CN107817430A - 一种通过透明终端观察电缆局部放电缺陷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通过透明终端观察电缆局部放电缺陷的方法，涉及电缆检测技术领域。所述通过透明终端观察电缆局部放电缺陷的方法，在待测电缆的被测量端套装透明终端，再对被测电缆进行老化试验，通过透明终端可以观察到电缆绝缘内部的劣化情况，可以清楚的观察到电缆终端头内部缺陷的发展过程并且保证实时在线观测，从而推断出电缆内部的缺陷老化情况；通过将局部放电信号与电缆内部物理缺陷变化结合起来，更深入的了解局部放电与绝缘劣化之间的关系，提高了电缆绝缘状态评估的精度。
Description
技术领域
本发明属于，尤其涉及一种通过透明终端观察电缆局部放电缺陷的方法。
背景技术
近年来，随着电力电缆和电缆附件的广泛应用，作为电缆线路薄弱环节的电缆终端，时常发生绝缘击穿事故，引起了电力行业的高度重视。而局部放电既是引发绝缘劣化的主要原因，也是反映绝缘状态的重要参数。
对于电缆终端缺陷的检测方法有红外成像法、局部放电法和解剖终端头等，红外成像法是将电缆不同部位反射或辐射的红外能量的差异情况(分布状态)加以记录，并用一定方式转化为二维可见图像。局部放电法根据测量原理分为电气检测与非电气检测。非电气检测法主要有超声检测与光检测法。电气检测法可以根据以电流和电压为基础分为两类，以电流为基础的包括：电磁耦合法、超高频电感耦合法、方向耦合法，如：发明专利CN201310139169.0采用了电磁耦合技术；以电压为基础的包括：差分法、电容耦合法、暂态对地电压法。上述红外成像法和局部放电方法都无法直观的观察到电缆终端头内部缺陷的演变，对缺陷的演变过程、缺陷的形状等都无法直接观测到，而解剖电缆终端头虽然可以观察到内部缺陷但是无法进行在线观测，针对电缆终端局部放电发展模式与终端内绝缘劣化情况之间的关系并不清楚。
针对上述情况，本发明提供一种通过透明终端观察电缆局部放电缺陷的方法，在待测电缆的被测量端套装透明终端，再对被测电缆进行老化试验，通过透明终端可以观察到电缆绝缘内部的劣化情况，可以清楚的观察到电缆终端头内部缺陷的发展过程并且保证实时在线观测，从而推断出电缆内部的缺陷老化情况。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种通过透明终端观察电缆局部放电缺陷的方法。
本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种通过透明终端观察电缆局部放电缺陷的方法，包括以下几个步骤：
（1）在透明终端套装在待测电缆的被测量端：切除多余的绝缘层、半导电层以及铜屏蔽层，使待测电缆的铜屏蔽层、半导电层、绝缘层以及缆芯依次外露；在靠近绝缘层的半导电层切面处预留一突起，再将透明终端套装在外露的铜屏蔽层、半导电层和绝缘层上，缆芯外露，且突起延伸至透明终端的应力体外，透明终端的半透明硅橡胶体靠近外露的缆芯；
（2）将套装有透明终端的待测电缆接入电缆局部放电检测装置，对待测电缆进行老化试验；
（3）通过示波器采集电缆局部放电信号，同时通过透明终端观察电缆内部局部放电缺陷的物理变化情况，将局部放电信号数据与缺陷物理变化关联起来，对电缆的绝缘状态进行评估，实现电缆内部局部放电缺陷的在线观测。
进一步的，所述透明终端是由浇注而成的半透明硅橡胶体和应力体组成；所述应力体是由导电硅橡胶制成，可以均匀外半导电层截面电场。
进一步的，所述透明终端的长度为12.5cm，直径为5cm。
进一步的，所述外露的绝缘层长度为9cm，半导电层长度为2cm，铜屏蔽层长度为2cm。
进一步的，所述电缆局部放电检测装置包括调压器、试验变压器、保护电阻、电容分压器、HFCT传感器、示波器、用户终端以及套装有透明终端的待测电缆；所述调压器的输入端与外部电源连接，其控制端与所述试验变压器的一次侧连接，试验变压器二次侧的高压端通过保护电阻分别与电容分压器的一端、套装有透明终端的待测电缆缆芯连接，另一端接地；套装有透明终端的待测电缆的接地端与导线的一端连接，所述导线的另一端穿过HFCT传感器后接地；所述电容分压器的另一端接地；所述电容分压器的分压输出端和HFCT传感器分别与示波器连接，所述示波器与用户终端连接；
