的超高频信号预处理单元。
进一步，在上述交联聚乙烯电缆绝缘老化检测系统中，所述超高频传感器设于交联聚乙烯电缆及附件的外壳金属体不连续的地方。
进一步，在上述交联聚乙烯电缆绝缘老化检测系统中，所述超高频传感器的外壳仅一面不设金属屏蔽。
进一步，在上述交联聚乙烯电缆绝缘老化检测系统中，所述超高频传感器设于交联聚乙烯电缆及附件中绝缘接头的绝缘法兰位置。
进一步，在上述交联聚乙烯电缆绝缘老化检测系统中，所述超高频传感器为外置式，其检测频率为300MHz至1.1GHz。
进一步，在上述交联聚乙烯电缆绝缘老化检测系统中，所述声发射监测模块包括一设置在设定区域的声发射传感器、一用于对由声发射传感器监测到的声发射信号进行预处理的声发射信号预处理单元以及一用于将所述声发射传感器检测到的或者预处理后的声发射信号转为可听声音的声发射信号转换单元。
进一步，在上述交联聚乙烯电缆绝缘老化检测系统中，所述声发射传感器的谐振频率为30kHz，测量频率为10kHz至500kHz。
进一步，在上述交联聚乙烯电缆绝缘老化检测系统中，所述数据处理模 块包括：
一用于对所述超高频传感器监测到的超高频信号进行频谱分析，并在频率筛查后在一检测频带中进行单频跟踪的频谱分析仪；
一用于对接收到的超高频信号的波形进行分析及显示的示波器及一声发射检测仪；
一用于对接收到的声发射信号进行分析及显示的声发射检测仪。
进一步，在上述交联聚乙烯电缆绝缘老化检测系统中，所述示波器选用宽带高速示波器。
本发明交联的聚乙烯电缆绝缘老化检测系统同时通过超高频监测模块及声发射监测模块分别对XLPE电缆及附局部放电的高频信号及声波进行检测，提高了检测的准确度和灵敏度，效率较高。
【附图说明】
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明交联聚乙烯电缆绝缘老化检测系统较佳实施例的结构示意图；
图2是图1中的超高频监测模块的结构示意图；
图3是图1中的声发射监测模块的结构示意图；
图4是图1中的数据处理模块的结构示意图。
【具体实施方式】
请参阅图1，图1是本发明交联聚乙烯电缆绝缘老化检测系统较佳实施例的结构示意图。交联聚乙烯电缆绝缘老化检测系统1用于XLPE电缆及附件局部放电的检测，其包括一超高频监测模块10、声发射监测模块11及数据处理模块13，其中，超高频监测模块10、声发射监测模块11均连接于数据处理模块13，超高频监测模块10用于监测局部放电产生的超高频信号，声发射监测模块11用于监测局部放电产生的声发射信号，数据处理模块13用 于分析显示所述超高频信号和声发射信号的。数据处理模块13还连接有一用于存储数据的检测数据库14以及用于施加外部检测电压的外施电压测量模块12。
请参阅图2，图2是图1中的超高频监测模块10的结构示意图，所述超高频监测模块10包括一超高频传感器101以及与之连接且用于对由所述超高频传感器101监测到的超高频信号进行预处理的超高频信号预处理单元102，其中，超高频传感器101设置在所述XLPE电缆及附件相应位置的，一般情况下，所述超高频传感器101可设于所述XLPE电缆及附件外壳金属体不连续的地方。
作为本发明的一实施例，超高频传感器101设于XLPE电缆及附件中绝缘接头的绝缘法兰位置。
作为本发明的一实施例，超高频传感器101为外置式，其检测频率为300MHz至1.1GHz，且超高频传感器101的外壳其中五面都设有金属屏蔽，仅一面不屏蔽以定向耦合超高频电磁波信号。
超高频监测模块10是利用所述超高频传感器101监测到超高频信号，并将监测到的超高频信号传送至所述超高频信号预处理单元102，对超高频信号进行如放大、滤波及除噪等的预处理，以优化传送至数据处理模块13的超高频信号。
请参阅图3，图3是图1中的声发射监测模块11的结构示意图。所述声发射监测模块11包括一设置在设定区域的声发射传感器111、一用于对由声发射传感器111监测到的声发射信号进行预处理的声发射信号预处理单元112以及一用于将声发射信号转为可听声音的声发射信号转换单元113。该声发射监测模块11是利用上述声发射传感器111监测声发射信号，并将监测到的声发射信号传送至所述声发射信号预处理单元112，对声发射信号进行如放大、滤波及除噪等的预处理，以优化传送至数据处理模块13的声发射信号。
作为本发明的一实施例，所述声发射信号转换单元113可由声发射传感器111监测到的声发射信号，也可以将由声发射信号预处理单元112经过预 处理后的声发射信号转换为可听声音，以便依据可听声音的变化来判断放电情况。
作为本发明的一实施例，声发射传感器111的谐振频率为30kHz，测量频率为10kHz至500kHz。
作为本发明的一实施例，监测到的声发射信号可送入图4中的示波器132存储及处理，也可由上述声发射信号转换单元113转为可听声音，便于检测人员判断可听声音是否异常。
