CN106501685A - 用于35kV及以下直流电缆绝缘振荡波试验装置及其方法 - Google Patents

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孟峥峥
朱明正
李旭
周凤争
赵聪
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G01R31/1263—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation
    • G01R31/1272—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation of cable, line or wire insulation, e.g. using partial discharge measurements

Abstract

本发明涉及一种用于35kV及以下直流电缆绝缘振荡波试验装置及其方法，其技术特点是：该装置包括直流高压电源、四个高压电子开关、电容器、放电电阻和电抗器；直流高压电源的正极通过高压电子开关K1与电容器、高压电子开关K2和高压电子开关K3的一端相连接，高压电子开关K2的另一端与放电电阻的一端相连接，高压电子开关K3的另一端与高压电子开关K4、电抗器的一端相连接，该电抗器的另一端连接被试电缆。本发明能够对直流电缆进行快速充电，有效地对直流电缆绝缘水平进行评价，不但可以避免试验过程中对电缆绝缘造成破坏，也可以弥补现有相关技术规范的空缺；具有结构简单、成本经济、操作方便等特点。

Description

用于35kV及以下直流电缆绝缘振荡波试验装置及其方法
技术领域
本发明属于振荡波试验技术领域，尤其是一种用于35kV及以下直流电缆绝缘振荡波试验装置及其方法。
背景技术
振荡波电压试验最先应用于评价交流交联聚乙烯电缆绝缘状态，该方法主要原理是使电缆具有一定电压，并通过电子开关的动作，形成一个由电缆、电感以及线路电阻构成的弱阻尼回路，从而在电缆上产生一个衰减振荡波，在这个过程中，对电缆的局部放电进行监测。目前根据电源种类，振荡波检测装置大致分为两种，一种为AC-OWTS，一种为DC-OWTS。其中，AC-OWTS采用交流变频串联谐振对电力电缆充电，这种方法所需电源容量大，变频装置成本昂贵；DC-OWTS使用直流高压电源对电缆进行长达几分钟的充电，然后产生振荡波，与交流电压等效性好、作用时间短、轻便灵活。已有研究表明，振荡波电压与交流电压的绝缘等效性较好，并且作用时间短，不会在电缆中引发新的缺陷。因此应用振荡波电压进行电缆投运或维修后的试验是较为理想的试验方法。考虑到试验装置成本问题，振荡波电压法常用于35kV及以下电压等级电缆绝缘状态的评价。
目前，直流电缆在电网输变电线路建设中的应用逐渐增多，国家电线电缆质量监督检验中心也出台了TICW7.1-2012《额定电压500kV及以下直流输电用挤包绝缘电力电缆系统技术规范》，规定了直流电缆相关的试验方法和要求，但是未提及振荡波试验，缺乏对如何评价35kV及以下直流电缆绝缘水平的有效指导。同时，传统DC-OWTS采用直流高压电源对电力电缆充电时间较长，达到数分钟，可能导致电缆绝缘加速老化。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于35kV及以下直流电缆绝缘振荡波试验装置及其方法,解决了试验过程中对电缆绝缘造成破坏的问题。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种用于35kV及以下直流电缆绝缘振荡波试验装置，其特征在于：包括直流高压电源、高压电子开关K1、电容器、高压电子开关K2、放电电阻、高压电子开关K3、电抗器、被试电缆和高压电子开关K4；所述直流高压电源的正极通过高压电子开关K1与电容器的一端、高压电子开关K2的一端和高压电子开关K3的一端相连接，所述高压电子开关K2的另一端与放电电阻的一端相连接，所述高压电子开关K3的另一端与高压电子开关K4的一端、电抗器的一端相连接，该电抗器的另一端连接被试电缆，所述电容器的另一端、放电电阻的另一端、高压电子开关K4的另一端、被试电缆的另一端共同连接到直流高压电源的负极。
一种用于35kV及以下直流电缆绝缘振荡波试验装置的试验方法包括以下步骤：
步骤1、闭合高压电子开关K1，通过一个小容量的直流高压电源对电容器进行充电；
步骤2、当电容器电压达到一定幅值后，断开高压电子开关K1；
步骤3、闭合高压电子开关K3，电容器通过电抗器对被试电缆进行充电，被试电缆上的电压将在数毫秒达到设定值；
步骤4、断开高压电子开关K3，闭合高压电子开关K4，被试电缆和电抗器形成一个阻尼振荡回路，在电缆上形成振荡波；
步骤5、通过局部放电检测单元对电缆局放信号进行采集；
步骤6、断开高压电子开关K4，闭合高压电子开关K2，使得电容器3通过电阻进行放电。
本发明的优点和积极效果是：
本发明设计合理，能够对直流电缆进行快速充电，能够有效地对直流电缆绝缘水平进行评价，不但可以避免试验过程中对电缆绝缘造成破坏，也可以弥补现有相关技术规范的空缺；具有结构简单、成本经济、操作方便等特点。
附图说明
图1是本发明的电路图；
其中：①－直流高压电源；②-高压电子开关K1；③－电容器；④-高压电子开关K2；⑤－放电电阻；⑥-高压电子开关K3；⑦－电抗器；⑧－被试电缆；⑨-高压电子开关K4。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：
一种用于35kV及以下直流电缆绝缘振荡波试验装置，如图1所示，包括直流高压电源①、高压电子开关K1②、电容器③、高压电子开关K2④、放电电阻⑤、高压电子开关K3⑥、电抗器⑦、被试电缆⑧和高压电子开关K4⑨；所述直流高压电源的正极通过高压电子开关K1连接电容器的一端、高压电子开关K2的一端和高压电子开关K3的一端，高压电子开关K2的另一端与放电电阻的一端相连接，高压电子开关K3的另一端与高压电子开关K4的一端、电抗器的一端相连接，该电抗器的另一端连接被试电缆，所述电容器的另一端、放电电阻的另一端、高压电子开关K4的另一端、被试电缆的另一端共同连接到直流高压电源的负极。
利用上述检测装置可以对直流电缆的进行速充电，同时利用高压电子开关控制装置的工作状态，形成振荡波，从而用于直流电缆绝缘的振荡波试验功能。
基于上述直流电缆绝缘振荡波试验装置的试验方法包括以下步骤：
步骤1、闭合高压电子开关K1②，通过一个小容量的直流高压电源①对电容器③进行充电。
四个高压电子开关初始状态均为断开，在本步骤中，闭合高压电子开关K1②。
步骤2、当电容器③电压达到一定幅值后，断开高压电子开关K1②。
步骤3、闭合高压电子开关K3⑥，电容器③通过电抗器⑦对被试电缆⑧进行充电，被试电缆上的电压将在数毫秒达到设定值。
步骤4、断开高压电子开关K3⑥，闭合高压电子开关K4⑨，被试电缆⑧和电抗器⑦形成一个阻尼振荡回路，在电缆上形成振荡波。
步骤5、通过局部放电检测单元对电缆局放信号进行采集。
步骤6、断开高压电子开关K4⑨，闭合高压电子开关K2④，使得电容器③通过电阻⑤进行放电。
通过以上步骤即可实现35kV及以下直流电缆绝缘振荡波试验功能。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (2)