所述调压器，用于调节电压输出不同等级的电压；所述试验变压器，用于升高电压；所述保护电阻，用于防止击穿瞬间短路电流过大而损坏设备；所述电容分压器，用于实时测量电压并提供触发信号；所述HFCT传感器，用于采集局部放电信号；所述示波器，用于显示HFCT传感器采集到的局部放电信号；所述用户终端，用于分析采集的数据并储存。
进一步的，在所述待测电缆缆芯上设电缆端子，所述缆芯通过电缆端子与试验变压器二次侧的高压端连接。
进一步的，所述电容分压器的分压输出端通过同轴电缆与示波器连接。
与现有技术相比，本发明所提供的通过透明终端观察电缆局部放电缺陷的方法，在待测电缆的被测量端套装透明终端，再对被测电缆进行老化试验，通过透明终端可以观察到电缆绝缘内部的劣化情况，可以清楚的观察到电缆终端头内部缺陷的发展过程并且保证实时在线观测，从而推断出电缆内部的缺陷老化情况；通过将局部放电信号与电缆内部物理缺陷变化结合起来，更深入的了解局部放电与绝缘劣化之间的关系，提高了电缆绝缘状态评估的精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明套装有透明终端的待测电缆；
图2是本发明电缆局部放电检测装置的结构示意图；
图3是本发明未老化时电缆的局部放电参数谱图；
图4是本发明老化时电缆的局部放电参数谱图；
图5是本发明老化前后半导电层突起的物理缺陷；
其中：1-调压器，2-试验变压器，3-保护电阻，4-电容分压器，5- HFCT传感器，6-示波器，7-用户终端，8-待测电缆，9-应力体，10-半透明硅橡胶体，11-铜屏蔽层，12-半导电层，13-绝缘层，14-缆芯，15-突起，16-电缆端子。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的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作出创造性劳动的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。
本发明所提供的一种通过透明终端观察电缆局部放电缺陷的方法，包括以下几个步骤：
（1）在透明终端套装在待测电缆的被测量端：切除多余的绝缘层13、半导电层12以及铜屏蔽层11，使待测电缆8的铜屏蔽层11、半导电层12、绝缘层13以及缆芯14依次外露；在靠近绝缘层13的半导电层12切面处预留一突起15；透明终端套装在外露的铜屏蔽层11、半导电层12和绝缘层13上，缆芯14外露，且突起15延伸至透明终端的应力体9外，透明终端的半透明硅橡胶体10靠近外露的缆芯14，如图1所示；
（2）将套装有透明终端的待测电缆接入电缆局部放电检测装置，采用升压法对待测电缆进行老化试验；
（3）通过示波器6采集电缆局部放电信号，同时通过透明终端观察电缆内部局部放电缺陷的物理变化情况，将局部放电信号数据与缺陷物理变化关联起来，对电缆的绝缘状态进行评估，实现电缆内部局部放电缺陷的在线观测。
透明终端是由浇注而成的半透明硅橡胶体10和应力体9组成；应力体9是由导电硅橡胶制成，可以均匀外半导电层截面电场。
透明终端的长度为12.5cm，直径为5cm。
外露的绝缘层13长度为9cm，半导电层12长度为2cm，铜屏蔽层11长度为2cm。
如图2所示，电缆局部放电检测装置包括调压器1、试验变压器2、保护电阻3、电容分压器4、HFCT传感器5、示波器6、用户终端7以及待测电缆8；调压器1的输入端与外部电源连接，其控制端与试验变压器2的一次侧连接，试验变压器2二次侧的高压端通过保护电阻3分别与电容分压器4的一端、待测电缆8的缆芯14连接，另一端接地；待测电缆8的接地端与导线的一端连接连接，导线的另一端穿过HFCT传感器5后接地；电容分压器4的另一端接地；电容分压器4的分压输出端和HFCT传感器5分别与示波器6连接，示波器6与用户终端7连接。
在待测电缆缆芯14上设电缆端子16，缆芯14通过电缆端子16与试验变压器2二次侧的高压端连接。
