CN103913685A - 一种基于变频谐振耐压的电缆局放检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于变频谐振耐压的电缆局放检测系统，包括无局放变频谐振耐压系统、高频电流传感器、脉冲收发器、高频电流探头I、高频电流探头II、阻波器和数据分析主机，所述无局放变频谐振耐压系统的输出端与被试电缆的输入端连接，所述高频电流传感器串在被试电缆的起端铠装接地线上，所述高频电流传感器通过同轴电缆和阻波器与数据分析主机相连，高频电流探头I、高频电流探头II装设在被点电缆末端的铠装接地线上，高频电流探头I、高频电流探头II分别与脉冲收发器连接。本发明对电缆设备在变频谐振耐压下的局部放电进行测量和精确定位，对及时发现电缆早期缺陷，提高电缆运行的可靠性具有重要意义。

Description

一种基于变频谐振耐压的电缆局放检测系统

技术领域

本发明涉及电气设备试验领域，尤其涉及一种基于变频谐振耐压的电缆局放检测系统。

背景技术

随着城市电网建设的不断扩大，交联聚乙烯(简称X L P E)电缆由于其容易敷设、运行维护简便、耐高温和绝缘性能优良等特点，被广泛地应用于电网建设中，并逐步取代油纸绝缘电缆和架空线路，交联聚乙稀电缆（XLPE）电缆在制造和接头制作过程中，绝缘层内部出现的杂质、微孔、半导电层突起和分层等缺陷，均会引起局部放电的发生。局部放电经过积累发展成电树，最终导致主绝缘的击穿。变频谐振耐压试验作为交联聚乙烯电力电缆的现场竣工试验,已经被很多规程和标准列为规范的电缆及附件交流耐压试验，在工程交接的耐压试验中，较为明显的绝缘缺陷可以在高压状态下被有效检测出来，但对于一些微小的隐形绝缘缺陷，耐压试验却显得无能为力，如果能够在设备绝缘劣化的初期能及时发现这些微小的隐形缺陷，则可防范于未然。

因此，在对电缆设备进行变频谐振耐压试验的同时进行局部放电的测量，不仅仅可以对电缆的整体绝缘强度进行合理的判断，还可以及时发现电缆内部微小的隐形缺陷，对于提高电缆的运行可靠性，维护电网的安全具有重要的意义。目前已有的方法存在检测仪器安装不便、操作复杂、检测成本高等缺点。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种基于变频谐振耐压的电缆局放检测系统，利用脉冲收发器有效解决局部放电脉冲的衰减问题，该系统能够在电缆交接试验时，对电缆设备进行变频谐振耐压下的局部放电进行准确的测量，更为经济和高效。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于变频谐振耐压的电缆局放检测系统，包括无局放变频谐振耐压系统、高频电流传感器、脉冲收发器、高频电流探头I、高频电流探头II、阻波器和数据分析主机，所述无局放变频谐振耐压系统的输出端与被试电缆的输入端连接，所述高频电流传感器串在被试电缆的起端铠装接地线上，所述高频电流传感器通过同轴电缆和阻波器与数据分析主机相连，高频电流探头I、高频电流探头II装设在被点电缆末端的铠装接地线上，高频电流探头I、高频电流探头II分别与脉冲收发器连接。

所述无局放变频谐振耐压系统，包括变频控制电源、励磁变压器、谐振电抗器、电容分压器、绝缘底垫、专用接地线，变频控制电源输入端接入380V交流电，输出端与励磁变压器输入端相连，变频控制电源的测量端与电容分压器低压端相连，励磁变压器输出端与谐振电抗器输入端相连，谐振电抗器放置于专用的绝缘底垫上，谐振电抗器的输出端经由电容分压器的高压端与被试电缆的首端相连，变频控制电源、励磁变压器、电容分压器和被试电缆采用专用接地线共地。

所述脉冲收发器，用于将传至电缆末端检测到的局部放电脉冲信号放大并返回被试电缆起始端。

所述脉冲收发器，包括脉冲接收器和脉冲发生器，脉冲接收器和脉冲发生器通过同轴电缆相连接，脉冲接收器通过高频电流探头I接收局部放电脉冲，脉冲接收器发出触发信号给脉冲发生器，脉冲发生器用于产生可调时延的增益脉冲波。

