CN103926512B - 模拟交联聚乙烯绝缘电缆局部放电的方法和模拟检测平台 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种模拟交联聚乙烯绝缘电缆局部放电的方法和模拟检测平台，属于电力电缆带电检测技术领域。本发明方法是：准确的模拟XLPE电缆五种不同缺陷类型，实现缺陷类型和局放检测技术有效性之间一一对应：首先建立XLPE电缆局部放电的图谱库；其次通过人为制造交联聚乙烯绝缘电缆不同类型的典型缺陷；最后根据本模拟检测平台的输出信号的特征实现缺陷类型及程度的判断，将缺陷类型与局部放电检测技术有效性一一对应起来。本模拟平台可以模拟电缆的五种典型故障，显著提高XLPE电缆局部放电故障的识别能力。本发明具有操作简单、提高XLPE电缆局部放电故障识别能力、适应范围广、安全可靠的特点。
Description
技术领域
本发明属于电力电缆带电检测技术领域，尤其涉及一种模拟交联聚乙烯绝缘电缆局部放电的方法和模拟检测平台。
背景技术
交联聚乙烯（XLPE）电缆在城市供电电网中占有极其重要的地位，其安全运行对整个电力系统的稳定至关重要。局部放电检测是评价XLPE电缆绝缘状况、预期运行寿命及保障电力电缆安全可靠运行的重要方法之一。
近年来，电缆局部放电带电检测技术在XLPE电缆例行巡检中，已经得到越来越多的应用。但是，由于现场存在各种各样难以预料的干扰信号，局部放电带电检测技术的有效性偏低，更需要依赖于检测人员的经验和知识水平定性的对故障进行判断，这就要求检测人员充分了解XLPE电缆局部放电带电检测技术的优势、缺点和有效性。通常，只能根据检测结果大致给出设备可能存在的缺陷类型，无法给出明确的判据，尤其在缺陷类型及程度与信号特征的关系研究方面不够深入，无法提供确凿的数据去验证两者之间的对应关系。为此，亟需一套能够模拟XLPE电缆不同缺陷类型，实现缺陷类型和局放检测技术有效性之间一一对应的局部放电检测方法和模拟检测平台。
发明内容
为克服上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种模拟交联聚乙烯绝缘电缆局部放电的方法和模拟检测平台，目的是提高XLPE电缆局部放电故障识别能力，减少检测人员评价的工作量。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
模拟交联聚乙烯绝缘电缆局部放电的方法是：准确的模拟XLPE电缆五种不同缺陷类型，实现缺陷类型和局放检测技术有效性之间一一对应：
首先建立XLPE电缆局部放电的图谱库；
其次，通过人为制造交联聚乙烯绝缘电缆电缆中间接头制作针尖缺陷1、电缆中间接头制作气隙缺陷2、电缆绝缘层低电位制作刀痕缺陷3、电缆终端接头低电位制作针尖缺陷4以及电缆终端接头低电位制作气隙缺陷5不同类型的典型缺陷；
最后，根据本模拟检测平台的输出信号的特征实现缺陷类型及程度的判断，将缺陷类型与局部放电检测技术有效性一一对应起来。
所述的局部放电的图谱库包含若干局部放电种类，是通过对电缆放电脉冲信号进行的处理、分析，建立电缆局部放电的图谱库；
首先在试验室内对各种具有代表性的电缆的典型缺陷进行试验，获得放电数据库中的海量数据，经过对海量数据的统计分析，根据对电缆放电脉冲信号的时域分布、频谱分布，频段的谱图、信号统计及特征分离谱图对局部放电进行分类，从而形成局部放电图谱库。
所述的模拟XLPE电缆五种不同缺陷类型包括：模拟电缆典型缺陷1：将被试电缆A进行放电并接地， 打开变频电源控制箱的电源，使励磁变压器的输出电压达到电缆局部放电检测电压，合上开关A,进行缺陷1的模拟；开关A闭合后，同步信号和局放信号分别通过低频电流传感器和高频电流传感器来完成信号的传输，所得到的信号进入到局放测量仪，然后传输至光电转换器中，进行信号转换，最后将数据输送至终端处理器进行分析，并将分析结果与局部放电图谱库进行比对，从而判断出电缆的缺陷类型，并将结果进行显示；
模拟电缆典型缺陷2～5：将被试电缆B～电缆E进行放电并接地；打开变频电源控制箱的电源，使励磁变压器的输出电压达到电缆局部放电检测电压，分别合上开关B～开关E，进行缺陷2～5的模拟； 开关B～开关E闭合后，同步信号和局放信号分别通过低频电流传感器和高频电流传感器来完成信号的传输，所得到的信号进入到局放测量仪，然后传输至光电转换器中，进行信号转换，最后将数据输送至终端处理器进行分析，并将分析结果与局部放电图谱库进行比对，从而判断出电缆的缺陷类型，并将结果进行显示；
