CN106771896A - 海底电力电缆过电压及其保护试验的验证系统和验证方法 - Google Patents
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Abstract
海底电力电缆过电压及其保护试验的验证系统和验证方法；涉及一种验证系统和验证方法。现有海底电力电缆过电压试验仅为了产品检测、预鉴定及交接试验中，且完全按照试验标准和规程，尚无针对电力系统中海底电力电缆过电压及其保护特性的研究和试验验证系统。本发明包括用于连接海底电力电缆的水终端、直接与水终端相连的用于产生冲击电压的冲击电压试验装置、与水终端相连的测量系统及用于与水终端相连的避雷器；所述的测量系统包括分压器。本技术方案接线简单，所需设备材料较少，试验验证效果显著。
Description
技术领域
本发明涉及海底电力电缆过电压及其保护领域，尤其指海底电力电缆过电压及其保护试验的验证系统。
背景技术
海底电缆是海岛电网及海上风电场并网的重要输电通道。海底电缆的距离要长于陆地电缆，导致海底电缆的等效电容大于陆地电缆，故障后暂态过程中的过电压可能会更大。高电压、大截面、长距离的海底电缆，与传统的架空线路在运维方面有很大不同，尤其是在过电压方面，一旦海底高压电缆发生故障而停运，就会造成巨大的经济损失，为此，对其进行过电压研究就显得非常有必要。
目前，大长度高电压等级的海底电力电缆过电压问题尚无系统地研究，仅依靠海底电力电缆本身产品质量。现有电缆过电压分析及试验都是基于产品质量检验与检测，很少涉及在电力系统中的影响。同时，尚无海底电力电缆各种类型过电压的仿真与试验验证资料。实际运行中海底电力电缆种类繁多、结构类型复杂，仿真模型较简化，且仿真结果无对应验证系统；现有海底电力电缆过电压试验仅为了产品检测、预鉴定及交接试验中，且完全按照试验标准和规程，尚无针对电力系统中海底电力电缆过电压及其保护特性的研究和试验验证系统。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供海底电力电缆过电压及其保护试验的验证系统和验证方法，以达到方便准确验证的目的。为此，本发明采取以下技术方案。
海底电力电缆过电压及其保护试验的验证系统，其特征在于：包括用于连接海底电力电缆的水终端、直接与水终端相连的用于产生冲击电压的冲击电压试验装置、与水终端相连的测量系统及用于与水终端相连的避雷器；所述的测量系统包括分压器；试验时，海底电力电缆试样两端经过处理后导体接入水终端，两端的铅包、铠装均接地；冲击电压试验装置与海底电力电缆导体、分压器相连；冲击电压试验装置制造各类过电压波形；分压器读取海底电力电缆两端过电压波形，以验证实际试验中海底电力电缆过电压特性；在海底电力电缆首端、尾端或两端连接入避雷器，验证各种避雷器接线方式下对海底电力电缆过电压的保护效果。对电缆施加工频电压时，屏蔽层和绝缘层分界附近不仅有径向电场分量，而且还有轴向分量，在半导电边缘处的电场强度最高，因此采用电缆终端改善此处电场分布，否则在较低的电压下半导电层剥切处将出现闪络或击穿；水终端作为一种优良的试验终端广泛用于各种电压等 级和导体截面电缆的电压试验，水终端可以改善电场分布。本技术方案接线简单，所需设备材料较少，试验验证效果显著。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。
冲击电压试验装置引线先接海底电力电缆导体、后接分压器，以抑制引线电感影响。
所述的海底电力电缆的两端均设有分压器，所述的冲击电压试验装置设于海底电力电缆的一端。两端均设有分压器，可以提高验证准确性。
海底电力电缆过电压及其保护试验的验证方法，包括以下步骤：
1)海底电力电缆试样两端经过处理后导体接入水终端，两端的铅包、铠装均接地；
2)冲击电压试验装置引线先接海底电力电缆导体、后接分压器，以抑制海底电力电缆导体与分压器之间引线的电感影响；
3)利用冲击电压试验装置制造各类过电压波形；
4)利用测量系统读取海底电力电缆两端过电压波形，验证实际试验中海底电力电缆过电压特性；
5)在海底电力电缆首端、末端或两端并联连接入避雷器，并重复3）、4）步骤，验证各种避雷器接线方式下对海底电力电缆过电压的保护效果。
冲击电压试验装置制造各类过电压波形，其中各类过电压波形来源于事先软件仿真或者指定波形。
有益效果：与现有技术背景相比，本技术方案搭建了一个海底电力电缆试验验证平台，可根据要求发出各类幅值、波形的操作过电压和雷电过电压，验证海底电力电缆的过电压特性以及各种避雷器接线方式下对海底电力电缆过电压的保护效果。本技术方案所需设备较少，接线简单，可复制产生各种类型操作过电压和雷电过电压，对海底电力电缆过电压波形及避雷器保护效果的验证范围广泛、验证效果显著。