电容分压器4的分压输出端通过同轴电缆与示波器6连接。
本发明的通过透明终端观察电缆局部放电缺陷的方法，先采用升压法进行老化试验，选择不同的实验电压和不同实验电压的持续施加时间，从最低电压开始加压，在一段时间内待测电缆8未被击穿，则抬升实验电压，直至绝缘击穿；每隔20个小时停止加压，再进行局部放电测试；通过示波器6采集局部放电信号，同时通过透明终端观察缺陷的物理变化情况，将局部放电信号数据与缺陷物理变化关联起来，对电缆的绝缘状态进行评估。
对未进行老化试验的电缆进行局部放电检测，局部放电参数谱图如图3所示，通过透明终端观察突起15的物理缺陷如图5（a）所示。在15kV下老化163小时，在16kV下老化170小时，在80小时前后进行局部放电检测，局部放电参数谱图如图4所示，通过透明终端可以明显观察到突起15的老化现象，如图5（b）所示。从宏观观察角度来看，通过透明终端可以看出半导体层突起15上方为安装透明终端时聚积的杂质，而突起15下方，老化80 h后有黑色固体物质生成，且部分与突起15连接。该物质可能为硅脂因局部放电烧蚀产生的碳化物。由于碳化物的存在，降低了气隙表面的电导率，空间电荷不易积累。因此平均放电量较老化前有所减小。不同的老化时间，电缆局部放电量不同，PRPD谱图也不同，在实际工程中，是无法通过普通终端头观察缺陷的老化这一物理过程，而通过本发明的透明终端可以将物理过程和局部放电联系起来，也就可以通过局部放电来推断出电缆内部的缺陷老化情况。
以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种通过透明终端观察电缆局部放电缺陷的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
（1）在透明终端套装在待测电缆的被测量端：切除多余的绝缘层、半导电层以及铜屏蔽层，使待测电缆的铜屏蔽层、半导电层、绝缘层以及缆芯依次外露；在靠近绝缘层的半导电层切面处预留一突起，再将透明终端套装在外露的铜屏蔽层、半导电层和绝缘层上，缆芯外露，且突起延伸至透明终端的应力体外，透明终端的半透明硅橡胶体靠近外露的缆芯；
（2）将套装有透明终端的待测电缆接入电缆局部放电检测装置，对待测电缆进行老化试验；
（3）通过示波器采集电缆局部放电信号，同时通过透明终端观察电缆内部局部放电缺陷的物理变化情况，将局部放电信号数据与缺陷物理变化关联起来，对电缆的绝缘状态进行评估，实现电缆内部局部放电缺陷的在线观测。
2.如权利要求1所述的通过透明终端观察电缆局部放电缺陷的方法，其特征在于，所述透明终端是由浇注而成的半透明硅橡胶体和应力体组成；所述应力体是由导电硅橡胶制成。
3.如权利要求1或2所述的通过透明终端观察电缆局部放电缺陷的方法，其特征在于，所述透明终端的长度为12.5cm，直径为5cm。
4.如权利要求1所述的通过透明终端观察电缆局部放电缺陷的方法，其特征在于，所述外露的绝缘层长度为9cm，半导电层长度为2cm，铜屏蔽层长度为2cm。
5.如权利要求1所述的通过透明终端观察电缆局部放电缺陷的方法，其特征在于，所述电缆局部放电检测装置包括调压器、试验变压器、保护电阻、电容分压器、HFCT传感器、示波器、用户终端以及套装有透明终端的待测电缆；所述调压器的输入端与外部电源连接，其控制端与所述试验变压器的一次侧连接，试验变压器二次侧的高压端通过保护电阻分别与电容分压器的一端、套装有透明终端的待测电缆缆芯连接，另一端接地；套装有透明终端的待测电缆的接地端与导线的一端连接，所述导线的另一端穿过HFCT传感器后接地；所述电容分压器的另一端接地；所述电容分压器的分压输出端和HFCT传感器分别与示波器连接，所述示波器与用户终端连接。
6.如权利要求5所述的通过透明终端观察电缆局部放电缺陷的方法，其特征在于，在所述待测电缆缆芯上设电缆端子，所述缆芯通过电缆端子与试验变压器二次侧的高压端连接。
7.如权利要求5所述的通过透明终端观察电缆局部放电缺陷的方法，其特征在于，所述电容分压器的分压输出端通过同轴电缆与示波器连接。
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