CN105388401A - 一种新型的电缆振荡波局部放电检测系统 - Google Patents

Abstract

一种新型的电缆振荡波局部放电检测系统，包括直流高压装置，IGBT高压开关、谐振电感、电容分压器、监控后台、补偿电容、局放脉冲检测器；被测电缆。本发明型的有益效果是：1)增加了可调电容值的补偿电容，在测量长度过短电缆时，有效提高了测量精度；2)在电缆两端口都加装了局放脉冲检测器，有效解决了长度过长电缆进行震荡波测试的过程中，信号传播距离过长造成衰减过于严重的问题，提高了测量精度；3)对于过短和过长电缆都可保持较好的测量效果，与现有技术相比可测量的电缆长度范围大幅增加。

Description

一种新型的电缆振荡波局部放电检测系统

技术领域

本发明涉及一种电缆局部放电检测系统，尤其是涉及一种新型的电缆振荡波局部放电检测系统，属于电力行业高压电力电缆进行局部放电测量的技术领域。

背景技术

震荡波电压检测法是应用效果较好的一种用于电力电缆局部放电检测和定位的技木，也是目前电力行业普遍采用的一种电力电缆局部放电检测方法。

但在应用震荡波检测技术解决现场问题的过程中，发现已有的震荡波检测技术在对于中等长度电缆(100m～7000m)的检测效果较好，但对于长度大于8000m的长电缆以及长度小于100m的短电缆检测效果相对明显差些。

在对长度小于100m的短电缆进行震荡波测试的过程中，阻尼震荡波电压波的频率为L为检测设备电感，C为测试电缆等效电容值。由于短电缆自身的电容量较小，在现有谐振电感量的条件下，阻尼振荡波频率会很高，进而造成入射/反射波时间分辨率太低，带来故障点定位困难问题。

在对于长度大于8000m的长电缆进行震荡波测试的过程中，目前震荡波检测系统所采用的传统时域反射法是在电缆终端采集局放信号及从另一端反射回来的反射信号，根据两者的时间差来定位局放故障点。但在实际测量中，如果被测试品电缆过长，由于信号衰减的原因，局放信号的反射波衰减过于严重，使得在电缆终端很难检测到局放反射信号，或者反射波形衰减严重，无法很好的判断出反射波形，给局放故障的定位带来一定的困难，检测效果也很不理想。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种新型的电缆振荡波局部放电检测系统，可有效克服现有技术下对长度过短和过长电缆检测效果不理想的问题。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：

一种新型的电缆振荡波局部放电检测系统，本发明特征在于：包括直流高压装置，IGBT高压开关、谐振电感、电容分压器、监控后台、补偿电容、局放脉冲检测器；所述监控后台分别与直流高压装置、IGBT高压开关、电容分压器和局放脉冲检测器相连接；所述直流高压装置输出端分别与IGBT高压开关、谐振电感相连接，所述谐振电感与电容分压器、补偿电容相连依序连接；所述补偿电容经局放脉冲检测器与被测电缆相连接。

本发明所述补偿电容为可调电容值的电容，在测量长度小于100m的过短电缆时，可调节其电容值其中C₁为被测电缆等效电容值，L为谐振电感。通过调节补偿电容，可有效降低阻尼振荡波频率f₀，提高局放检测精度。

本发明所述局放脉冲检测器安装在被测电缆两端，在测量长度大于8000m的长电缆时，在电缆两端同时加装测量元件，通过两端局放脉冲检测器接收信号的时间差计算出局放点的位置。

相对现有技术，在电容分压器及被测电缆中加入可调电容值的补偿电容，并在电缆被测端口的另一端加装局放脉冲检测器。

针对长度小于100m的短电缆测试电缆等效电容值过小从而导致阻尼振荡电压波频率过高的问题，可以通过在在电容分压器及被测电缆中加入可调电容值的补偿电容予以解决。根据电路理论，阻尼振荡电压频率与回路电感和回路电容有关。假设震荡频率和回路电感量确定时，可以推导出回路电容量计算公式：

$C=\frac{1}{4{\mathrm{\π}}^2{f}^{2}L}---\left(1\right)$

设试品电缆等效电容值为C₁，并联的补偿电容量为C₂，则回路电容量C＝C₁+C₂，再由式1即可得出所需补偿电容值：

$C_2=C-C_1=\frac{1}{4{\mathrm{\π}}^2{f}^{2}L}-C_1---\left(2\right)$

即在测量长度小于100m的过短电缆时，根据式(2)调节可调电容值的补偿电容大小，即可将阻尼震荡波电压波的频率f降到期望范围内，有效降低阻尼振荡波频率值，提高检测效果。

针对长度大于8000m的长电缆进行震荡波测试的过程中，信号传播距离过长造成衰减过于严重的问题，通过在电缆被测端口的另一端加装局放脉冲检测器可有效改善。通过在电缆两端同时加装测量元件，通过两端局放脉冲检测器接收信号的时间差可就计算出局放点的位置。测距公式为:

x＝[L-v*|t₁-t₂|]/2(3)

