CN109613407B - 电力电缆局放定位系统及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力电缆终端局放定位系统及检测方法，该系统包括阻尼振荡波设备和延长电缆，阻尼振荡波设备的高压源输出端连接延长电缆，延长电缆的另一端连接被测电缆的近端，均采用快速连接件进行连接。定位检测步骤为：在配网电缆振荡波试验时在振荡波主机和被测电缆之间接入一段无局放的延长电缆作为辅助定位装置；通过识别出直达脉冲和反射脉冲，根据波形特征分别定位二者的位置光标，并通过两个光标之间的时间差计算出定位距离。本发明的装置和方法能够在最小限度增加配件和现场工作量的情况下，匹配不同厂家的不同型号配网电缆阻尼振荡波设备，有效的解决现有检测方法电缆终端定位盲区问题而不影响电缆本体和中间接头的常规局放定位。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于电力电缆振荡波试验的检测系统及测试局部放电的方法，尤其涉及一种电力电缆局放定位盲区的局放定位系统及检测方法。
背景技术
阻尼振荡波检测技术是近年来国内外密切关注的一种用于电力电缆现场状态检测及诊断的一种新技术，具有与工频电压等效性好、作用时间短、无损测试、易于携带等优点，随着电力系统的发展和用户对供电可靠性要求的提高，阻尼振荡波技术在电力电缆尤其是配网电力电缆的状态检测领域得到广泛应用。国内针对阻尼振荡波在配网电力电缆上的应用已有相应的电力行业标准。
目前应用于配网电力电缆阻尼振荡波试验重要的考察指标之一为电缆和附件的局放，电缆行业标准详细规定了35kV及以下电压等级的配网电力电缆本体、中间接头以及终端的局放合格标准。现场实际应用表明：应用于配网电力电缆试验的阻尼振荡波设备可有效对被测的配网电力电缆本体和中间接头的局放准确检出和定位；而由于应用于配网电力电缆的阻尼振荡波设备对局放的定位采用行波定位法，电缆测试端终端和远端终端的行波波形一致，因而现有的单端采样的阻尼振荡波设备对于配网电力电缆终端处的局放存在定位盲区，仅可在终端处检出局放，而无法有效的分辨和定位局部放电位于近端(测试端)终端还是远端终端。
发明内容
发明目的：针对以上问题，本发明提出一种电力电缆局放定位系统及检测方法，可以检测到位于电缆终端的局放定位盲区内的局部放电情况。
技术方案：本发明所采用的技术方案是一种电力电缆局放定位系统，该系统包括阻尼振荡波设备和延长电缆，阻尼振荡波设备包括高压电源模块、产生阻尼振荡波的电路模块、进行局部放电分析的数据处理模块以及数据存储模块；阻尼振荡波设备的高压源输出端连接延长电缆，延长电缆的另一端连接被测电缆的近端，均采用快速连接件进行连接。
进一步的，所述阻尼振荡波设备的地线连接延长电缆的近端屏蔽层，被测电缆的近端屏蔽层、延长电缆的两端屏蔽层均接地，被测电缆的远端屏蔽层接地或者悬空。
进一步的，所述被测电缆的远端还设有均压装置。
进一步的，所述延长电缆在阻尼振荡波设备的输出电压下无局部放电。
本发明还提出了一种利用上述局放定位系统进行盲区局放定位的方法，包括以下步骤：
(1)对被测电缆进行局放测试，试验中检测到超过背景的疑似局放信号，如果局放信号位于定位盲区，无法定位属于被测电缆的近端终端还是远端终端，则进入下一步骤；
(2)通过阻尼振荡波设备中的局放脉冲分析软件对疑似局放信号进行波形展开分析，识别出直达脉冲、前至反射脉冲以及后至反射脉冲，直达脉冲为局放源点的直达波，前至反射脉冲和后至反射脉冲为直达脉冲因接入辅助定位延长电缆后产生的一前一后两个反射波，判断反射波的波形特征是否符合近端局放特征或者远端局放特征。判断方法如下：
当满足以下波形特征时，判断局放发生在近端终端处：前至反射脉冲的幅值大于后至反射脉冲的幅值；前至反射脉冲的频率高于后至反射脉冲的频率；前至反射脉冲和后至反射脉冲的形状同直达脉冲的形状相似；
当满足以下波形特征时，判断局放发生在远端终端处：后至反射脉冲的幅值大于脉冲波形的幅值；前至反射脉冲的频率高于后至反射脉冲的频率；前至反射脉冲和脉冲波形3的同直达直达脉冲的形状相似。