1.一种用于35kV及以下直流电缆绝缘振荡波试验装置，其特征在于：包括直流高压电源、高压电子开关K1、电容器、高压电子开关K2、放电电阻、高压电子开关K3、电抗器、被试电缆和高压电子开关K4；所述直流高压电源的正极通过高压电子开关K1与电容器的一端、高压电子开关K2的一端和高压电子开关K3的一端相连接，所述高压电子开关K2的另一端与放电电阻的一端相连接，所述高压电子开关K3的另一端与高压电子开关K4的一端、电抗器的一端相连接，该电抗器的另一端连接被试电缆，所述电容器的另一端、放电电阻的另一端、高压电子开关K4的另一端、被试电缆的另一端共同连接到直流高压电源的负极。
2.一种如权利要求1所述的用于35kV及以下直流电缆绝缘振荡波试验装置的试验方法，其包括以下步骤：
步骤1、闭合高压电子开关K1，通过一个小容量的直流高压电源对电容器进行充电；
步骤2、当电容器电压达到一定幅值后，断开高压电子开关K1；
步骤3、闭合高压电子开关K3，电容器通过电抗器对被试电缆进行充电，被试电缆上的电压将在数毫秒达到设定值；
步骤4、断开高压电子开关K3，闭合高压电子开关K4，被试电缆和电抗器形成一个阻尼振荡回路，在电缆上形成振荡波；
步骤5、通过局部放电检测单元对电缆局放信号进行采集；
步骤6、断开高压电子开关K4，闭合高压电子开关K2，使得电容器通过电阻进行放电。
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