CN108362984A

CN108362984A - 中压交联聚乙烯电缆绝缘高精度正负直阻比值测量仪

Info

Publication number: CN108362984A
Application number: CN201810382849.8A
Authority: CN
Inventors: 徐爱花; 吴学福; 刘亮
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-04-26
Filing date: 2018-04-26
Publication date: 2018-08-03

Abstract

本发明涉及一种中压交联聚乙烯电缆绝缘高精度正负直阻比值测量仪，外部交流电源一路由高压变压器、极性输出开关、高压储能器、I/V变换器、高电压输出端口依次连接，该I/V变换器、高电压输出端口还与共模放大电路相连接，该共模放大电路还与电流采集模块相连接；另一路通过充放电控制模块、蓄电池依次连接，主控模块实现正极和负极直流电压下多点直流电阻值的自动测量直流电阻取值、平均值计算及正负电压下电阻比值计算功能并通过显示屏将计量结果显示出来。本发明实现了现场电缆的直阻比值精确自动测量功能，其兆欧级直流电阻测量精度可以达到1％级精度，对准确评估电缆运行寿命、提升电缆供电可靠性、降低运行及维护成本有着重要意义。

Description

中压交联聚乙烯电缆绝缘高精度正负直阻比值测量仪

技术领域

本发明属于交联聚乙烯电缆技术领域，尤其是一种中压交联聚乙烯电缆绝缘高精度正负直阻比值测量仪。

背景技术

交联聚乙烯电缆是利用化学方法或物理方法，使电缆绝缘聚乙烯分子由线性分子结构转变为主体网状分子结构，即热塑性的聚乙烯转变为热固性的交联聚乙烯，从而大大提高它的耐热性和机械性能，使其受热在125℃以下时不发生熔化，并保持了优良的电气性能。其中，中压交联聚乙烯电缆可广泛适用于配电网、工业装置或其他需要大容量用电领域，用于固定敷设在交流50Hz、额定电压6kV～35kV的电力输配电线路上。

交联聚乙烯电缆在电缆生产制造以及实施过程中会在其绝缘层上产生一些微观缺陷和微水，从而绝缘在电场和微水的作用下引发降解形成微孔的老化问题，绝缘材料中因微水而导致的微孔劣化区域形若树枝状，故被称之为水树枝老化。水树枝沿电场方向不断地延伸并形成多分叉水树区，可能会诱发交联聚乙烯电缆绝缘层的击穿，从而导致电力事故。沿电场方向不断地延伸的水树枝微观缺陷，导致在正负电场作用下所滞留的正负电荷数量不同，缺陷越严重差异越大，在对电缆绝缘宏观测量值中表现为直阻增大和正负电压下的直阻比值增大，通过测量交联聚乙烯电缆绝缘的直阻绝对值变化和正负电压下的相对比值变化，可以发现交联聚乙烯电缆绝缘层的老化性能并将预先防止被击穿，这样可以避免电力故障的发生。目前，已有采用直流分量法对交联聚乙烯电缆绝缘性能进行判断，但是，该方法测得的电流或超低频些流电流极其微弱，不仅受现场检测环境的各种实际干扰因素较大，而且连接电缆的中间接头和终端接头的直阻状态都在很大程度上影响测量电缆线路直阻的大小，只通过测量电缆线路的直阻，或测量某一电压值下的直阻，都不能真实反映出交联聚乙烯电缆的绝缘老化性能，连续多点比对正负电压下直阻比值，才能真实获得电缆老化情况。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、测量精度高且使用方便的中压交联聚乙烯电缆绝缘高精度正负直阻比值测量仪。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种中压交联聚乙烯电缆绝缘高精度正负直阻比值测量仪，包括主控模块、电源开关、高压变压器、极性输出开关、高压储能器、I/V变换器、共模放大电路、充放电控制模块、蓄电池、电流采集模块、电压采集模块、分压器、高电压输出端口、显示屏以及功能按键；所述电源开关接入交流电源后分为两路，一路由高压变压器、极性输出开关、高压储能器、I/V变换器、高电压输出端口依次连接在一起，高电压输出端口通过分压器与电压采集模块相连接，该I/V变换器、高电压输出端口还与共模放大电路相连接，该共模放大电路还与电流采集模块相连接；另一路通过充放电控制模块、蓄电池依次连接在一起，该蓄电池与共模放大电路、电流采集模块、电压采集模块相连接；所述主控模块与显示屏、功能按键、电压选择开关、极性输出开关、高压储能器、量程开关、共模放大电路、电流采集模块、电压采集模块相连接，主控模块通过电流采集模块、电压采集模块采集相应的直流泄漏电流和电压，实现正极和负极直流电压下多点直流电阻值的自动测量直流电阻取值、平均值计算及正负电压下电阻比值计算功能并通过显示屏将计量结果显示出来。