变频电源控制箱的输出端连接至励磁变压器的输入端，所述励磁变压器的输出端分别连接避雷器和谐振电抗器，所述避雷器的输出端分别与分压器通过开关A～开关E和所述被检测电缆A～电缆E连接，分压器的另一端通过所述采集信号线与变频电源控制箱相连；所述低频电流传感器通过同步信号传输线与局放测量仪连接；高频电流传感器通过局放信号传输线与局放测量仪连接；所述局放测量仪与光电转换器连接，所述光电转化器与终端处理器连接。
本发明的特殊之处在于，能够通过人为制造XLPE电缆5种不同类型的典型缺陷，用以模拟XLPE电缆不同缺陷类型，根据本模拟检测平台的输出信号的特征实现缺陷类型及程度的判断，将缺陷类型与局放检测技术有效性一一对应起来，从而提高XLPE电缆局部放电故障识别能力。
本发明的有效效果是：解决在做XLPE电缆局部放电检测时，根据检测结果明确判断出被检测电缆所存在的缺陷类型，显著提高交联聚乙烯绝缘电缆局部放电故障的检测水平，并能减少检测人员评价的工作量。本发明具有操作简单、提高XLPE电缆局部放电故障识别能力、适应范围广、安全可靠的特点。
附图说明
下面结合附图对本发明专利做进一步详细的说明。
图1是本发明的结构示意图。
图中：变频电源控制箱1,励磁变压器2,避雷器3,谐振电抗器4,分压器5,开关A6,开关B7,开关C8,开关D9,开关E10,电缆A11,电缆B12,电缆C13,电缆D14,电缆E15，采集信号线16,低频电流传感器17,同步信号传输线18,高频电流传感器19,局放信号传输线20,局放测量仪21,光电转换器22,终端处理器23。
具体实施方式
如图1所示，本发明是一种模拟交联聚乙烯绝缘电缆局部放电的方法和模拟检测平台。
模拟交联聚乙烯绝缘电缆局部放电的方法是：准确的模拟XLPE电缆五种不同缺陷类型，实现缺陷类型和局放检测技术有效性之间一一对应：
首先，建立XLPE电缆局部放电的图谱库；
其次，通过人为制造交联聚乙烯绝缘电缆电缆中间接头制作针尖缺陷1、电缆中间接头制作气隙缺陷2、电缆绝缘层低电位制作刀痕缺陷3、电缆终端接头低电位制作针尖缺陷4以及电缆终端接头低电位制作气隙缺陷5不同类型的典型缺陷；
最后，根据本模拟检测平台的输出信号的特征实现缺陷类型及程度的判断，将缺陷类型与局部放电检测技术有效性一一对应起来。
本发明的特殊之处在于，可以准确的模拟XLPE电缆五种不同缺陷类型，实现缺陷类型和局放检测技术有效性之间一一对应。
其中建立XLPE电缆局部放电的图谱库，所述局部放电的图谱库包含若干局部放电种类。是通过对电缆放电脉冲信号进行的处理、分析，建立电缆局部放电的图谱库。
为了能够获得所述局部放电的图谱库，首先在试验室内对各种具有代表性的电缆的典型缺陷进行研究。通过试验，获得放电数据库中的海量数据，经过对海量数据的统计分析，根据对电缆放电脉冲信号的时域分布、频谱分布，频段的谱图、信号统计及特征分离谱图对局部放电进行分类，从而形成局部放电图谱库。
能够通过人为制造交联聚乙烯绝缘电缆电缆中间接头制作针尖缺陷1、电缆中间接头制作气隙缺陷2、电缆绝缘层低电位制作刀痕缺陷3、电缆终端接头低电位制作针尖缺陷4以及电缆终端接头低电位制作气隙缺陷5不同类型的典型缺陷，用以模拟XLPE电缆五种不同缺陷类型，根据本模拟检测平台的输出信号的特征实现缺陷类型及程度的判断，将缺陷类型与局部放电检测技术有效性一一对应起来。
本发明模拟交联聚乙烯绝缘电缆局部放电的方法和模拟检测平台模拟5种典型缺陷的说明表，详见表1。
模拟电缆典型缺陷1：将被试电缆A11进行放电并接地。打开变频电源控制箱1的电源，使励磁变压器2的输出电压达到电缆局部放电检测电压，合上开关A6,进行缺陷1的模拟。开关A6闭合后，同步信号和局放信号分别通过低频电流传感器17和高频电流传感器19来完成信号的传输，所得到的信号进入到局放测量仪21，然后传输至光电转换器22中，进行信号转换，最后将数据输送至终端处理器23进行分析，并将分析结果与局部放电图谱库进行比对，从而判断出电缆的缺陷类型，并将结果进行显示。
进一步的，模拟电缆典型缺陷2～5时：将被试电缆B12～电缆E15进行放电并接地。打开变频电源控制箱1的电源，使励磁变压器2的输出电压达到电缆局部放电检测电压，分别合上开关B7～开关E10，进行缺陷2～5的模拟。模拟电缆典型缺陷2～5：将被试电缆B12～电缆E15进行放电并接地；打开变频电源控制箱1的电源，使励磁变压器2的输出电压达到电缆局部放电检测电压，分别合上开关B7～开关E10，进行缺陷2～5的模拟； 开关B7～开关E10闭合后，同步信号和局放信号分别通过低频电流传感器17和高频电流传感器19来完成信号的传输，所得到的信号进入到局放测量仪21，然后传输至光电转换器22中，进行信号转换，最后将数据输送至终端处理器23进行分析，并将分析结果与局部放电图谱库进行比对，从而判断出电缆的缺陷类型，并将结果进行显示。
