CN106370988A - 一种基于均衡法测量的高压电缆局部放电检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于均衡法测量的高压电缆局部放电检测装置，高压电缆包括A、B、C三相单芯电缆，且每相单芯电缆由各个分段构成，还包括作用于每一单芯电缆的高频电流互感器和屏蔽层接地线，每相单芯电缆的相邻分段的屏蔽层分别连接屏蔽层接地线，相邻分段的屏蔽层的屏蔽层接地线分别在高频电流互感器的一次侧磁芯上绕线，且相向绕线对接后与地连接，高频电流互感器的二次侧磁芯上缠绕有信号输出线。有益效果是基于高频电流互感器均衡法，测量高压电缆局部放电电流，能够有效抑制系统干扰电流，灵敏传感电缆内部的局部放电信号，定位电缆局部放电位置，并向远方的检测主机或就地检测装置发送报警信息。
Description
技术领域
本发明属于高压电缆局部放电检测单元领域，尤其是涉及一种基于高频电流互感器均衡法测量的高压电缆局部放电检测单元。
背景技术
在电缆投入运行后，由于绝缘老化变质、过热、机械损伤等，会使得电缆在运行中绝缘劣化。为了防止由于绝缘劣化造成电缆运行事故，需要对电缆的运行状态进行实时监测。但是现有的高压电缆局部放电的检测方法多为从电缆一端进行检测,或者是对电缆头及电缆附件的检测,这种检测方法灵敏低,无法进行绝缘缺陷定位。本发明首次提出在各个电缆分段的连接处加装经过特殊绕制的高频电流互感器，采用均衡法测量高压电缆局部放电电流，可以有效的消除三相电容电流形成的干扰信号，灵敏度高，可以定位绝缘缺陷到每个电缆段，不但可以实现在线检测，也可实现带电检测。
图1所示为典型的高压电缆铺设方式，高压电缆通常为A、B、C三相单芯电缆，含电缆芯线4、屏蔽层5、电缆接头6和电缆终端7。为了避免工频感应环流，电缆采用一端直接接地，另一端经过避雷器8接地。为了实现电缆屏蔽层5中A、B、C三相电容电流的平衡和抵消，减小屏蔽层5中的工频电流，在每个电缆接头6处进行屏蔽层5连接的三相换相。电缆屏蔽层5连接的基本要求可概括为：可靠接地；避免环流；三相电容电流抵消。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种基于均衡法测量的高压电缆局部放电检测装置，基于高频电流互感器均衡法，测量高压电缆局部放电电流，能够有效抑制系统干扰，灵敏传感电缆内部的局部放电信号，定位局部放电位置，并向远方的检测主机或就地检测装置发送报警信息。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于均衡法测量的高压电缆局部放电检测装置，高压电缆包括A、B、C三相单芯电缆，且每相单芯电缆由各个分段构成，还包括高频电流互感器和屏蔽层接地线，电缆相邻分段的屏蔽层分别连接所述屏蔽层接地线，相邻分段的所述屏蔽层接地线分别在所述高频电流互感器的一次侧磁芯上绕线，绕线方向相反，且对接后与地连接，所述高频电流互感器的二次侧磁芯上缠绕有信号输出线。
进一步的，所述高频电流互感器包括A相高频电流互感器、B相高频电流互感器和C相高频电流互感器；所述A相高频电流互感器的一次侧磁芯上缠绕有A相相邻分段屏蔽层的所述屏蔽层接地线；所述B相高频电流互感器的一次侧磁芯上缠绕有B相相邻分段屏蔽层的所述屏蔽层接地线；所述C相高频电流互感器的一次侧磁芯上缠绕有C相相邻分段屏蔽层的所述屏蔽层接地线；还包括局部放电检测单元，所述A相高频电流互感器、所述B相高频电流互感器和所述C相高频电流互感器的二次侧磁芯分别通过信号输出线接入所述局部放电检测单元。
进一步的，所述局部放电检测单元内设置有3G模块，所述3G模块通过3G天线无线连接远程主机。
进一步的，所述局部放电检测单元连接有光纤，所述光纤还与远程主机连接。
进一步的，所述局部放电检测单元上设置有存储卡接口和USB接口。
进一步的，还包括电缆取电互感器，所述电缆取电互感器供电连接所述A相高频电流互感器、所述B相高频电流互感器、所述C相高频电流互感器和所述局部放电检测单元。
相对于现有技术，本发明所述的基于均衡法测量的高压电缆局部放电检测装置具有以下优势：
