CN106066452A - 一种高压电缆典型缺陷下状态量检测系统 - Google Patents

一种高压电缆典型缺陷下状态量检测系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高压电缆典型缺陷下状态量检测系统。目前尚未有高压电缆典型缺陷下状态量检测系统，未开展各类状态检测技术手段对不同缺陷类型的检测差异性与有效性研究。本发明包括升压系统、升流系统、电缆模型和检测系统，利用升压系统、升流系统和电缆模型模拟电缆运行工况，所述的电缆模型包括主回路、中间接头试验回路和终端试验回路，两个试验回路分别独立试验或联合试验，主回路提供运行状态参考；所述检测系统采用的检测方式包括局放检测、温度检测和接地环流检测。通过本发明模拟试验，可评估各类状态检测技术手段在不同缺陷类型下检测差异性与有效性，可实现不同负荷工况下局放、温度和接地环流电缆状态量变化规律研究。

Description

一种高压电缆典型缺陷下状态量检测系统
技术领域
本发明涉及高压电缆领域，尤其是一种高压电缆典型缺陷下状态量检测系统。
背景技术
在高压电缆长期运行过程中，电缆本体及附件故障屡见不鲜，如何通过有效的监测手段准确、实时掌握电缆本体及附件的运行状态，避免因电缆本体及附件故障击穿导致的大面积停电事故，是保障电力安全输送的重要课题。
导致高压电力设备故障的主要原因是绝缘性能的劣化和失效，因此高压电力设备的绝大多数故障最终归结为绝缘性故障。绝缘故障的起因不仅是由于强电场作用和材料缺陷引起的绝缘劣化，而且在设备的运行过程中各种外界因素(机械、热力)和电场的相互作用最终也会演变为绝缘性故障。目前，电缆绝缘检测方法主要包括局放检测（高频3-30MHz、超高频0.3-3GHz、超声20-200kHz）、红外检测和接地电流检测等。
然而，目前尚未有高压电缆典型缺陷下状态量检测系统，未开展各类状态检测技术手段对不同缺陷类型的检测差异性与有效性研究，不同负荷工况下温度、局放和接地环流电缆状态量变化规律也有待深入研究。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高压电缆典型缺陷下状态量检测系统，以提高高压电缆状态量分析能力和检测能力。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种高压电缆典型缺陷下状态量检测系统，包括升压系统、升流系统、电缆模型和检测系统，利用升压系统、升流系统和电缆模型模拟电缆运行工况；
所述的电缆模型包括主回路、中间接头试验回路和终端试验回路，所述的主回路为含完好中间接头的回路，中间接头试验回路为含缺陷中间接头的试验回路，终端试验回路为含缺陷户外终端的试验回路，两个试验回路分别独立试验或联合试验，主回路提供运行状态参考；
所述检测系统采用的检测方式包括局放检测、温度检测和接地环流检测，各检测方式可满足不同工况下状态量检测；
所述的局放检测包括高频、超高频和超声波局放检测，主回路和中间接头试验回路中的两个中间接头采用内置式和高频电流互感器法高频局放检测，三个回路的GIS终端采用超声波和超高频局放检测，三个回路的户外终端采用超声波局放检测，以完成不同缺陷下局放状态量检测和对比分析；
所述的温度检测包括内置式和分布式测温，主回路和中间接头试验回路中的两个中间接头采用内置式测温，三个回路的表面均布置测温光纤，实现分布式光纤测温；电缆导体采用内置光纤测温，即在电缆导体中内置测温光纤，在连接处引出测温光纤至测温系统进行测温，以完成不同缺陷下温度状态量检测和对比分析；
所述的接地环流检测采用智能接地箱式检测，三个回路的户外终端通过智能接地箱接地，实时监测护层接地环流，以完成不同缺陷下接地环流状态量检测和对比分析；
所述的升压系统和升流系统共同提供回路各运行工况所需电源，所述的升压系统通过GIS组合开关对三个回路进行升压。
通过本发明模拟试验，可评估各类状态检测技术手段对不同缺陷类型的检测差异性与有效性，可实现不同负荷工况下温度、局放和接地环流电缆状态量变化规律研究。
