CN109738764A - 一种电缆缓冲层测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电缆缓冲层测试装置及测试方法，所述测试装置包括电压测试单元，用于模拟电缆系统中电压的测试回路；电流测试单元，用于模拟电缆系统中电流的测试回路；切换开关，用于转换电压测试回路和电流测试回路；所述切换开关一端的接口与所述电压测试单元或所述电流测试单元连接，另一端与电缆芯一端连接。本发明通过设置电压测试单元和电流测试单元的组合连接，开展各种工况条件下电缆缓冲层绝缘状态的测试，通过设置开合式转接头，实现电压回路与电流回路的快速切换，可有效缩短试验时间，提高电缆缓冲层试验效率。

Description

一种电缆缓冲层测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及高压电力设备绝缘测试技术领域，具体涉及一种电缆缓冲层测试装置及测试方法。

背景技术

电缆在加速电网发展和增强城市供电保障中发挥了越来越大的作用。近年来，浙江、广州、福建、北京、上海、新疆等地区发生了几十余起因缓冲层缺陷引发的高压交联聚乙烯绝缘电缆故障，国外新加坡、澳大利亚也有类似报道，该故障严重时甚至出现绝缘屏蔽层完全穿透，引发电缆绝缘击穿，造成停电事故，因此保障电缆安全稳定运行意义十分重大。

现有技术中对电缆缓冲层检测与评价指标均未作相关规定，用于检测电缆缓冲层性能的试验室评价技术尚未成熟，缺乏对材料性能定量测量与评价标准。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供一种电缆缓冲层测试装置，通过设置电压测试单元和电流测试单元的组合连接，实现电压、电流等指标的检测，同时考核检测平台设置切换开关，可有效缩短试验时间，提高电缆缓冲层测试效率。

本发明第一方面提供一种电缆缓冲层测试装置，电压测试单元，用于模拟电缆系统中电压的测试回路；电流测试单元，用于模拟电缆系统中电流的测试回路；切换开关，用于转换电压测试回路和电流测试回路；所述切换开关一端的接口与所述电压测试单元或所述电流测试单元连接，另一端与电缆芯一端连接。

作为一种可选方案，所述电压测试单元包括：电压发生器，分压器、导电杆以及连接线；所述分压器通过所述导电杆与所述电压发生器连接，所述分压器通过所述连接线与所述切换开关一端的第一接口连接。

作为一种可选方案，所述电压发生器包括波形选择器、控制测量系统及电压输出系统；所述波形选择器与所述测量控制系统一端连接；所述测量控制系统另一端与所述电压输出系统连接。

作为一种可选方案，所述电流测试单元包括刚性连接杆，所述刚性连接杆一端与所述切换开关一端的第二接口连接，另一端与电缆终端电气连接；所述电缆芯另一端通过电缆与所述电缆终端电气连接。

作为一种可选方案，所述电缆芯与所述另一端设置有金属法兰，所述电缆芯通过所述金属法兰与所述电缆连接；所述金属法兰还连接有接地线。

作为一种可选方案，所述测试装置还包括状态检测模块、离线测试模块、升流器以及传感器；所述升流器设置在所述电缆上；所述传感器设置于所述接地线上；所述状态监测模块与所述传感器连接；所述离线测试模块与所述分压器连接；所述状态检测模块包括局部放电试验数据、电缆导体温度试验数据、泄漏电流试验数据、介质损耗试验数据；所述离线测试模块包括局部放电试验数据、绝缘电阻试验数据、介质损耗试验数据。

作为一种可选方案，所述测试装置还包括金属屏蔽罩，所述切换开关设置于所述金属屏蔽罩中。

作为一种可选方案，所述切换开关为开合式转接头，所述开合式转接头包括固定件、旋转件、旋转轴体、圆柱形接口、方形接口、电缆接口以及螺栓孔；所述固定件与旋转件通过旋转轴体活动连接；通过与所述螺栓孔适配的螺栓对所述固定件与旋转件紧固连接。

本发明第二方面提供一种电缆缓冲层测试方法，确定测试类型；根据所述测试类型设置所述电缆缓冲层测试装置；记录测试数据，并根据所述测试数据获取测试结果。

作为一种可选方案，所述测试类型包括电压测试或/和电流测试、离线测试或/和在线状态测试。

本发明的优点在于：本发明通过设置电压测试单元和电流测试单元的组合连接，开展各种工况条件下电缆缓冲层绝缘状态的测试，通过设置开合式转接头，实现电压回路与电流回路的快速切换，可有效缩短试验时间，提高电缆缓冲层试验效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种电缆缓冲层测试装置的整体结构示意图；

其中，1-电压发生器，2分压器，3-导电杆，4-连接线，5-刚性连接杆，6-金属屏蔽罩，7A-开合式转接头，7B-开合式转接头，8-电缆芯，9-金属法兰，10-电缆，11-电缆终端，12-升流器，13-接地线，14-状态检测平台，15-传感器，16-离线测试平台；

图2是本发明实施例提供的电压发生器组件示意图；

图3是本发明实施例提供的开合式转接头结构示意图；

其中，71-开合式转接头固定件，72-开合式转接头旋转件，73-旋转轴体，74-圆柱形接口，75-方形接口，76-电缆接口，77-螺栓孔；

图4是本发明所述电缆结构示意图；

其中，17-电缆缓冲层，18-波纹铝护套，19-电缆护套

图5是本发明实施例提供的电缆缓冲层性能测试方法流程图。

具体实施方式

下面参照附图并结合具体的实施例，对本发明作进一步的详细说明。

实施例一

请参照图1，本发明实施例提供一种电缆缓冲层测试装置，该电缆缓冲层测试装置包括电压发生器1、分压器2、导电杆3、连接线4、刚性连接杆5、金属屏蔽罩6、开合式转接头7A、电缆芯8、金属法兰9、电缆10、电缆终端11、升流器12、接地线13、状态检测平台14、传感器15、离线测试平台16，本实施例中刚性连接杆5与电缆终端11通过开合式转接头7B连接。

通过设置装置的连接方式实现电缆系统的不同测试模式，其中模拟电缆系统中电压的测试回路装置连接如下：

导电杆3分别与电压发生器1及分压器2连接，分压器2通过连接线4与开合式转接头7连接，开合式转接头7A另一端与电缆芯8刚性电气相连，并通过金属法兰9及与之相连的接地线13、电缆10、电缆终端11构成完整电压试验回路。

请参照图2，所述电压发生器由波形选择器、控制测量系统及电压输出系统构成，可根据试验需求输出工频电压、振荡波电压、雷电波电压及操作波电压。其中，工频电压的频率为49～61Hz，波形基本为正弦波；雷电波的波前时间为1`5微秒，半波峰时间为50±10微秒。

优选的，所述测试装置连接有电缆缓冲层离线检测模块，包括局部放电局部放电试验数据、绝缘电阻试验数据、介质损耗试验数据。

优选的，所述测试装置连接有电缆缓冲层绝缘状态检测模块，电缆缓冲层绝缘状态检测模块包括检测局部放电试验数据、电缆导体温度试验数据、泄漏电流试验数据、介质损耗试验数据。

优选的，开合式转接头7A和开合式转接头7B置于金属屏蔽罩内部，防止电压试验过程中的电晕干扰。

联通电压测试回路时，通过螺栓孔77与旋转轴体73打开开合式转接头固定件71与开合式转接头旋转件72，将连接线4安装于方形接口75内，再将电缆接口76与电缆芯8接通，然后闭合开合式转接头固定件71与开合式转接头旋转件72，使用螺栓固定。

模拟电缆系统中电流的测试回路装置连接如下：

刚性连接杆5分别与被测电缆回路两端的开合式转接头7A和开合式转接头7B连接，开合式转接头7A另一端与电缆芯8连接，开合式转接头7B另一端与电缆终端11刚性电气相连，并通过金属法兰9及与之相连的接地线13、电缆10构成完整电流试验回路。

联通电流试验回路时，通过螺栓孔77与旋转轴体73打开开合式转接头固定件71与开合式转接头旋转件72，保持电缆接口76与电缆芯8接通，拆除连接线4，将刚性连接杆5安装于圆柱形接口74内，然后闭合开合式转接头固定件71与开合式转接头旋转件72，使用螺栓固定。

本实施例所用的电缆10典型结构请参照图4，其中，电缆缓冲层17位于电缆芯8与波纹铝护套18之间，电缆护套19包覆于波纹铝护套18外部。

实施例二

应用上述电缆缓冲层测试装置，具体工作步骤为：(1)确定电缆缓冲层测试的类型，包括电压测试或/和电流测试、离线测试或/和带电测试；(2)制定电缆缓冲层测试方案，包括试验电压/电流数值，离线/带电试验时间、接线方法等；(3)试验回路与测试平台接线；(4)开始电缆缓冲层测试工作；(5)评估测试结果，包括有效性、准确性及可靠性；(6)结束所有测试工作。