本发明基于高频电流互感器均衡法，测量高压电缆局部放电电流，通过将每相单芯电缆的相邻分段的屏蔽层分别连接屏蔽层接地线，再将相邻分段的所述屏蔽层接地线分别在所述高频电流互感器的一次侧磁芯上绕线，绕线方向相反，且对接后与地连接，即是通过屏蔽层实现局部放电信号的传感，高频电流互感器的二次侧磁芯上缠绕有信号输出线，输出局部放电信号，而且能够满足可靠接地、避免环流和三相电容电流抵消的基本要求。
当电缆中存在干扰时，干扰信号经过单芯电缆的分段的电容，耦合到电缆屏蔽层，并在屏蔽层接地线中产生干扰电流。因为各个单芯电缆的分段的结构相同，长度接近，所以各个分段的屏蔽层接地线中的干扰电流幅值接近，方向相同，由此在磁芯中产生的磁通接近抵消，在高频电流互感器的二次侧磁芯上不产生信号输出。
当一个单相电缆分段中存在局部放电时，此分段中局部放电脉冲电流以另一分段为回路，两个分段中的局放电流幅值接近、方向相反，由此在高频电流互感器的一次侧磁芯上产生的磁通相互加强，在高频电流互感器的二次侧磁芯上产生信号输出。
而且本发明还能够将高频电流互感器的二次侧磁芯上信号，通过局部放电检测单元进行采集电流的显示，如果没有检测到电流或检测到的电流小于整定的阀值，说明高压电缆中没有局放发生；如果二次侧有电流，检测到的电流大于整定的阀值，说明高压电缆中有局放发生，通过电流的方向判断局放是发生在电缆一段或电缆二段，能够进行较为细致和准确的局部放电测量、分析和定位。
还能够通过设置在局部放电检测单元上的3G模块，将输出信号无线传输到远程主机；或者通过连接在局部放电检测单元连接有的光纤，通过光纤信号将局部放电信息传输到远程主机，完成数据远程传输。3G模块与光纤通讯是互斥的,当有光纤通讯时,不需要3G模块,当没有光纤通讯时,使用3G模块进行数据传输到远方主机。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为三相高压电缆典型屏蔽层的连接方式示意图；
图2为本发明实施例的连接结构示意图；
图3为本发明带电检测工作模式的结构示意图；
图4为本发明在线检测工作模式的结构示意图。
附图标记说明：
1-A相单芯电缆；2-B相单芯电缆；3-C相单芯电缆；4-电缆芯线；5-屏蔽层；6-电缆接头；7-电缆终端；8-避雷器；9-高频电流互感器；91-一次侧磁芯；92-二次侧磁芯；10-屏蔽层接地线；11-信号输出线；12-A相高频电流互感器；13-B相高频电流互感器；14-C相高频电流互感器；15-局部放电检测单元；16-3G模块；17-3G天线；18-光纤；19-存储卡接口；20-USB接口；21-电缆取电互感器。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图2所示，一种基于均衡法测量的高压电缆局部放电检测装置，高压电缆包括A相单芯电缆1、B相单芯电缆2和C相单芯电缆3，且每相单芯电缆由各个分段构成，还包括作用于每一单芯电缆的高频电流互感器9和屏蔽层接地线10，每相单芯电缆的相邻分段的屏蔽层分别连接所述屏蔽层接地线10，相邻分段的所述屏蔽层接地线10分别在所述高频电流互感器9的一次侧磁芯91上绕线，绕线方向相反，且对接后与地连接，所述高频电流互感器9的二次侧磁芯92上缠绕有信号输出线11。
如图3所示，所述高频电流互感器10包括A相高频电流互感器12、B相高频电流互感器13和C相高频电流互感器14；所述A相高频电流互感器12的一次侧磁芯91上缠绕有A相相邻分段屏蔽层的所述屏蔽层接地线10；所述B相高频电流互感器13的一次侧磁芯91上缠绕有B相相邻分段屏蔽层的所述屏蔽层接地线10；所述C相高频电流互感器14的一次侧磁芯91上缠绕有C相相邻分段屏蔽层的所述屏蔽层接地线10；还包括局部放电检测单元15，所述A相高频电流互感器12、所述B相高频电流互感器13和所述C相高频电流互感器14的二次侧磁芯92分别通过信号输出线11接入所述局部放电检测单元15。
如图4所示，所述局部放电检测单元15内设置有3G模块16，所述3G模块16通过3G天线17无线连接远程主机。
如图4所示，所述局部放电检测单元15连接有光纤18，所述光纤18还与远程主机连接。
如图4所示，所述局部放电检测单元15上设置有存储卡接口19和USB接口20。
如图4所示，还包括电缆取电互感器21，所述电缆取电互感器21供电连接所述A相高频电流互感器12、所述B相高频电流互感器13、所述C相高频电流互感器14和所述局部放电检测单元15。