模拟交联聚乙烯绝缘电缆局部放电的模拟检测平台是：由变频电源控制箱1的输出端连接至励磁变压器2的输入端，所述励磁变压器2的输出端分别连接避雷器3和谐振电抗器4，所述避雷器3的输出端分别与分压器5通过开关A6～开关E10和所述被检测电缆A11～电缆E15连接，分压器5的另一端通过所述采集信号线16与变频电源控制箱1相连。所述低频电流传感器17通过同步信号传输线18与局放测量仪21连接；高频电流传感器19通过局放信号传输线20与局放测量仪21连接。所述局放测量仪21与光电转换器22连接，所述光电转化器22与终端处理器23连接。
上述具体实施方式为本发明专利的优选实施例，并不能对本发明进行限定，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式，其他的任何为背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.模拟交联聚乙烯绝缘电缆局部放电的方法，其特征是： 准确的模拟XLPE电缆五种不同缺陷类型，实现缺陷类型和局放检测技术有效性之间一一对应：
首先建立XLPE电缆局部放电的图谱库；
其次，通过人为制造交联聚乙烯绝缘电缆电缆中间接头制作针尖缺陷1、电缆中间接头制作气隙缺陷2、电缆绝缘层低电位制作刀痕缺陷3、电缆终端接头低电位制作针尖缺陷4以及电缆终端接头低电位制作气隙缺陷5不同类型的典型缺陷；
最后，根据本模拟检测平台的输出信号的特征实现缺陷类型及程度的判断，将缺陷类型与局部放电检测技术有效性一一对应起来；
所述的局部放电的图谱库包含若干局部放电种类，是通过对电缆放电脉冲信号进行的处理、分析，建立电缆局部放电的图谱库；
首先在试验室内对各种具有代表性的电缆的典型缺陷进行试验，获得放电数据库中的海量数据，经过对海量数据的统计分析，根据对电缆放电脉冲信号的时域分布、频谱分布，频段的谱图、信号统计及特征分离谱图对局部放电进行分类，从而形成局部放电图谱库；
所述的模拟XLPE电缆五种不同缺陷类型包括：
模拟电缆典型缺陷1：将被试电缆A（11）进行放电并接地， 打开变频电源控制箱(1)的电源，使励磁变压器（2）的输出电压达到电缆局部放电检测电压，合上开关A（6）,进行缺陷1的模拟；开关A（6）闭合后，同步信号和局放信号分别通过低频电流传感器（17）和高频电流传感器（19）来完成信号的传输，所得到的信号进入到局放测量仪（21），然后传输至光电转换器（22）中，进行信号转换，最后将数据输送至终端处理器（23）进行分析，并将分析结果与局部放电图谱库进行比对，从而判断出电缆的缺陷类型，并将结果进行显示；模拟电缆典型缺陷2～5：将被试电缆B（12）～电缆E（15）进行放电并接地；打开变频电源控制箱（1）的电源，使励磁变压器（2）的输出电压达到电缆局部放电检测电压，分别合上开关B（7）～开关E（10），进行缺陷2～5的模拟； 开关B（7）～开关E（10）闭合后，同步信号和局放信号分别通过低频电流传感器（17）和高频电流传感器（19）来完成信号的传输，所得到的信号进入到局放测量仪（21），然后传输至光电转换器（22）中，进行信号转换，最后将数据输送至终端处理器（23）进行分析，并将分析结果与局部放电图谱库进行比对，从而判断出电缆的缺陷类型，并将结果进行显示；
所述变频电源控制箱（1）的输出端连接至励磁变压器（2）的输入端，所述励磁变压器（2）的输出端分别连接避雷器（3）和谐振电抗器（4），所述避雷器（3）的输出端分别与分压器（5）通过开关A（6）～开关E（10）和被检测电缆A（11）～电缆E（15）连接，分压器（5）的另一端通过采集信号线（16）与变频电源控制箱（1）相连；低频电流传感器（17）通过同步信号传输线（18）与局放测量仪（21）连接；高频电流传感器（19）通过局放信号传输线（20）与局放测量仪（21）连接；所述局放测量仪（21）与光电转换器（22）连接，所述光电转换器（22）与终端处理器（23）连接。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |