CN111856217A - 一种高压电缆接地连接缺陷带电测试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压电缆接地连接缺陷带电测试装置及方法，本发明运用直流源对电缆尾管充电（即注入直流电流），充电两次即可根据电流测量装置测量的电流和电压测量装置测量的电压，从而获得每相尾管到对应接地端之间的阻值，根据阻值判断出电缆尾管到对应接地端之间是否缺陷，减少了充电次数，缩短了测试时间，提高了测试效率，高效且灵活，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种高压电缆接地连接缺陷带电测试装置及方法，属于输变电设备技术领域。
背景技术
高压电缆接地连接缺陷易引起电缆金属屏蔽接地失效，易引起金属护套、绝缘屏蔽悬浮放电并损伤绝缘，导致电缆故障。现场有回路电阻带电测试方法，需要测试通流充电3次，测试效率低，无法满足现场快速测试的需求。
发明内容
本发明提供了一种高压电缆接地连接缺陷带电测试装置及方法，解决了现有测试方法算法复杂，测试效率低，无法满足现场快速测试需求的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种高压电缆接地连接缺陷带电测试装置，包括直流充电电路、电压测量装置和切换开关；
直流充电电路包括串接的直流源和电流测量装置；直流充电电路的两端分别外接本端两相尾管；电流测量装置用以测量直流充电电路所连尾管的电流；
电压测量装置的一端外接本端剩余一相尾管，电压测量装置的另一端通过切换开关连接直流充电电路；通过切换开关的切换，电压测量装置测量直流充电电路所连各尾管到对应接地端之间的电压。
直流充电电路的两端、电压测量装置均通过限流装置连接尾管。
电压测量装置测量的电压等于限流装置电压加上限流装置所连尾管到对应接地端之间的电压。
切换开关为单刀双掷开关，单刀双掷开关的动端连接电压测量装置，单刀双掷开关的两静端分别连接直流充电电路的两端。
限流装置为金属线圈或电阻。
直流源为蓄电池电源或输出电流波纹系数不超过0.1%的恒流源。
电流测量装置和电压测量装置的精度均不低于0.2级。
一种高压电缆接地连接缺陷带电测试装置的方法，包括，
将所述高压电缆接地连接缺陷带电测试装置与本端三相尾管连接，直流充电电路的直流源输出直流电；
根据电流测量装置测量的电流和电压测量装置测量的电压，计算直流充电电路所连各尾管到对应接地端之间的阻值；
调整直流充电电路所连的两相尾管，使此次所连尾管与第一次所连尾管不同；
根据电流测量装置测量的电流和电压测量装置测量的电压，计算本端剩余的一相尾管到对应接地端之间的阻值；
响应于任意单相尾管到对应接地端之间的阻值大于第一阈值，或者任意两相尾管到对应接地端之间阻值的比值超过第二阈值且最大的单相尾管到对应接地端之间阻值大于第三阈值，则判断高压电缆接地连接缺陷。
响应于直流充电电路的两端均通过限流装置连接尾管，根据电流测量装置测量的电流和电压测量装置测量的电压，计算限流装置到对应接地端之间的总阻值，根据总阻值和限流装置阻值计算限流装置所连尾管到对应接地端之间的阻值。
第一阈值为1Ω，第二阈值为2，第三阈值为100mΩ。
本发明所达到的有益效果：本发明运用直流源对电缆尾管充电（即注入直流电流），充电两次即可根据电流测量装置测量的电流和电压测量装置测量的电压，从而获得每相尾管到对应接地端之间的阻值，根据阻值判断出电缆尾管到对应接地端之间是否缺陷，减少了充电次数，缩短了测试时间，提高了测试效率，高效且灵活，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为电缆接地系统示意图；
图2为电缆接地系统连接图；
图3为电缆接地系统等效电路图；
图4为本发明装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1、2和3所示，电缆接地系统包括本端三相尾管、三相金属护套、对端三相尾管和三相铜排；其中，本端A相尾管、A相金属护套、对端A相尾管和A相铜排依次串联，A相铜排末端为接地端，直接接地；本端B相尾管、B相金属护套、对端B相尾管和B相铜排依次串联，B相铜排末端为接地端，直接接地；本端C相尾管、C相金属护套、对端C相尾管和C相铜排依次串联，C相铜排末端为接地端，直接接地。
测试高压电缆接地连接缺陷，通过测量各相尾管到对应接地端之间电阻是否异常即可；因此采用的高压电缆接地连接缺陷带电测试装置，包括直流充电电路、电压测量装置和切换开关。
直流充电电路包括串接的直流源和电流测量装置；直流充电电路的两端分别外接本端两相尾管；电流测量装置用以测量直流充电电路所连尾管的电流；电压测量装置的一端外接本端剩余一相尾管，电压测量装置的另一端通过切换开关连接直流充电电路；通过切换开关的切换，电压测量装置测量直流充电电路所连各尾管到对应接地端之间的电压。
上述装置的具体结构如图4所示，包括直流充电电路、电压测量装置、切换开关、两限流装置和三夹具。
其中，直流源和电流测量装置串接构成直流充电电路；为了限制尾管感应电压对于测试装备（即电压测量装置和电流测量装置）的影响，直流充电电路的两端、电压测量装置均通过限流装置连接尾管，限流装置通过夹具外接尾管，电压测量装置的另一端通过切换开关连接直流充电电路的两端，电压测量装置测量的电压等于限流装置电压加上限流装置所连尾管到对应接地端之间的电压（即限流装置电压+对应单相尾管电压+对应金属护套电压+对应铜排电压）。
直流源采用的是蓄电池电源或输出电流波纹系数不超过0.1%的恒流源；限流装置采用的是金属线圈或电阻，阻值不小于1kΩ；电流测量装置和电压测量装置的精度均不低于0.2级，电流测量装置和电压测量装置分别采用电流表和电压表；切换开关为单刀双掷开关，单刀双掷开关的动端连接电压测量装置，单刀双掷开关的两静端分别连接直流充电电路的两端，当然也可采用其他开关，只要达到切换目的即可。
将限流装置定义为第一限流装置、第二限流装置和第三限流装置，三夹具定义为第一夹具、第二夹具和第三夹具，上述装置的具体结构如下：
第一夹具、第一限流装置、电流测量装置、直流源、第二限流装置和第二夹具依次串接（当然其中电流测量装置、直流源位置可进行互换），切换开关采用最简单的单刀双掷开关，电压测量装置的一端依次通过第三限流装置、第三夹具外接剩余一相尾管，电压测量装置的另一端连接单刀双掷开关的动端，单刀双掷开关的两静端分别连接第一限流装置和第二限流装置，通过单刀双掷开关的切换，电压测量装置测量第一限流装置、对应尾管、对应金属护套和对应铜排的总电压、或者第二限流装置、对应尾管、对应金属护套和对应铜排的总电压。例如第一夹具和第二夹具分别连接A和B相尾管，那么电压测量装置测量测量的是本端A相尾管电压、A相金属护套电压、对端A相尾管电压和A相铜排电压之和，或者本端B相尾管电压、B相金属护套电压、对端B相尾管电压和B相铜排电压之和。
上述装置对电缆接地连接进行测试的过程如下：
步骤1，将所述高压电缆接地连接缺陷带电测试装置与本端三相尾管连接，直流充电电路的直流源输出直流电。
将直流充电电路与任意两相尾管连接，电压测量装置与剩余一相尾管连接，施加直流稳定电流。
步骤2，根据电流测量装置测量的电流和电压测量装置测量的电压，计算直流充电电路所连各尾管到对应接地端之间的阻值。
在测量时，电流测量装置电阻等效为0，电压测量装置测量的电阻等效为无穷大，因此通过切换开关的切换，电压测量装置测量的是直流充电电路连接的各尾管到对应接地端之间的电压，根据电压和电流，运用欧姆定律，即可获得各尾管到对应接地端之间的阻值。
步骤3，调整直流充电电路所连的两相尾管，使此次所连尾管与第一次所连尾管不同。
步骤4，根据电流测量装置测量的电流和电压测量装置测量的电压，计算本端剩余的一相尾管到对应接地端之间的阻值。
步骤5，响应于任意单相尾管到对应接地端之间的阻值大于第一阈值，或者任意两相尾管到对应接地端之间阻值的比值超过第二阈值且最大的单相尾管到对应接地端之间阻值大于第三阈值，则判断高压电缆接地连接缺陷；其中第一阈值为1Ω，第二阈值为2，第三阈值为100mΩ。
若直流充电电路的两端均通过限流装置连接单相尾管（即图4中的结构），根据电流测量装置测量的电流和电压测量装置测量的电压，计算限流装置到对应接地端之间的总阻值，根据总阻值和限流装置阻值计算限流装置所连尾管到对应接地端之间的阻值。
为了进一步说明上述方法，举例如下：
S1）选定A、B两相尾管连接直流充电电路，一般将图4中的第一夹具和第二夹具连接高压电缆保护接地侧两相铜排或尾管上，电压测量装置所连的第三夹具连接C相尾管，施加直流稳定电流。
S2）根据电流测量装置测量的电流和电压测量装置测量的电压，计算A相尾管到A相接地端（即A相铜排末端）之间的阻值、B相尾管到B相接地端（即B相铜排末端）之间的阻值。