在电源开关与高压变压器之间还设有电压选择开关，主控模块与该电压选择开关相连接并对其进行控制。

在高压储能器和I/V变换器之间还设有量程开关，主控模块与该量程开关相连接并对其进行控制。

所述电源开关、电压选择开关、高压变压器、极性输出开关、高压储能器、量程开关、I/V变换器、高电压输出端口之间采用同轴电缆接地屏蔽方式进行连接，屏蔽线均连接到共模放大电路中的公共屏蔽端点。

所述高电压输出端口采用锁钮端口并通过带屏蔽的同轴电缆与被测的中压交联聚乙烯电缆相连接。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明设计合理，其采用多重屏蔽技术、直流信号放大技术和完全对称换极技术，实现了现场兆欧级直流电阻绝对值变化和正负电压下的相对比值变化的精确测量功能，精度在1％等级，在现场评估XLPE电缆绝缘老化技术方面取得了突破性的进展，对提高电缆使用寿命，提升电缆供电可靠性、降低运行及维护成本有着重要意义。

2、本发明在不改变外接测量接线的情况下，可对被测试电缆试验电压自动换极性操作，可以自动完成正极和负极直流电压下多点兆欧级直流电流阻值的精确测量取值及平均阻值计算，并通过显示屏显示出来，其使用方便，极大提高了测量效率。

3、本发明可选择线性直阻的测量输出试验电压为2000V或1000V，避免了对XLPE绝缘材料的损伤。

附图说明

图1是本发明的电路方框图；

图2是本发明的应用连接图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步详述。

一种中压交联聚乙烯电缆绝缘高精度正负直阻比值测量仪，如图1所示，包括主控模块、电源开关、电压选择开关、高压变压器、极性输出开关、高压储能器、量程开关、I/V变换器、共模放大电路、充放电控制模块、蓄电池、电流采集模块、电压采集模块、分压器、高电压输出端口、显示屏以及功能按键。电源开关接入外部交流电源后分为两路，一路由电压选择开关、高压变压器、极性输出开关、高压储能器、量程开关、I/V变换器、高电压输出端口依次连接在一起，高电压输出端口通过分压器与电压采集模块相连接，该I/V变换器、高电压输出端口还与共模放大电路相连接，该共模放大电路还与电流采集模块相连接；另一路通过充放电控制模块、蓄电池依次连接在一起，该蓄电池与共模放大电路、电流采集模块、电压采集模块相连接。所述主控模块与显示屏、功能按键、电压选择开关、极性输出开关、高压储能器、量程开关、共模放大电路、电流采集模块、电压采集模块相连接，主控模块通过功能按键进行电压等级选择、极性输出选择、量程选择并通过连接在电路电压选择开关、极性输出开关、量程开关进行相应的控制，主控模块与共模放大电路相连接实现对共模放大电路控制功能，主控模块通过电流采集模块、电压采集模块采集相应的直流泄漏电流和电压，实现正极和负极直流电压下多点直流电阻值的自动测量直流电阻取值、平均值计算及正负电压下电阻比值计算功能，最后通过显示屏将计量结果显示出来。