以测量不同温度下工频电压的局部放电试验为例，其测试方法及步骤如下：离线检测设备选用脉冲电流法局放测试仪，首先通过刚性连接杆5、金属屏蔽罩6、开合式转接头7、电缆芯8、金属法兰9、电缆10、电缆终端11、升流器12及接地线13构成电流测试回路，模拟电缆系统中的电流，使电缆芯温度达到预设温度，然后通过开合式转接头7，迅速拆除刚性连接杆5接入连接线4，通过电压发生器1、分压器2、导电杆3、连接线4、金属屏蔽罩6、开合式转接头7A、电缆芯8、金属法兰9、电缆10、电缆终端11及接地线13构成电压测试回路，通过电压发生器1选择并输出工频电压，在相应的电压下通过局部放电测试仪，检测被测电缆缓冲层的局部放电量。

进一步地，离线局部放电试验，试验电压应逐渐升到1.75U₀并保持10s,然后慢慢降到1.5U₀,在1.5U₀下，被测电缆中检测的局部放电量低于10pC。

进一步地，结合状态检测模块，在进行离线局部放电试验时，采集带电局部放电、泄漏电流、介质损耗试验数据及波形，多角度分析被测电缆缓冲层的绝缘状态。

进一步地，用上述测试装置的离线测试方法可替换为绝缘电阻试验、介质损耗试验。其中绝缘电阻试验可采用功率分析仪、万用表等绝缘电阻测试设备，介质损耗试验可采用绝缘诊断分析仪IDAX-300D或其它同等功能的设备。

本实施方案给出的电缆缓冲层测试方法为离线局部放电测试场景。其他离线及状态测试过程如上所述，此处不再赘述。

本发明实施例提供的上述技术方案及附图，用于对本发明的进一步说明而非限制，另外应当说明的是，本领域普通技术人员应当知晓，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明技术方案的范围。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种电缆缓冲层测试装置，其特征在于，所述测试装置包括：

电压测试单元，用于模拟电缆系统中电压的测试回路；

电流测试单元，用于模拟电缆系统中电流的测试回路；

切换开关，用于转换电压测试回路和电流测试回路；

所述切换开关一端的接口与所述电压测试单元或所述电流测试单元连接，另一端与电缆芯一端连接。

2.根据权利要求1所述的一种电缆缓冲层测试装置，其特征在于，所述电压测试单元包括：

电压发生器，分压器、导电杆以及连接线；

所述分压器通过所述导电杆与所述电压发生器连接，所述分压器通过所述连接线与所述切换开关一端的第一接口连接。

3.根据权利要求2所述的一种电缆缓冲层测试装置，其特征在于，

所述电压发生器包括波形选择器、控制测量系统及电压输出系统；

所述波形选择器与所述测量控制系统一端连接；

所述测量控制系统另一端与所述电压输出系统连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种电缆缓冲层测试装置，其特征在于，所述电流测试单元包括刚性连接杆，所述刚性连接杆一端与所述切换开关一端的第二接口连接，另一端与电缆终端电气连接；

所述电缆芯另一端通过电缆与所述电缆终端电气连接。

5.根据权利要求4所述的一种电缆缓冲层测试装置，其特征在于，所述电缆芯另一端设置有金属法兰，所述电缆芯通过所述金属法兰与所述电缆连接；

所述金属法兰还连接有接地线。

6.根据权利要求5所述的一种电缆缓冲层测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括状态检测模块、离线测试模块、升流器以及传感器；

所述升流器设置在所述电缆上；

所述传感器设置于所述接地线上；

所述状态监测模块与所述传感器连接；

所述离线测试模块与所述分压器连接；

所述状态检测模块包括局部放电试验数据、电缆导体温度试验数据、泄漏电流试验数据、介质损耗试验数据；

所述离线测试模块包括局部放电试验数据、绝缘电阻试验数据、介质损耗试验数据。

7.根据权利要求1至3任一项所述的一种电缆缓冲层测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括金属屏蔽罩，所述切换开关设置于所述金属屏蔽罩中。

8.根据权利要求1至3任一项所述的一种电缆缓冲层测试装置，其特征在于，所述切换开关为开合式转接头，所述开合式转接头包括固定件、旋转件、旋转轴体、圆柱形接口、方形接口、电缆接口以及螺栓孔；

所述固定件与旋转件通过旋转轴体活动连接；

通过与所述螺栓孔适配的螺栓对所述固定件与旋转件紧固连接。

9.一种基于权利要求1至8任一项所述的电缆缓冲层测试装置的电缆缓冲层测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定测试类型；

根据所述测试类型设置所述电缆缓冲层测试装置；

记录测试数据，并根据所述测试数据获取测试结果。

10.根据权利要求9所述的电缆缓冲层测试装置的电缆缓冲层测试方法，其特征在于，所述测试类型包括电压测试或/和电流测试、离线测试或/和在线状态测试。