CN103901327B - 一种用于10kv配网xlpe电缆局部放电的检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于10KV配网XLPE电缆局部放电的检测方法，包含以下顺序的步骤：确定10kV配网XLPE电缆在实际运行中的状态，并在实验室中进行模拟；在电缆中间接头处制作各类缺陷，便于产生由缺陷引起的局部放电；根据电磁耦合原理和安培环路定则，利用自耦调压器对XLPE电缆施加高电压，同时利用升流器对电缆上施加大电流；利用局部放电在线监测装置，对不同类型不同程度缺陷下的局放信号特征进行监测并统计，制成参照表；对实际检测到的配网电缆局部放电特征量的变化情况进行分析，对照参照表判断故障类型。本发明的方法，避免了停电检测，减少了人力物力资源的浪费。

Description

一种用于10KV配网XLPE电缆局部放电的检测方法
技术领域
本发明涉及电力故障检测领域，特别涉及一种用于10KV配网XLPE电缆局部放电的检测方法。
背景技术
随着XLPE电缆的广泛应用，电缆本身及其接头绝缘损坏等问题引起的电力故障也不断增加。XLPE电缆大多以直埋、排管、隧道等形式铺设在地下，增加了判断电缆工作状态正常与否的困难。另外，交联聚乙烯（XLPE）电力电缆内部常存在一些微缺陷，例如由于制造工艺或原材料问题造成的绝缘内部的气隙或气泡、绝缘料的焦粒、屏蔽层的突起或嵌入、导体的毛刺，以及电缆在敷设中的损伤、运行中绝缘介质的树枝状老化等，这些缺陷在高电压作用下容易首先发生放电。
电力电缆中的局部放电现象与电缆绝缘状态密切相关，局部放电的发生预示着电缆绝缘可能存在会危机电缆安全运行的缺陷。局部放电测试是评估电力电缆绝缘状态的有效方法。因此，研究10kV配电网电力电缆运行状态下的局部放电检测技术，对其局放状况进行检测，从而及时进行合理的维护、检修及更换，对避免运行事故及保证电缆可靠运行具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种用于10KV配网XLPE电缆局部放电的检测方法。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：
一种用于10KV配网XLPE电缆局部放电的检测方法，包含以下顺序的步骤：
S1.确定10kV配网XLPE电缆在实际运行中的状态，并在实验室中进行模拟；
S2.在电缆中间接头处制作各类缺陷，便于产生由缺陷引起的局部放电；
S3.根据电磁耦合原理和安培环路定则，利用自耦调压器对XLPE电缆施加高电压，同时利用升流器对电缆上施加大电流；
S4.利用局部放电在线监测装置，对不同类型不同程度缺陷下的局放信号特征进行监测并统计，制成参照表；
S5.对实际检测到的配网电缆局部放电特征量的变化情况进行分析，对照参照表判断故障类型。
所述的步骤S3，根据电磁耦合原理和安培环路定则，通过利用自耦调压器和升流器在电缆线芯上施加高电压和大电流，模拟运行中配网电缆的实际情况，具体如下：
（1）自耦调压器输入端接220V交流电源，保持电压不变，然后从输入线圈上取出一部分电压作为输出，当线圈匝数因滑臂在输入线圈上移动而改变时，输出电压也随之改变。再利用1：n的变比线圈，实现高电压的输出；
（2）利用铜排连接电缆线芯两端，通过引线连接调压器高压输出端和铜排，从而使电缆线芯上产生一个对地高电压；
（3）升流器原边和副边的功率相等，运行时原副边的电压与电流成反比；那么结果就降低了电压，同时升高了负载电流；升流器接入工作电源后，通过调整调压器输出电压以获得试验所需的大电流；
（4）把电缆套入定制的感应线圈中，连接线圈原边和升流器的输出端，根据安培环路定则，使电缆线芯中感应出大电流。
步骤S3中，同时施加高电压、大电流，这种方法比在电缆上只加高电压或大电流，具有更高的精度，所得到的数据更可靠，一般不用处理就可以直接应用到实际工程中去。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)本发明的方法，可以对运行中的电缆直接进行局部放电检测，避免了停电检测，减少了人力物力资源的浪费。
(2)本发明为检测实际运行中配网电缆局部放电提供了实验根据。
附图说明
图1为本发明所述的一种用于10KV配网XLPE电缆局部放电的检测方法的流程图；
图2为图1所述方法的实验室模拟接线图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
一种用于10KV配网XLPE电缆局部放电的检测方法，如图1，包含以下顺序的步骤：
S1.如图2，确定10kV配网XLPE电缆在实际运行中的状态，并在实验室中进行模拟：实际运行中的配网电缆所承受的线电压为U1=10kV，实验中施加相电压为实际情况中流经配网电缆的电流大约为200A～300A；
S2.在电缆中间接头处制作各类缺陷，便于产生由缺陷引起的局部放电：
A、电缆接头缺陷类型
（1）接头压接管外错用绝缘带，即在压接管制作完成后在其外面用绝缘带进行一周的缠绕；
（2）接头主绝缘外含水膜，即使用含有导电物质的水涂抹接头一侧的主绝缘(XLPE)部分；
B、电缆终端安装缺陷类型
（1）终端半导电层末端无倒角，即在制作中断过程中半导电带按照规定尺寸进行剥离，剥离后在末端没有进行倒角处理；
（2）终端内部有杂质，即在半导电层倒角后在外露的主绝缘(XLPE)外面涂抹半导电漆点形成到点杂质；
（3）终端处主绝缘含有刮痕，即在半导电层倒角完成后，在外露的主绝缘(XLPE)上用工具刀划出大约1mm的划痕；
S3.根据电磁耦合原理和安培环路定则，利用自耦调压器对XLPE电缆施加高电压，同时利用升流器对电缆上施加大电流；本步骤中，根据电磁耦合原理和安培环路定则，通过利用自耦调压器和升流器在电缆线芯上施加高电压和大电流，模拟运行中配网电缆的实际情况，具体如下：
（1）自耦调压器输入端接220V交流电源，保持电压不变，然后从输入线圈上取出一部分电压作为输出，当线圈匝数因滑臂在输入线圈上移动而改变时，输出电压也随之改变。再利用1：n的变比线圈，实现高电压的输出；
（2）利用铜排连接电缆线芯两端，通过引线连接调压器高压输出端和铜排，从而使电缆线芯上产生一个对地高电压；
（3）升流器原边和副边的功率相等，运行时原副边的电压与电流成反比；那么结果就降低了电压，同时升高了负载电流；升流器接入工作电源后，通过调整调压器输出电压以获得试验所需的大电流；
（4）把电缆套入定制的感应线圈中，连接线圈原边和升流器的输出端，根据安培环路定则，使电缆线芯中感应出大电流；
S4.利用局部放电在线监测装置，对不同类型不同程度缺陷下的局放信号特征进行监测并统计，在电缆线路上安装在线监测系统，外加耦合局部放电信号，检测该系统对局部放电检测的有效性；监测模拟的实际运行线路的干扰信号，分析干扰信号，从中提取局部放电信号，最终制成参照表表1：
表1
序号 缺陷类型 局部放电起始电压 局部放电量 噪声水平
a 接头压接管外错用绝缘带 9kV 91pC 23pC
b 接头主绝缘外含水膜 20kV 60pC 26pC
c 终端半导电层末端无倒角 24kV 66pC 20pC
d 终端内部有杂质 15kV 252pC 19pC
e 终端处主绝缘含有刮痕 20kV 95pC 20pC
S5.对实际检测到的配网电缆局部放电特征量的变化情况进行分析，对照参照表判断故障类型。
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上述实施例的限制，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。