电流测量装置测量的是整条回路上的电流，即流过A、B相的电流一致，单刀双掷开关动作使第一限流装置与电压测量装置连接，由于电压测量装置测量的电阻等效为无穷大，C相尾管到C相铜上无电流，因此电压测量装置相当于测量第一限流装置电压+A相尾管到A相接地端电压，电压除以电流即可获得第一限流装置到A相接地端的总阻值，然后减去预先已知的第一限流装置的阻值，即可得到A相尾管到A相接地端的阻值。
同理将单刀双掷开关动作使第二限流装置与电压测量装置连接，有可获得B相尾管到B相接地端的阻值。
如果没有限流装置，电压除以电流即可直接获得尾管到对应接地端的阻值。
S3）调整直流充电电路所连的两相尾管，使此次所连尾管与第一次所连金尾管不同，可以是A、C两相尾管连接直流充电电路，也可以是B、C两相尾管连接直流充电电路，可任意选择。
S4）根据电流测量装置测量的电流和电压测量装置测量的电压，计算C相尾管到C相接地端的阻值，计算原理与步骤S2中的一致。
S5）响应于任意单相尾管到对应接地端之间的阻值大于1Ω，或者任意两相尾管到对应接地端之间阻值的比值超过2且最大的单相尾管到对应接地端之间阻值大于100mΩ，则判断高压电缆接地连接缺陷。
本发明运用直流源对电缆尾管充电（即注入直流电流），充电两次即可根据电流测量装置测量的电流和电压测量装置测量的电压，从而获得每相尾管到对应接地端之间的阻值，根据阻值判断出电缆尾管到对应接地端之间是否缺陷，减少了充电次数，缩短了测试时间，提高了测试效率，高效且灵活，具有良好的应用前景。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高压电缆接地连接缺陷带电测试装置，其特征在于：包括直流充电电路、电压测量装置和切换开关；
直流充电电路包括串接的直流源和电流测量装置；直流充电电路的两端分别外接本端两相尾管；电流测量装置用以测量直流充电电路所连尾管的电流；
电压测量装置的一端外接本端剩余一相尾管，电压测量装置的另一端通过切换开关连接直流充电电路；通过切换开关的切换，电压测量装置测量直流充电电路所连各尾管到对应接地端之间的电压。
2.根据权利要求1所述的一种高压电缆接地连接缺陷带电测试装置，其特征在于：直流充电电路的两端、电压测量装置均通过限流装置连接尾管。
3.根据权利要求2所述的一种高压电缆接地连接缺陷带电测试装置，其特征在于：电压测量装置测量的电压等于限流装置电压加上限流装置所连尾管到对应接地端之间的电压。
4.根据权利要求3所述的一种高压电缆接地连接缺陷带电测试装置，其特征在于：切换开关为单刀双掷开关，单刀双掷开关的动端连接电压测量装置，单刀双掷开关的两静端分别连接直流充电电路的两端。
5.根据权利要求2~4任意一项所述的一种高压电缆接地连接缺陷带电测试装置，其特征在于：限流装置为金属线圈或电阻。
6.根据权利要求1所述的一种高压电缆接地连接缺陷带电测试装置，其特征在于：直流源为蓄电池电源或输出电流波纹系数不超过0.1%的恒流源。
7.根据权利要求1所述的一种高压电缆接地连接缺陷带电测试装置，其特征在于：电流测量装置和电压测量装置的精度均不低于0.2级。
8.基于权利要求1所述一种高压电缆接地连接缺陷带电测试装置的方法，其特征在于：包括，
将所述高压电缆接地连接缺陷带电测试装置与本端三相尾管连接，直流充电电路的直流源输出直流电；
根据电流测量装置测量的电流和电压测量装置测量的电压，计算直流充电电路所连各尾管到对应接地端之间的阻值；
调整直流充电电路所连的两相尾管，使此次所连尾管与第一次所连尾管不同；
根据电流测量装置测量的电流和电压测量装置测量的电压，计算本端剩余的一相尾管到对应接地端之间的阻值；
响应于任意单相尾管到对应接地端之间的阻值大于第一阈值，或者任意两相尾管到对应接地端之间阻值的比值超过第二阈值且最大的单相尾管到对应接地端之间阻值大于第三阈值，则判断高压电缆接地连接缺陷。
9.根据权利要求8所述的一种高压电缆接地连接缺陷带电测试装置的方法，其特征在于：响应于直流充电电路的两端均通过限流装置连接尾管，根据电流测量装置测量的电流和电压测量装置测量的电压，计算限流装置到对应接地端之间的总阻值，根据总阻值和限流装置阻值计算限流装置所连尾管到对应接地端之间的阻值。
10.根据权利要求8所述的一种高压电缆接地连接缺陷带电测试装置的方法，其特征在于：第一阈值为1Ω，第二阈值为2，第三阈值为100mΩ。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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