请参阅图4，图4是图1中数据处理模块13的结构示意图。所述数据处理模块13包括一频谱分析仪131、一示波器132及一声发射检测仪133。其中，频谱分析仪131用于对超高频传感器101监测到的超高频信号进行频谱分析，并在频率筛查后在一检测频带中进行单频跟踪。所述单频跟踪是利用频谱分析仪131选择单一频率的超高频信号，对其信号的幅度进行连续跟踪；示波器132用于对接收到的超高频信号及声发射信号的波形进行分析及显示；声发射检测仪133是对接收到的声发射信号进行分析及显示。
作为本发明的一实施例，示波器132选用宽带高速示波器。
本发明交联聚乙烯电缆绝缘老化检测系统工作过程如下：
首先由外施电压测量模块12施加一模拟局部放电的外部检测电压，产生一超高频信号及声发射信号；然后，设置在所述XLPE电缆及附件待检测的相应位置的超高频传感器101监测到超高频信号，并将监测到的超高频信号传送至超高频信号预处理单元102，超高频信号预处理单元102对该超高频信号进行如放大、滤波及除噪等的预处理，并传送至数据处理模块13；最后，数据处理模块13接到该超高频信号后，由频谱分析仪131对其进行频谱分析，并在频率筛查后在一检测频带中进行单频跟踪，并由示波器132对接收到的超高频信号的波形进行显示，并与从检测数据库14读取的正常状况下超高频信号的波形进行对比分析，以判断该交联聚乙烯电缆电缆及附件局部放电是否正常。
同理，设置在设定区域的声发射传感器111监测到外施电压测量模块12 产生的声发射信号，将监测到的声发射信号传送至所述声发射信号预处理单元112，对声发射信号进行如放大、滤波及除噪等的预处理，并传送至数据处理模块13；最后，该处理后的声发射信号发送给声发射检测仪133存储，且对声发射信号的波形进行显示，与从检测数据库14读取的正常状况下声发射信号的波形进行对比分析，以判断该交联聚乙烯电缆及附件局部放电是否正常；也可由上述声发射信号转换单元113转为可听声音，便于检测人员判断可听声音是否异常。
相比于现有技术，本发明交联的聚乙烯电缆绝缘老化检测系统同时通过超高频监测模块及声发射监测模块分别对XLPE电缆及附局部放电的高频信号及声波进行检测，提高了检测的准确度和灵敏度，效率较高。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种交联聚乙烯电缆绝缘老化检测系统，用于交联聚乙烯电缆及附件局部放电的检测，其特征在于，所述系统包括：
一用于监测局部放电产生的超高频信号的超高频监测模块、
一用于监测局部放电产生的声发射信号的声发射监测模块及
一连接于所述超高频监测模块及声发射监测模块、用于分析显示所述超高频信号和声发射信号的数据处理模块；
所述数据处理模块还连接有一用于存储数据的检测数据库以及用于施加外部检测电压的外施电压测量模块。
2.根据权利要求1所述的交联聚乙烯电缆绝缘老化检测系统，其特征在于：所述超高频监测模块包括：
一用于监测局部放电产生的超高频信号的超高频传感器及
连接于所述超高频传感器、且用于对由所述超高频传感器监测到的超高频信号进行预处理的超高频信号预处理单元。
3.根据权利要求2所述的交联聚乙烯电缆绝缘老化检测系统，其特征在于：所述超高频传感器设于交联聚乙烯电缆及附件的外壳金属体不连续的地方。
4.根据权利要求2所述的交联聚乙烯电缆绝缘老化检测系统，其特征在于：所述超高频传感器的外壳仅一面不设金属屏蔽。
5.根据权利要求2至4任一项所述的交联聚乙烯电缆绝缘老化检测系统，其特征在于：所述超高频传感器设于交联聚乙烯电缆及附件中绝缘接头的绝缘法兰位置。
6.根据权利要求2所述的交联聚乙烯电缆绝缘老化检测系统，其特征在于：所述超高频传感器为外置式，其检测频率为300MHz至1.1GHz。
7.根据权利要求1所述的交联聚乙烯电缆绝缘老化检测系统，其特征在于：所述声发射监测模块包括一设置在设定区域的声发射传感器、一用于对由声发射传感器监测到的声发射信号进行预处理的声发射信号预处理单元以及一用于将所述声发射传感器检测到的或者预处理后的声发射信号转为可听声音的声发射信号转换单元。
8.根据权利要求7所述的交联聚乙烯电缆绝缘老化检测系统，其特征在于：所述声发射传感器的谐振频率为30kHz，测量频率为10kHz至500kHz。
9.根据权利要求1所述的交联聚乙烯电缆绝缘老化检测系统，其特征在于：所述数据处理模块包括：
一用于对所述超高频传感器监测到的超高频信号进行频谱分析，并在频率筛查后在一检测频带中进行单频跟踪的频谱分析仪；
一用于对接收到的超高频信号的波形进行分析及显示的示波器及一声发射检测仪；
一用于对接收到的声发射信号进行分析及显示的声发射检测仪。
10.根据权利要求1所述的交联聚乙烯电缆绝缘老化检测系统，其特征在于：所述示波器选用宽带高速示波器。
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