本实例的工作过程：如图2所示，本发明基于高频电流互感器均衡法，测量高压电缆局部放电电流，通过将每相单芯电缆的相邻分段的屏蔽层5分别连接屏蔽层接地线10，再将相邻分段的屏蔽层5的屏蔽层接地线10分别在高频电流互感器9的一次侧磁芯91上绕线，且相向绕线对接后与地连接，即是通过屏蔽层5实现局部放电信号的传感，高频电流互感器9的二次侧磁芯92上缠绕有信号输出线11，输出局部放电信号，当电缆中存在干扰时，干扰信号经过单芯电缆的分段的电容，耦合到电缆屏蔽层5，并在屏蔽层接地线10中产生干扰电流。因为各个单芯电缆的分段的结构相同，长度接近，所以各个分段的屏蔽层接地线10中的干扰电流幅值接近，方向相同，由此在电缆芯线4中产生的磁通接近抵消，在高频电流互感器9的二次侧磁芯92上不产生信号输出。当一个单相电缆分段中存在局部放电时，此分段中局部放电脉冲电流以另一分段为回路，两个分段中的局放电流幅值接近、方向相反，由此在高频电流互感器9的一次侧磁芯91上产生的磁通相互加强，在高频电流互感器9的二次侧磁芯92上产生信号输出。
如图3所示，为带电检测的工作模式：将高频电流互感器9的二次侧磁芯92上信号，通过局部放电检测单元15进行采集电流的显示，如果没有检测到电流或检测到的电流小于整定的阀值，说明高压电缆中没有局放发生；如果二次侧有电流，检测到的电流大于整定的阀值，说明高压电缆中有局放发生，通过电流的方向判断局放是发生在电缆一段或电缆二段，进行较为细致和准确的局部放电测量、分析和定位。
如图4所示，为在线检测工作模式：通过设置在局部放电检测单元15上的3G模块16，将输出信号无线传输到远程主机；或者通过连接在局部放电检测单元15连接有的光纤18，通过光纤信号将局部放电信息传输到远程主机，完成数据远程传输。3G模块16与光纤18是互斥的,当有光纤18时,不需要3G模块16,当没有光纤18时,使用3G模块16进行数据传输到远方主机。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于均衡法测量的高压电缆局部放电检测装置，高压电缆包括A、B、C三相单芯电缆，且每相单芯电缆由各个分段构成，其特征在于：还包括作高频电流互感器和屏蔽层接地线，电缆相邻分段的屏蔽层分别连接所述屏蔽层接地线，相邻分段的所述屏蔽层接地线分别在所述高频电流互感器的一次侧磁芯上绕线，绕线方向相反，且对接后与地连接，所述高频电流互感器的二次侧磁芯上缠绕有信号输出线。
2.根据权利要求1所述的基于均衡法测量的高压电缆局部放电检测装置，其特征在于：所述高频电流互感器包括A相高频电流互感器、B相高频电流互感器和C相高频电流互感器；所述A相高频电流互感器的一次侧磁芯上缠绕有A相相邻分段屏蔽层的所述屏蔽层接地线；所述B相高频电流互感器的一次侧磁芯上缠绕有B相相邻分段屏蔽层的所述屏蔽层接地线；所述C相高频电流互感器的一次侧磁芯上缠绕有C相相邻分段屏蔽层的所述屏蔽层接地线；还包括局部放电检测单元，所述A相高频电流互感器、所述B相高频电流互感器和所述C相高频电流互感器的二次侧磁芯分别通过信号输出线接入所述局部放电检测单元。
3.根据权利要求2所述的基于均衡法测量的高压电缆局部放电检测装置，其特征在于：所述局部放电检测单元内设置有3G模块，所述3G模块通过3G天线无线连接远程主机。
4.根据权利要求2所述的基于均衡法测量的高压电缆局部放电检测装置，其特征在于：所述局部放电检测单元连接有光纤，所述光纤还与远程主机连接。
5.根据权利要求2所述的基于均衡法测量的高压电缆局部放电检测装置，其特征在于：所述局部放电检测单元上设置有存储卡接口和USB接口。
6.根据权利要求2所述的基于均衡法测量的高压电缆局部放电检测装置，其特征在于：还包括电缆取电互感器，所述电缆取电互感器供电连接所述A相高频电流互感器、所述B相高频电流互感器、所述C相高频电流互感器和所述局部放电检测单元。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| AD01 | Patent right deemed abandoned | ||
| AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20240315 |