Claims (1)

1.一种用于10kV配网XLPE电缆局部放电的检测方法，其特征在于，包含以下顺序的步骤：
S1.确定10kV配网XLPE电缆在实际运行中的状态，并在实验室中进行模拟；
S2.在电缆中间接头处制作各类缺陷，便于产生由缺陷引起的局部放电；
S3.根据电磁耦合原理和安培环路定则，利用自耦调压器对XLPE电缆施加高电压，同时利用升流器对电缆上施加大电流；
S4.利用局部放电在线监测装置，对不同类型不同程度缺陷下的局放信号特征进行监测并统计，制成参照表；
S5.对实际检测到的配网电缆局部放电特征量的变化情况进行分析，对照参照表判断故障类型；
所述的步骤S3，根据电磁耦合原理和安培环路定则，通过利用自耦调压器和升流器在电缆线芯上施加高电压和大电流，模拟运行中配网电缆的实际情况，具体如下：
(1)自耦调压器输入端接220V交流电源，保持电压不变，然后从输入线圈上取出一部分电压作为输出，当线圈匝数因滑臂在输入线圈上移动而改变时，输出电压也随之改变；再利用1：n的变比线圈，实现高电压的输出；
(2)利用铜排连接电缆线芯两端，通过引线连接自耦调压器高压输出端和铜排，从而使电缆线芯上产生一个对地高电压；
(3)升流器原边和副边的功率相等，运行时原副边的电压与电流成反比；那么结果就降低了电压，同时升高了负载电流；升流器接入工作电源后，通过调整自耦调压器输出电压以获得试验所需的大电流；
(4)把电缆套入定制的感应线圈中，连接线圈原边和升流器的输出端，根据安培环路定则，使电缆线芯中感应出大电流。
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