还可以根据直达波形定位光标和反射波形定位光标之间的时间差计算出定位距离：
其中，Lc为被测电缆全长，L0为延长电缆全长，v为电缆中的波速度，Δt为步骤3中定位的直达波形定位光标和反射波形定位光标之间的时间差。当判断波形特征符合近端局放特征时，直达波形定位光标标定在直达脉冲的谷值处，反射波形定位光标标定在前至反射脉冲的谷值处；当判断波形特征符合远端局放特征时，直达波形定位光标标定在直达脉冲的谷值处，反射波形定位光标标定在后至反射脉冲的谷值处。
有益效果：与现有技术相比，本发明所述的局放定位系统以及检测方法能够在最小限度的增加检测配件和现场工作量的前提下，有效的检测到位于电缆终端的局部放电情况，解决了现有技术在该区域无法定位的问题；同时本发明在检测过程中不影响现有的对被测电缆中部的常规局放检测。
附图说明
图1是本发明的系统示意图；
图2是本发明所述无局放延长电缆的连接示意图；
图3是本发明的终端局放定位方法操作流程图；
图4是近端终端局放波形图；
图5是远端终端局放波形图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
如图1所示为本发明用于实际现场的连接示意图，本发明所述的电力电缆局放定位系统包括阻尼振荡波设备和延长电缆。阻尼振荡波设备包括高压电源模块、产生阻尼振荡波的电路模块以及局部放电分析的数据处理模块，数据处理模块含有局放脉冲分析软件，该软件具有波形展开分析功能。阻尼振荡波设备的高压源输出端连接延长电缆，延长电缆的另一端连接被测电缆的近端，采用快速连接件进行连接；阻尼振荡波设备的地线连接延长电缆的近端屏蔽层，被测电缆的近端屏蔽层同延长电缆的两端的屏蔽层均接地，被测电缆的远端屏蔽层接地或者悬空；被测电缆的远端还设有均压装置，用于将高压均匀分布在电缆的四周。
如图2所示，为本发明延长电缆1的连接示意图。延长电缆1的缆线本体以及电缆的终端都要求在振荡波的最高电压下无局放，还需要保证电缆导体满足阻尼振荡波试验最大电流的需求。延长电缆1缠绕在电缆盘5上，可用于车载或便携式使用，可根据需要调节延长电缆的长度。延长电缆1的两个终端均设有绝缘终端头2、快速连接件3以及快速连接件配套组件4。快速连接件3用于实现延长电缆1与测试设备、被测电缆的快速连接。快速连接件配套组件4与快速连接件3配套使用，具有均压作用，配合快速连接件实现无局放的可靠连接。
如图3所示，为本发明定位局放盲区的详细操作流程图。包括以下步骤：
(1)振荡波局放试验设备进行现场接线。将振荡波设备按照上述局放定位系统的结构连接。
(2)振荡波试验。完成第一步后，对系统接线进行检查确认，在试品加压前采用低压时域反射仪测试电缆长度和中间接头，然后对被测电缆进行局放测试，具体操作步骤可以参照行业标准《DL/T1576-2016 6kV～35kV电缆振荡波局部放电测试方法》。试验中检测到超过背景的疑似局放信号，如信号位于可定位区，则通过振荡波软件自带分析功能，采用常规测试方法对局放位置定位即可。
(3)如果局放信号位于定位盲区，无法定位属于被测电缆的近端终端还是远端终端，则进入下一步进行盲区局放信号定位。
(4)运行阻尼振荡波设备中的局放脉冲分析软件，按照软件的操作步骤载入已获取的带有疑似局放的试验数据，采用波形展开分析功能展开疑似局放信号，通过同图4和图5波形的两个反射波的典型特征的比对来确认直达波形定位光标和反射波形定位光标位置。
(5)如图4所示为近端终端局放波形图。直达脉冲a1为局放源点的直达波，前至反射脉冲a2和后至反射脉冲a3为直达脉冲1因接入辅助定位延长电缆后产生的一前一后两个反射波，当局放发生在测试端终端处时，反射脉冲的主要特征为：前至反射脉冲a2的幅值大于后至反射脉冲a3的幅值；前至反射脉冲a2的频率高于后至反射脉冲a3的频率；前至反射脉冲a2和后至反射脉冲a3的形状同直达脉冲a1的形状相似。如果波形满足上述特征，则直达波形定位光标a4应标定在直达脉冲a1的谷值处，反射波形定位光标a5应标定在前至反射脉冲a2的谷值处。
