CN111141999A - 电缆局放检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电缆局放检测方法和装置。该方法包括：通过环包式差分电容传感器测量电缆接头处的局部放电信号；通过信号处理单元接收局部放电信号；根据局部放电信号判断局部放电发生的位置。通过本发明，达到了提高电缆局放检测的准确度的效果。

Description

电缆局放检测方法和装置

技术领域

本发明涉及电力领域，具体而言，涉及一种电缆局放检测方法和装置。

背景技术

局部放电是电缆接头绝缘劣化的主要表征，同时也是导致绝缘进一步劣化的原因之一。通过对局部放电现象的检测，可以有效监测电缆接头的绝缘状态。电缆接头发生局部放电时，除了会发生电荷的转移和电能的损耗，还会出现相关物理、化学效应，如产生光、热、超声波、电磁辐射以及化学反应等，这些伴随现象为局部放电的检测提供了依据。国内外的研究学者根据电缆接头绝缘劣化的发展状况对电缆接头局部放电的检测方法作了研究，主要分为两大类：一类是非电测法，主要包括声测法、光测法、化学检测法、温度测量法等；另一类是电测法，主要采用两类传感器，一类以罗氏线圈测量原理为基础，主要包括电磁耦合法、电感耦合法、方向耦合法等在内的电磁感应传感器；另一类以电容耦合原理为基础，主要包括脉冲电流法、差分法、电容耦合法在内的电容传感器。由于电测法具有对突发信号反应灵敏、信息含量丰富、能有效判别故障类型和易于定量等特点，得到了广泛研究，但现有的局放传感器受环境噪音及电磁干扰难以准确检测电缆局部放电。

传统监测电缆局部放电装置受电磁环境干扰，测量误差较大，难以精准检测电缆局部放电。

针对相关技术中电缆局部放电检测结果不准确的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电缆局放检测方法和装置，以解决电缆局部放电检测结果不准确的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电缆局放检测方法，该方法包括：通过环包式差分电容传感器测量电缆接头处的局部放电信号；通过信号处理单元接收所述局部放电信号；根据所述局部放电信号判断局部放电发生的位置。

进一步地，所述环包式差分电容传感器安装在电缆接头的外半导体电层和铜网屏蔽层之间。

进一步地，所述环包式差分电容传感器为矩形FPC材质。

进一步地，所述环包式差分电容传感器环包在所述电缆接头的外半导电层上，整个传感器形成圆柱面。

进一步地，所述差分电容传感器贴近所述电缆接头外半导电层的一侧螺旋设置有铜丝。

进一步地，所述环包式差分电容传感器的铜丝电感线圈与电容检测区构成谐振电路。

进一步地，所述铜丝电感线圈的数量为8个。

进一步地，所述铜丝电感线圈对称设置。

进一步地，所述信号处理单元通过局放信号谐振输出单元的电感线圈与所述环包式差分电容传感器的线圈互感，接收所述局部放电信号。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，还提供了一种电缆局放检测装置，该装置用于执行本发明的电缆局部放电检测方法。

本发明通过环包式差分电容传感器测量电缆接头处的局部放电信号；通过信号处理单元接收局部放电信号；根据局部放电信号判断局部放电发生的位置，解决了电缆局部放电检测结果不准确的问题，进而达到了提高电缆局放检测的准确度的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的电缆局放检测方法的流程图；

图2是跟本发明实施例的传感器工作流程示意图；

图3是根据本发明实施例的传感器的示意图；

图4是根据本发明实施例的工作流程图；

图5是根据本实施例的内置局放传感器的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明实施例提供了一种电缆局放检测方法。

图1是根据本发明实施例的电缆局放检测方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S102：通过环包式差分电容传感器测量电缆接头处的局部放电信号；

步骤S104：通过信号处理单元接收局部放电信号；

步骤S106：根据局部放电信号判断局部放电发生的位置。

该实施例通过环包式差分电容传感器测量电缆接头处的局部放电信号；通过信号处理单元接收局部放电信号；根据局部放电信号判断局部放电发生的位置，解决了电缆局部放电检测结果不准确的问题，进而达到了提高电缆局放检测的准确度的效果。

可选地，环包式差分电容传感器安装在电缆接头的外半导体电层和铜网屏蔽层之间。

可选地，环包式差分电容传感器为矩形FPC材质。

可选地，环包式差分电容传感器环包在电缆接头的外半导电层上，整个传感器形成圆柱面。

可选地，差分电容传感器贴近电缆接头外半导电层的一侧螺旋设置有铜丝。

可选地，环包式差分电容传感器的铜丝电感线圈与电容检测区构成谐振电路。

可选地，铜丝电感线圈的数量为8个。

可选地，铜丝电感线圈对称设置。

可选地，信号处理单元通过局放信号谐振输出单元的电感线圈与环包式差分电容传感器的线圈互感，接收局部放电信号。

本实施例还提供了一种优选实施方式，下面对优选实施方式进行说明。

本发明实施例提供一种内置式电缆局部放电检测装置及方法，可精准测量电缆局部放电。

①采用新型环包式差分电容作为主要的电缆局放的检测传感器。新型环包式差分电容为内置局放检测传感器，与传统的内置局放检测传感器相比具有结构简单、柔软度强、安装便捷、不改变绝缘结构和电气性能等优点。