附图说明
图1是本发明结构原理图。
图中：1- 海底电力电缆 ；2-水终端；3-冲击电压试验装置；4-避雷器；5-分压器。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
如图1所示，本发明包括用于连接海底电力电缆1的水终端2、直接与水终端2相连的用于产生冲击电压的冲击电压试验装置3、与水终端2相连的测量系统及用于与水终端2相连的避雷器4；所述的测量系统包括分压器5；试验时，海底电力电缆1试样两端经过处理后导体接入水终端2，两端的铅包、铠装均接地；冲击电压试验装置3与海底电力电缆1导体、分压器5相连；冲击电压试验装置3制造各类过电压波形；分压器5读取海底电力电缆1两端过电压波形，以验证实际试验中海底电力电缆1过电压特性；在海底电力电缆1首端、尾端或两端连接入避雷器4，验证各种避雷器4接线方式下对海底电力电缆1过电压的保护效果。水终端2用于改善电场分布。
为抑制引线电感影响，冲击电压试验装置3引线先接海底电力电缆1导体、后接分压器5。
为提高验证准确性。所述的海底电力电缆1的两端均设有分压器5，所述的冲击电压试验装置3设于海底电力电缆1的一端。
海底电力电缆过电压及其保护试验的验证方法，包括以下步骤：
1)海底电力电缆1试样两端经过处理后导体接入水终端2，两端的铅包、铠装均接地；
2)冲击电压试验装置3引线先接海底电力电缆1导体、后接分压器5，以抑制海底电力电缆1导体与分压器5之间引线的电感影响；
3)利用冲击电压试验装置3制造各类过电压波形；
4)利用测量系统读取海底电力电缆1两端过电压波形，验证实际试验中海底电力电缆1过电压特性；
5)在海底电力电缆1首端、末端或两端并联连接入避雷器4，并重复3）、4）步骤，验证各种避雷器4接线方式下对海底电力电缆1过电压的保护效果。
冲击电压试验装置3制造各类过电压波形，其中各类过电压波形来源于事先软件仿真或者指定波形。
以上图1所示的海底电力电缆过电压及其保护试验的验证系统和验证方法是本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。
Claims (5)
1.海底电力电缆过电压及其保护试验的验证系统，其特征在于：包括用于连接海底电力电缆（1）的水终端（2）、直接与水终端（2）相连的用于产生冲击电压的冲击电压试验装置（3）、与水终端（2）相连的测量系统及用于与水终端（2）相连的避雷器（4）；所述的测量系统包括分压器（5）；试验时，海底电力电缆（1）试样两端经过处理后导体接入水终端（2），两端的铅包、铠装均接地；冲击电压试验装置（3）与海底电力电缆（1）导体、分压器（5）相连；冲击电压试验装置（3）制造各类过电压波形；分压器（5）读取海底电力电缆（1）两端过电压波形，以验证实际试验中海底电力电缆（1）过电压特性；在海底电力电缆（1）首端、尾端或两端连接入避雷器（4），验证各种避雷器（4）接线方式下对海底电力电缆（1）过电压的保护效果。
2.根据权利要求1所述的海底电力电缆过电压及其保护试验的验证系统，其特征在于：冲击电压试验装置（3）引线先接海底电力电缆（1）导体、后接分压器（5），以抑制引线电感影响。
3.根据权利要求1所述的海底电力电缆过电压及其保护试验的验证系统，其特征在于：所述的海底电力电缆（1）的两端均设有分压器（5），所述的冲击电压试验装置（3）设于海底电力电缆（1）的一端。
4.根据权利要求1所述的海底电力电缆过电压及其保护试验的验证方法，其特征在于包括以下步骤：
1) 海底电力电缆（1）试样两端经过处理后导体接入水终端（2），两端的铅包、铠装均接地；
2)冲击电压试验装置（3）引线先接海底电力电缆（1）导体、后接分压器（5），以抑制海底电力电缆（1）导体与分压器（5）之间引线的电感影响；
3)利用冲击电压试验装置（3）制造各类过电压波形；
4)利用测量系统读取海底电力电缆（1）两端过电压波形，验证实际试验中海底电力电缆（1）过电压特性；
5)在海底电力电缆（1）首端、末端或两端并联连接入避雷器（4），并重复3）、4）步骤，验证各种避雷器（4）接线方式下对海底电力电缆（1）过电压的保护效果。
5.根据权利要求4所述的海底电力电缆过电压及其保护试验的验证方法，其特征在于：冲击电压试验装置（3）制造各类过电压波形，其中各类过电压波形来源于事先软件仿真或者指定波形。
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