(6)如图5所示为远端终端局放波形图。直达脉冲b1为局放源点的直达波，前至反射脉冲b2和后至反射脉冲b3为直达脉冲b1因接入辅助定位延长电缆后产生的一前一后两个反射波，当局放发生在远端终端处时，反射脉冲的主要特征为：后至反射脉冲b3的幅值大于前至反射脉冲波形b2的幅值；前至反射脉冲b2的频率高于后至反射脉冲b3的频率；前至反射脉冲b2和脉冲波形b3的同直达直达脉冲b1的形状相似。如果波形满足上述特征，则直达波形定位光标b4应标定在直达脉冲b1的谷值处，反射波形定位光标b5应标定在后至反射脉冲b3的谷值处。
(7)局放盲区定位。直达波形定位光标和反射波形定位光标之间的时间差为两个脉冲到达测试端的时间差，系统分析软件根据这个时间差自动计算出定位距离：
其中，Lc为被测电缆全长，L0为延长电缆全长，v为电缆中的波速度，Δt为步骤3中定位的直达波形定位光标和反射波形定位光标之间的时间差；当局放源处于近端终端时，定位距离为延长电缆和被测电缆连接处；当局放源处于远端终端时，定位距离为被测电缆和延长电缆全长，从而完成局放盲区定位。
也可以省去上述步骤中的光标定位和距离计算，直接由步骤5和步骤6中所述的波形特征来判断局放源是位于被测电缆的近端终端还是远端终端。
以上盲区局放定位的方法可以形成软件模块集成到阻尼振荡波设备中，实现自动化检测。软件程序存储在计算机存储介质中。
Claims (6)
1.一种电力电缆局放定位系统，其特征在于：该系统包括阻尼振荡波设备和延长电缆，阻尼振荡波设备包括高压电源模块、产生阻尼振荡波的电路模块、进行局部放电分析的数据处理模块以及数据存储模块；阻尼振荡波设备的高压源输出端连接延长电缆，延长电缆的另一端连接被测电缆的近端，均采用快速连接件进行连接；
利用该系统进行盲区局放定位的方法包括以下步骤：
(1)对被测电缆进行局放测试，试验中检测到超过背景的疑似局放信号，如果局放信号位于定位盲区，无法定位属于被测电缆的近端终端还是远端终端，则进入下一步骤；
(2)通过阻尼振荡波设备中的局放脉冲分析软件对疑似局放信号进行波形展开分析，识别出直达脉冲、前至反射脉冲以及后至反射脉冲，直达脉冲为局放源点的直达波，前至反射脉冲和后至反射脉冲为直达脉冲因接入辅助定位延长电缆后产生的一前一后两个反射波，判断反射波的波形特征是否符合近端局放特征或者远端局放特征；其中通过波形特征判断局放源位置的方法如下：
当满足以下波形特征时，判断局放发生在近端终端处：前至反射脉冲的幅值大于后至反射脉冲的幅值；前至反射脉冲的频率高于后至反射脉冲的频率；前至反射脉冲和后至反射脉冲的形状同直达脉冲的形状相似；
当满足以下波形特征时，判断局放发生在远端终端处：后至反射脉冲的幅值大于前至反射脉冲的幅值；前至反射脉冲的频率高于后至反射脉冲的频率；前至反射脉冲和后至反射脉冲同直达脉冲的形状相似。
2.根据权利要求1所述的电力电缆局放定位系统，其特征在于：所述阻尼振荡波设备的地线连接延长电缆的近端屏蔽层，被测电缆的近端屏蔽层、延长电缆的两端屏蔽层均接地，被测电缆的远端屏蔽层接地或者悬空。
3.根据权利要求1所述的电力电缆局放定位系统，其特征在于：所述被测电缆的远端还设有均压装置。
4.根据权利要求1所述的电力电缆局放定位系统，其特征在于：所述延长电缆在阻尼振荡波设备的输出电压下无局部放电。
5.根据权利要求1所述的电力电缆局放定位系统，其特征在于，利用该系统进行盲区局放定位的方法还包括以下步骤：
(3)确定直达波形定位光标和反射波形定位光标的标定位置；
(4)根据直达波形定位光标和反射波形定位光标之间的时间差计算出定位距离：
其中，Lc为被测电缆全长，L0为延长电缆全长，v为电缆中的波速度，Δt为步骤3中定位的直达波形定位光标和反射波形定位光标之间的时间差。
6.根据权利要求5所述的电力电缆局放定位系统，其特征在于：步骤3中所述确定直达波形定位光标和反射波形定位光标的标定位置的方法如下：
当判断波形特征符合近端局放特征时，直达波形定位光标标定在直达脉冲的谷值处，反射波形定位光标标定在前至反射脉冲的谷值处；
当判断波形特征符合远端局放特征时，直达波形定位光标标定在直达脉冲的谷值处，反射波形定位光标标定在后至反射脉冲的谷值处。
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