进一步地，所述的升压系统包括SF6气体绝缘试验变压器、调压器、补偿电抗器、滤波器和升压控制柜，380V电压通过滤波器至调压器，调压器并联补偿电抗器经保护装置至SF6气体绝缘试验变压器，通过控制调压器调节试验变压器输出电压，再通过GIS组合开关输出电缆模型试验所需电压。
进一步地，所述的升流系统包括调压器、穿心变压器、配电柜及电流电压控制柜，穿心变压器的电源线接至调压器，通过穿心变压器对任意两个回路组成的闭合回路进行升流。
进一步地，所述的主回路由电缆本体、电缆GIS终端、完好中间接头和完好户外终端组成。
进一步地，所述的中间接头试验回路由电缆本体、缺陷中间接头、电缆GIS终端和完好户外终端组成。
进一步地，所述的终端试验回路由电缆本体、电缆GIS终端和缺陷户外终端组成。
进一步地，主回路和中间接头试验回路户外终端通过铜排连接，构成一个闭合通流回路，升流系统通过穿心变压器对该闭合通流回路进行升流，升压系统通过GIS组合开关同时对三个回路进行升压。即可完成中间接头缺陷模型下实际运行工况状态量检测模拟试验，也可进行终端缺陷模型下电压工况状态量检测模拟试验。
本发明具有以下的有益效果：利用升压系统、升流系统和电缆模型模拟电缆运行工况，设计局放、温度、接地环流不同检测手段布置方式，检测系统的各检测方式可满足不同工况下状态量检测，提高了高压电缆状态量分析能力和检测能力；通过本发明模拟试验，可评估各类状态检测技术手段在不同缺陷类型下检测差异性与有效性，可实现不同负荷工况下局放、温度和接地环流电缆状态量变化规律研究。
附图说明
图1为本发明的布置图。
图2为本发明升压系统布置图。
图3为本发明升流系统布置图。
图4为本发明电缆模型及检测方式布置图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的本发明实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明高压电缆典型缺陷下状态量检测系统的布置图。
在本实施例中，高压电缆典型缺陷下状态量检测系统主要包括升压系统、升流系统、电缆模型和检测系统。利用升压系统、升流系统和电缆模型模拟电缆运行工况，所述检测系统采用的检测方式包括局放检测、温度检测和接地环流检测，各检测方式可满足不同工况下状态量检测。
所述的电缆模型由主回路、中间接头试验回路和终端试验回路组成，所述的主回路为含完好中间接头的回路，中间接头试验回路为含缺陷中间接头的试验回路，终端试验回路为含缺陷户外终端的试验回路。所述的主回路由电缆本体、电缆GIS终端、完好中间接头和完好户外终端组成。所述的中间接头试验回路由电缆本体、缺陷中间接头、电缆GIS终端和完好户外终端组成。所述的终端试验回路由电缆本体、电缆GIS终端和缺陷户外终端组成。
如图2所示，所述的升压系统由SF6气体绝缘试验变压器、调压器、补偿电抗器、滤波器和升压控制柜组成，380V电压通过滤波器至调压器，调压器并联补偿电抗器经保护装置至SF6气体绝缘试验变压器，通过控制调压器调节试验变压器输出电压，再通过GIS组合开关输出电缆模型试验所需电压，额定电压输出时系统局放量小于5pc，最高输出电压280kV，可满足110kV电缆中间接头、终端典型缺陷下运行及过电压试验需求。
如图3所示，所述的升流系统由调压器、穿心变压器、配电柜及电流电压控制柜组成，穿心变压器的电源线接至调压器，通过穿心变压器对任意两个回路组成的闭合回路进行升流。最高输出电流1500A，可满足110kV800mm2截面电缆中间接头、终端典型缺陷下运行及过电流试验需求。
主回路和中间接头试验回路户外终端通过铜排连接，构成一个闭合通流回路，升流系统通过穿心变压器对该闭合通流回路进行升流，升压系统通过GIS组合开关同时对三个回路进行升压。即可完成中间接头缺陷模型下实际运行工况状态量检测模拟试验，也可进行终端缺陷模型下电压工况状态量检测模拟试验。同理，任意两个回路可组成闭合通流回路，故既可独立试验又可联合试验。