②新型的环包式差分电容传感器采用矩形FPC材质，具有柔软性质，在不改变绝缘结构和电气性能前提下，将其安装于电缆接头的外半导电层和铜网屏蔽层之间。该矩形FPC含有四个小长方形铺铜的一面向内，环包在电缆接头外半导电层上并将短边相连后，整个传感器形成一个圆柱面。图2是跟本发明实施例的传感器工作流程示意图，如图2所示，通过场强分布分析，内置传感器不改变电缆附件的电厂分布。将该传感器安装于电缆接头局部放电高发区域(接头两端的外半导电应力锥与接头中间的内半导电体之间的主绝缘区域)，可用于对电缆接头局部放电高发区的局部放电现象进行测量，从而实现电缆接头主绝缘状态的检测。

③内置局放传感器采用FPC(柔性电路板)表层镀金工艺，具有材质柔软、抗氧化等优点。图3是根据本发明实施例的传感器的示意图，如图3所示，现场安装时将传感器环包在主绝缘外半导电层与屏蔽铜网之间的局放高发区域，然后恢复铜屏蔽，整个传感器形成一个圆柱面。该传感器基于差分电容原理，当接头主绝缘发生局部放电，局放信号由高压侧向地电位屏蔽铜网侧传递，电容传感器覆盖区域可屏蔽接头外部干扰，精准捕捉到局放信号，故内置差分电容传感器主要检测的是电缆接头内部局放信号。

④内置式电缆局放监测系统主要由内置局放传感器、信号采集器、中继盒和局放主机组成。其中内置局放传感器采用差分电容局放传感器，图4是根据本发明实施例的工作流程图，如图4所示，局放电容器安装在电缆接头的主绝缘半导电层外侧，通过电容耦合直接采集局放信号。与目前市场上普遍采用的安装于电缆接头外部接地线上的外置式HFCT相比，具有灵敏度高、抗干扰能力强、精准定位等优点。

本实施例采用新型环包式差分电容作为主要的电缆局放的检测传感器，新型环包式差分电容为内置局放检测传感器，与传统的内置局放检测传感器相比具有结构简单、柔软度强、安装便捷、不改变绝缘结构和电气性能等优点。

本实施例给出了HFCT感式传感器和一种新型环包式差分电容传感器检测方法及其安装方法。图5是根据本实施例的内置局放传感器的示意图，如图5所示，其中新型环包式差分电容传感器安装在外半导电层与屏蔽层之间，具有灵敏度高、抗外界环境干扰强等特点。然后根据现场安装需要，基于上述新型环包式差分电容传感器，设计了一套安装方便、成本低廉、功耗较低的内置式电缆局放监测系统。该系统监测范围含传感器覆盖下的局部放电高发区域，由于电缆接头的绝缘劣化主要都发生在接头两端的外半导电体应力锥和接头中间的内半导电体之间，而且随着绝缘劣化程度的加重，绝缘内部缺陷会逐渐扩散至传感器覆盖区域，因此该系统可以对绝大多数绝缘缺陷导致的局部放电进行监测。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本发明实施例提供了一种电缆局放检测装置，该装置可以用于执行本发明实施例的电缆局放检测方法。

本发明实施例提供了一种存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现所述电缆局放检测方法。

本发明实施例提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述电缆局放检测方法。

本发明实施例提供了一种设备，设备包括至少一个处理器、以及与处理器连接的至少一个存储器、总线；其中，处理器、存储器通过总线完成相互间的通信；处理器用于调用存储器中的程序指令，以执行上述的电缆局放检测方法。本文中的设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。

本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：通过环包式差分电容传感器测量电缆接头处的局部放电信号；通过信号处理单元接收局部放电信号；根据局部放电信号判断局部放电发生的位置。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种电缆局放检测方法，其特征在于，包括：

通过环包式差分电容传感器测量电缆接头处的局部放电信号；

通过信号处理单元接收所述局部放电信号；

根据所述局部放电信号判断局部放电发生的位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环包式差分电容传感器安装在电缆接头的外半导体电层和铜网屏蔽层之间。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环包式差分电容传感器为矩形FPC材质。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述环包式差分电容传感器环包在所述电缆接头的外半导电层上，整个传感器形成圆柱面。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述差分电容传感器贴近所述电缆接头外半导电层的一侧螺旋设置有铜丝。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述环包式差分电容传感器的铜丝电感线圈与电容检测区构成谐振电路。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述铜丝电感线圈的数量为8个。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述铜丝电感线圈对称设置。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信号处理单元通过局放信号谐振输出单元的电感线圈与所述环包式差分电容传感器的线圈互感，接收所述局部放电信号。

10.一种电缆局放检测装置，其特征在于，所述装置用于执行权利要求1至9中任一项所述的电缆局放检测方法。

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