所述高频电流传感器采用钳式罗格夫斯基线圈，其测量频带为100kHz-30MHz，具有方向性，在安装时，其箭头方向均指向地。

所述阻波器的额定工频为50/60Hz。

一种基于上述电缆局放检测系统的使用方法，具体工作过程为：：无局放变频谐振耐压系统产生20-300Hz的交流电压、该变频谐振耐压系统的输出端与被试电缆的输入端连接，高频电流传感器串在被试电缆起端的铠装接地线上，高频电流传感器通过同轴电缆和阻波器与数据分析主机相连，高频电流探头I和高频电流探头II串在被试电缆末端的铠装接地线上，两支高频电流探头通过同轴电缆与脉冲收发器相连，脉冲收发器，包括脉冲接收器和脉冲发生器，脉冲接收器和脉冲发生器通过同轴电缆相连接，脉冲接收器通过高频电流探头I接收局部放电脉冲，脉冲接收器发出触发信号给脉冲发生器，脉冲发生器用于产生可调时延的增益脉冲波；增益脉冲波通过高频电流探头II传回被试电缆末端，沿着被试电缆传至被试电缆始端，经由高频电流传感器和阻波器传至数据分析主机，有效解决局放脉冲衰减的问题，数据分析主机对局部放电脉冲和脉冲发生器产生的增益脉冲进行采集和分析，对局部放电进行有效定位。

基于上述电缆局放检测系统的工作原理为：

在无局放变频谐振耐压系统的激励下，若电缆中存在绝缘缺陷，必然会产生局部放电，会以放电脉冲的形式表现出来，该放电脉冲会沿着电缆分别向电缆首端和电缆末端进行传播，因此，利用高频电流传感器在电缆首端会首先检测到放电脉冲，而传至电缆末端的放电脉冲由于高频衰减，脉冲幅值会急剧减小，很难再返回至电缆首端，在电缆末端设置的两支高频电流探头，其中一支高频电流探头检测传至电缆末端的局部放电脉冲，经由脉冲收发器产生一定时延的幅值更大的增益脉冲，通过另一支高频电流探头向电缆注入此增益脉冲，该增益脉冲传播至电缆首端被高频电流传感器检测到，分析主机对起始放电脉冲和增益脉冲进行对比，结合放电脉冲的传播速度和脉冲收发器的时延，实现对局部放电部位进行定位。

本发明的有益效果为：对电缆设备在变频谐振耐压下的局部放电进行测量和精确定位，对及时发现电缆早期缺陷，提高电缆运行的可靠性具有重要意义。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

其中，1、无局放变频谐振耐压系统，2、被试电缆，3、高频电流传感器，4-1高频电流探头I，4-2、高频电流探头II，5、数据分析主机，6、阻波器，7、脉冲收发器。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种基于变频谐振耐压的电缆局放检测系统，包括无局放变频谐振耐压系统1、高频电流传感器3、脉冲收发器7、高频电流探头I4-1、高频电流探头II4-2、阻波器6和数据分析主机5，无局放变频谐振耐压系统1的输出端与被试电缆2的输入端连接，高频电流传感器3串在被试电缆2起端的铠装接地线上，高频电流传感器3通过同轴电缆和阻波器6与数据分析主机5相连，高频电流探头I4-1、高频电流探头II4-2装设在被点电缆2末端的铠装接地线上，高频电流探头I4-1、高频电流探头II4-2分别与脉冲收发器7连接。

无局放变频谐振耐压系统1，包括变频控制电源、励磁变压器、谐振电抗器、电容分压器、绝缘底垫、专用接地线。

脉冲收发器7，用于将传至被试电缆2末端检测到的局部放电脉冲信号放大并返回被试电缆2的起始端。

脉冲收发器7，包括脉冲接收器和脉冲发生器，脉冲接收器和脉冲发生器通过同轴电缆相连接，脉冲接收器通过高频电流探头I接收局部放电脉冲，脉冲接收器发出触发信号给脉冲发生器，脉冲发生器用于产生可调时延的增益脉冲波。