式中，L为电缆长度，t₁和t₂分别为局放信号到达两端的时间。v为局放信号在电缆中的传播速率。

由于改进后的行波法同时在电缆两端采集反射信号，较大幅度的忽略掉了局放信号在电缆传输过程中的衰减情况，因此具有更高的精确度。该方法不需要确定入射波的起始时间，只需要测出两端局放波形的到达时间，通过其时间差确定出局放位置，从而能够更好的提高测量精度。

相较现有技术，本发明的有益效果是：

1)增加了可调电容值的补偿电容，在测量长度过短电缆时，有效提高了测量精度；

2)在电缆两端口都加装了局放脉冲检测器，有效解决了长度过长电缆进行震荡波测试的过程中，信号传播距离过长造成衰减过于严重的问题，提高了测量精度；

3)对于过短和过长电缆都可保持较好的测量效果，与现有技术相比可测量的电缆长度范围大幅增加。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为现有技术方案电路图；

图3为本发明方案电路图；

图4为现有技术方案局放信号传播距离示意图；

图5为本发明方案局放信号传播距离示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

参照图1，一种新型的电缆振荡波局部放电检测系统，本发明特征在于：包括直流高压装置1，IGBT高压开关2、谐振电感3、电容分压器4、监控后台5、补偿电容6、局放脉冲检测器7；所述监控后台5分别与直流高压装置1、IGBT高压开关2、电容分压器4和局放脉冲检测器7相连接；所述直流高压装置1输出端分别与IGBT高压开关2、谐振电感3相连接，所述谐振电感3与电容分压器4、补偿电容相连6依序连接；所述补偿电容6经局放脉冲检测器7与被测电缆8相连接。

本发明所述补偿电容6为可调电容值的电容，在测量长度小于100m的过短电缆时，可调节其电容值其中C₁为被测电缆等效电容值，L为谐振电感。通过调节补偿电容，可有效降低阻尼振荡波频率f₀，提高局放检测精度。

本发明所述局放脉冲检测器7安装在被测电缆8两端，在测量长度大于8000m的长电缆时，在电缆两端同时加装测量元件，通过两端局放脉冲检测器接收信号的时间差计算出局放点的位置。

在测量长度小于100m的过短电缆时，相对现有技术，本发明增加了补偿电容，补偿电容大小为其中C₁为被测电缆等效电容值，L为谐振电感，通过并联补偿电容，有效增加电路电容值C，由知，C增大即可有效降低阻尼振荡波频率f₀，提高检测精度。图2为本发明在测量长度过短电缆时与现有技术方案电路对比示意图。

在测量长度大于8000m的长电缆时，相对现有技术，本发明在电缆两端口都加装了局放脉冲检测器。图3为本发明在测量长度过长电缆时与现有技术方案局放信号传播距离示意图。在图3中，假设局放点距检测点A距离很近，即x较小，而电缆长度L又较长，则反射波在电缆中传播的长度2L-x约为2L，信号传播距离较长。而通过在电缆两端口都加装了局放脉冲检测器，局放信号传播距离最长不会超过L，有效降低了信号传播距离，提高了检测效果。此时信号的测距公式为:

x＝[L-v*|t₁-t₂|]/2

式中，L为电缆长度，t₁和t₂分别为局放信号到达两端的时间。v为局放信号在电缆中的传播速率。

Claims (3)

1.一种新型的电缆振荡波局部放电检测系统，其特征在于：包括直流高压装置(1)，IGBT高压开关(2)、谐振电感(3)、电容分压器(4)、监控后台(5)、补偿电容(6)、局放脉冲检测器(7)；所述监控后台(5)分别与直流高压装置(1)、IGBT高压开关(2)、电容分压器(4)和局放脉冲检测器(7)相连接；所述直流高压装置(1)输出端分别与IGBT高压开关(2)、谐振电感(3)相连接，所述谐振电感(3)与电容分压器(4)、补偿电容相连(6)依序连接；所述补偿电容(6)经局放脉冲检测器(7)与被测电缆(8)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型的电缆振荡波局部放电检测系统，其特征在于：所述补偿电容(6)为可调电容值的电容，在测量长度小于100m的过短电缆时，可调节其电容值其中C₁为被测电缆等效电容值，L为谐振电感。通过调节补偿电容，可有效降低阻尼振荡波频率f₀，提高局放检测精度。

3.根据权利要求1所述的一种新型的电缆振荡波局部放电检测系统，其特征在于：所述局放脉冲检测器(7)安装在被测电缆(8)两端，在测量长度大于8000m的长电缆时，在电缆两端同时加装测量元件，通过两端局放脉冲检测器接收信号的时间差计算出局放点的位置。