本发明中的各个模块之间均采用同轴电缆接地屏蔽方式顺序连接，该屏蔽线均连接到共模放大电路中的公共屏蔽端点，这种屏蔽连接方式有效地消除了因自身回路中产生的泄漏电流所引起的计量误差及电缆外部泄漏电流对计量精度的影响。本发明的高电压输出端口采用锁钮端口并通过带屏蔽的同轴电缆连接到被测的中压交联聚乙烯电缆上，图2给出了针对待测中压交联聚乙烯电缆的A相进行测量的连接示意图，本测量仪的高电压输出连接到待测电缆A相上，本测量仪的屏蔽线连接到待测电缆B相上，待测电缆C相接地。中压交联聚乙烯电缆的另外两相可以上述同样的方法进行连接测量。

本测量仪可以通过功能按键进行相应的功能设置：通过功能按键可以进行电压选择并由主控模块控制电压选择开关输出不同的直流电压输出值，本实施例提供1000/2000V两种电压输出选择，使用上述电压对被测电缆进行测量；通过功能按键进行极性输出选择并由主控模块控制极性输出开关输出不同极性电压，可以不改变被测电缆的连接，直接改变被测电缆接入端的正负极性；通过功能按键进行量程选择并由主控模块设置可测电流的量程。通过功能按键进行充电、放电、试验及关闭四个功能，如果选择为“充电”则由主控模块控制充放电控制电路对蓄电池进行充电；选择为“放电”是使蓄电池进行放电；选择为“测量”，将切断交流电源，由蓄电池为共模放大电路、电流采集模块、电压采集模块提供工作电源，由高压储能器为被测电缆提供高压电源；选择为“关闭”，则测量仪停止工作。

本发明在进行测量时，由蓄电池对共模放大电路、电流采集模块、电压采集模块进行供电，由高压储能器对被测电缆进行供电，这种供电方式能够消除了交流电源对仪器输出试验电压的影响。

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

1.一种中压交联聚乙烯电缆绝缘高精度正负直阻比值测量仪，其特征在于：包括主控模块、电源开关、高压变压器、极性输出开关、高压储能器、I/V变换器、共模放大电路、充放电控制模块、蓄电池、电流采集模块、电压采集模块、分压器、高电压输出端口、显示屏以及功能按键；所述电源开关接入交流电源后分为两路，一路由高压变压器、极性输出开关、高压储能器、I/V变换器、高电压输出端口依次连接在一起，高电压输出端口通过分压器与电压采集模块相连接，该I/V变换器、高电压输出端口还与共模放大电路相连接，该共模放大电路还与电流采集模块相连接；另一路通过充放电控制模块、蓄电池依次连接在一起，该蓄电池与共模放大电路、电流采集模块、电压采集模块相连接；所述主控模块与显示屏、功能按键、电压选择开关、极性输出开关、高压储能器、量程开关、共模放大电路、电流采集模块、电压采集模块相连接，主控模块通过电流采集模块、电压采集模块采集相应的直流泄漏电流和电压，实现正极和负极直流电压下多点直流电阻值的自动测量直流电阻取值、平均值计算及正负电压下电阻比值计算功能并通过显示屏将计量结果显示出来。

2.根据权利要求1所述的中压交联聚乙烯电缆绝缘高精度正负直阻比值测量仪，其特征在于：在电源开关与高压变压器之间还设有电压选择开关，主控模块与该电压选择开关相连接并对其进行控制。

3.根据权利要求1所述的中压交联聚乙烯电缆绝缘高精度正负直阻比值测量仪，其特征在于：在高压储能器和I/V变换器之间还设有量程开关，主控模块与该量程开关相连接并对其进行控制。

4.根据权利要求1所述的中压交联聚乙烯电缆绝缘高精度正负直阻比值测量仪，其特征在于：所述电源开关、电压选择开关、高压变压器、极性输出开关、高压储能器、量程开关、I/V变换器、高电压输出端口之间采用同轴电缆接地屏蔽方式进行连接，屏蔽线均连接到共模放大电路中的公共屏蔽端点。

5.根据权利要求1所述的中压交联聚乙烯电缆绝缘高精度正负直阻比值测量仪，其特征在于：所述高电压输出端口采用锁钮端口并通过带屏蔽的同轴电缆与被测的中压交联聚乙烯电缆相连接。