高频电流传感器3采用钳式罗格夫斯基线圈，其测量频带为100kHz-30MHz，具有方向性，在安装时，其箭头方向均指向地。

阻波器6的额定工频为50/60Hz。

无局放变频谐振耐压系统1可产生20-300Hz的交流电压、该变频谐振耐压系统的输出端与被试电缆2的输入端连接，高频电流传感器3串在被试电缆起端的铠装接地线上，高频电流传感器3通过同轴电缆和阻波器6与数据分析主机5相连，高频电流探头I4-1和高频电流探头II4-2串在被试电缆2末端的铠装接地线上，两支高频电流探头通过同轴电缆与脉冲收发器相连，脉冲收发器7，包括脉冲接收器和脉冲发生器，脉冲接收器和脉冲发生器通过同轴电缆相连接，脉冲接收器通过高频电流探头I4-1接收局部放电脉冲，脉冲接收器发出触发信号给脉冲发生器，脉冲发生器用于产生可调时延的增益脉冲波。增益脉冲波通过高频电流探头II4-2传回被试电缆2末端，沿着被试电缆2传至被试电缆始端，经由高频电流传感器3和阻波器6传至数据分析主机5，有效解决局放脉冲衰减的问题，数据分析主机5对局部放电脉冲和脉冲发生器产生的增益脉冲进行采集和分析，对局部放电进行有效定位。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种基于变频谐振耐压的电缆局放检测系统，其特征是：包括无局放变频谐振耐压系统、高频电流传感器、脉冲收发器、高频电流探头I、高频电流探头II、阻波器和数据分析主机，所述无局放变频谐振耐压系统的输出端与被试电缆的输入端连接，所述高频电流传感器串在被试电缆的起端铠装接地线上，所述高频电流传感器通过同轴电缆和阻波器与数据分析主机相连，高频电流探头I、高频电流探头II装设在被点电缆末端的铠装接地线上，高频电流探头I、高频电流探头II分别与脉冲收发器连接。

2.如权利要求1所述的一种基于变频谐振耐压的电缆局放检测系统，其特征是：所述无局放变频谐振耐压系统，包括变频控制电源、励磁变压器、谐振电抗器、电容分压器、绝缘底垫、专用接地线；变频控制电源输入端接入380V交流电，输出端与励磁变压器输入端相连，变频控制电源的测量端与电容分压器低压端相连，励磁变压器输出端与谐振电抗器输入端相连，谐振电抗器放置于专用的绝缘底垫上，谐振电抗器的输出端经由电容分压器的高压端与被试电缆的首端相连，变频控制电源、励磁变压器、电容分压器和被试电缆采用专用接地线共地。

3.如权利要求1所述的一种基于变频谐振耐压的电缆局放检测系统，其特征是：所述脉冲收发器，用于将传至电缆末端检测到的局部放电脉冲信号放大并返回被试电缆起始端。

4.如权利要求3所述的一种基于变频谐振耐压的电缆局放检测系统，其特征是：所述脉冲收发器，包括脉冲接收器和脉冲发生器，脉冲接收器和脉冲发生器通过同轴电缆相连接，脉冲接收器通过高频电流探头I接收局部放电脉冲，脉冲接收器发出触发信号给脉冲发生器，脉冲发生器用于产生可调时延的增益脉冲波。

5.如权利要求1所述的一种基于变频谐振耐压的电缆局放检测系统，其特征是：所述高频电流传感器采用钳式罗格夫斯基线圈，其测量频带为100kHz-30MHz，具有方向性，在安装时，其箭头方向均指向地。

6.如权利要求1所述的一种基于变频谐振耐压的电缆局放检测系统，其特征是：所述阻波器的额定工频为50/60Hz。

7.一种基于上述电缆局放检测系统的使用方法，其特征是：具体工作过程为：无局放变频谐振耐压系统产生20-300Hz的交流电压、该变频谐振耐压系统的输出端与被试电缆的输入端连接，高频电流传感器串在被试电缆起端的铠装接地线上，高频电流传感器通过同轴电缆和阻波器与数据分析主机相连，高频电流探头I和高频电流探头II串在被试电缆末端的铠装接地线上，两支高频电流探头通过同轴电缆与脉冲收发器相连，脉冲收发器，包括脉冲接收器和脉冲发生器，脉冲接收器和脉冲发生器通过同轴电缆相连接，脉冲接收器通过高频电流探头I接收局部放电脉冲，脉冲接收器发出触发信号给脉冲发生器，脉冲发生器用于产生可调时延的增益脉冲波；增益脉冲波通过高频电流探头II传回被试电缆末端，沿着被试电缆传至被试电缆始端，经由高频电流传感器和阻波器传至数据分析主机，数据分析主机对局部放电脉冲和脉冲发生器产生的增益脉冲进行采集和分析，对局部放电进行有效定位。