如图4所示，局放检测包括高频、超高频和超声波局放检测。主回路和中间接头试验回路中的两个中间接头采用内置式和高频电流互感器法高频局放检测，三个回路的GIS终端采用超声波局放和超高频局放检测，三个回路的户外终端采用超声波局放检测，可完成不同缺陷下局放状态量检测和对比分析。
温度检测包括内置式和分布式测温，主回路和中间接头试验回路中的两个中间接头采用内置式测温。三个回路表面都布置测温光纤，实现分布式光纤测温。电缆导体采用内置光纤测温，即在电缆导体中内置测温光纤，在连接处引出测温光纤至测温系统进行测温，可完成不同缺陷下温度状态量检测和对比分析。
接地环流检测采用智能接地箱式检测，三个回路的户外终端通过智能接地箱接地，实时监测护层接地环流，可完成不同缺陷下接地环流状态量检测和对比分析。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种高压电缆典型缺陷下状态量检测系统，包括升压系统、升流系统、电缆模型和检测系统，利用升压系统、升流系统和电缆模型模拟电缆运行工况，其特征在于：
所述的电缆模型包括主回路、中间接头试验回路和终端试验回路，所述的主回路为含完好中间接头的回路，中间接头试验回路为含缺陷中间接头的试验回路，终端试验回路为含缺陷户外终端的试验回路，两个试验回路分别独立试验或联合试验，主回路提供运行状态参考；
所述检测系统采用的检测方式包括局放检测、温度检测和接地环流检测；
所述的局放检测包括高频、超高频和超声波局放检测，主回路和中间接头试验回路中的两个中间接头采用内置式和高频电流互感器法高频局放检测，三个回路的GIS终端采用超声波和超高频局放检测，三个回路的户外终端采用超声波局放检测，以完成不同缺陷下局放状态量检测和对比分析；
所述的温度检测包括内置式和分布式测温，主回路和中间接头试验回路中的两个中间接头采用内置式测温，三个回路的表面均布置测温光纤，实现分布式光纤测温；电缆导体采用内置光纤测温，即在电缆导体中内置测温光纤，在连接处引出测温光纤至测温系统进行测温，以完成不同缺陷下温度状态量检测和对比分析；
所述的接地环流检测采用智能接地箱式检测，三个回路的户外终端通过智能接地箱接地，实时监测护层接地环流，以完成不同缺陷下接地环流状态量检测和对比分析；
所述的升压系统和升流系统共同提供回路各运行工况所需电源，所述的升压系统通过GIS组合开关对三个回路进行升压。
2.根据权利要求1所述的高压电缆典型缺陷下状态量检测系统，其特征在于，所述的升压系统包括SF6气体绝缘试验变压器、调压器、补偿电抗器、滤波器和升压控制柜，380V电压通过滤波器至调压器，调压器并联补偿电抗器经保护装置至SF6气体绝缘试验变压器，通过控制调压器调节试验变压器输出电压，再通过GIS组合开关输出电缆模型试验所需电压。
3.根据权利要求1所述的高压电缆典型缺陷下状态量检测系统，其特征在于，所述的升流系统包括调压器、穿心变压器、配电柜及电流电压控制柜，穿心变压器的电源线接至调压器，通过穿心变压器对任意两个回路组成的闭合回路进行升流。
4.根据权利要求1所述的高压电缆典型缺陷下状态量检测系统，其特征在于，所述的主回路由电缆本体、电缆GIS终端、完好中间接头和完好户外终端组成。
5.根据权利要求1所述的高压电缆典型缺陷下状态量检测系统，其特征在于，所述的中间接头试验回路由电缆本体、缺陷中间接头、电缆GIS终端和完好户外终端组成。
6.根据权利要求1所述的高压电缆典型缺陷下状态量检测系统，其特征在于，所述的终端试验回路由电缆本体、电缆GIS终端和缺陷户外终端组成。
7.根据权利要求1所述的高压电缆典型缺陷下状态量检测系统，其特征在于，主回路和中间接头试验回路户外终端通过铜排连接，构成一个闭合通流回路，升流系统通过穿心变压器对该闭合通流回路进行升流，升压系统通过GIS组合开关同时对三个回路进行升压。
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