CN203054162U - 一种高压电缆局部放电综合测试仪 - Google Patents

一种高压电缆局部放电综合测试仪 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开一种高压电缆局部放电综合测试仪，包括高压电容耦合单元、检测阻抗传感单元、高频电流传感单元、低压脉冲发生单元以及具有信号调理单元、数据采集单元和工业计算机单元的测试仪主机。本实用新型通过高压电容耦合单元和检测阻抗单元可实现对高压电缆局部放电的离线测量；而通过高频电流传感单元则可实现对高压电缆局部放电的在线测量；从而能够对高压电缆不同检修阶段的局部放电状况进行统一评估，具有设备利用效率高和测试误差小的功效。

Description

一种高压电缆局部放电综合测试仪
技术领域
本实用新型涉及一种能够对高压电缆的局部放电进行全过程检测的综合测试仪，主要是可同时对高压电缆局部放电进行离线测量和在线测量。
背景技术
通过对电缆局部放电检测实现对高压电缆绝缘状况的评估已成为电缆检修的重要手段。高压电缆的检修过程一般分为三个阶段，分别是“交接阶段”、“运行阶段”和“停电预防性试验阶段”，三个阶段均具有不同特点，而高压电缆的局部放电检测技术也具有不同的原理和特点，因此在实际应用中应有针对性采用不同的局部放电检测技术。同时，国内的电缆检修正处于定期检修转向状态检修的阶段，这两种方式互相补充，结合应用，需要同时采用局部放电离线和在线的检测技术。但是目前存在的电缆局部放电测试仪要么只能提供局部放电离线测量的功能，要么只提供局部放电在线测量的功能，还没有将两种测量方式有效综合在一起，进而使得该测试仪能够对高压电缆进行全过程的局部放电检修。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高压电缆局部放电综合测试仪，其融合了局部放电离线测量和在线测量功能，从而能够对高压电缆不同检修阶段的局部放电状况进行统一评估。
为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：
一种高压电缆局部放电综合测试仪，其中，包括高压电容耦合单元、检测阻抗传感单元、高频电流传感单元、低压脉冲发生单元以及具有信号调理单元、数据采集单元和工业计算机单元的测试仪主机；
所述高压电容耦合单元，与试品电缆芯线相连而耦合从试品电缆芯线传导来的高频电流并在检测阻抗单元上产生一定幅值的电压信号；
所述检测阻抗单元，一端与高压电容耦合单元和信号调理单元均相连，另一端则与大地相连，以同时检测试验频率为20-200Hz范围内的试验电压信号和试品电缆芯线上传导的高频局部放电信号；
所述高频电流传感单元，用于检测试品电缆屏蔽线上传导的高频局部放电信号并输送至信号调理单元；
所述低压脉冲发生器，输入端与工业计算机单元相连，输出端产生低压脉冲并注入至试品电缆芯线和试品电缆屏蔽线中；
所述信号调理单元，一方面将检测阻抗单元输出信号分成低频试验电压信号和高频局部放电信号两路进行处理，对于低频试验电压信号进行滤波，对高频局部放电信号进行滤波和隔离放大；另一方面对高频电流传感单元输出的高频局部放电信号进行差分处理并放大；
所述数据采集单元，与信号调理单元的输出端相连并将信号调理单元输出的模拟信号快速转换为数字信号并传输到工业计算机单元；
所述工业计算机单元，与数据采集单元相连并对数字化的高频局部放电信号进行分析处理再将处理结果显示出来；该工业计算机单元还分析并监测高压试验过程中的试验电压信息。
进一步，所述高频电流传感单元采用卡钳结构，该卡钳结构套设在试品电缆屏蔽线的输出线上。
采用上述结构后，本实用新型通过高压电容耦合单元和检测阻抗单元而可实现对高压电缆局部放电的离线测量；而通过高频电流传感单元则可实现对高压电缆局部放电的在线测量。
与现有技术相比，本实用新型至少存在如下有益效果：
一、本实用新型能满足现有各大电网公司电力电缆交接和预防性试验规程的需要。
二、由于本实用新型采用一体化设计，即能够在一个设备上同时具有电缆局部放电离线测量和在线测量功能，由此大大提高了局部放电测试仪的使用效率，减少了以往需配备多样局部放电检测设备而带来的浪费。
三、由于本实用新型采用同一测量平台对电缆不同检修阶段的局部放电进行统一测量评估，如此可以避免基于不同测量方式技术的局部放电测试仪而带来的较大测量误差。
附图说明
图1为本实用新型涉及一种高压电缆局部放电综合测试仪的工作原理框图。
图中：
综合测试仪1              测试仪主机 10
高压电容耦合单元 11      检测阻抗传感单元 12
高频电流传感单元 13      低压脉冲发生单元14
信号调理单元15           数据采集单元16
工业计算机单元 17
变频电源单元 21          励磁变压器 22
电抗器 23                试品电缆 24
试品电缆芯线 241         试品电缆屏蔽线 242。
具体实施方式
为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。
如图1所示，其为本实用新型涉及的一种高压电缆局部放电综合测试仪1在测试时的原理图，该综合测试仪1包括高压电缆局部放电综合测试仪主机 10、高压电容耦合单元11、检测阻抗传感单元 12、高频电流传感单元 13 和低压脉冲发生单元14；其中，该高压电缆局部放电综合测试仪主机 10又包含信号调理单元15、数据采集单元16和工业计算机单元 17。
变频电源21、励磁变压器22、电抗器23和试品电缆24按照图1的试验方式连接构成了现有技术中常见的串联谐振交流耐压试验回路，该串联谐振交流耐压试验回路为高压试验获取符合试验要求的试验电压，使得试品电缆24或其接头发生局部放电，该局部放电产生的高频电流经过高压电容耦合单元11在检测阻抗传感单元12上产生一定幅值的电压信号。
所述高压电容耦合单元11与试品电缆芯线241相连，用于耦合从试品电缆芯线241传导来的高频电流并在检测阻抗单元12上产生一定幅值的电压信号。
所述检测阻抗单元12，一端与高压电容耦合单元11和信号调理单元15均相连，另一端则与大地相连，以同时检测试验频率为20-200Hz范围内的试验电压信号和试品电缆芯线241上传导的高频局部放电信号；具体地，该检测阻抗单元12还能够使20-200Hz范围内试验电压在不同试验频率下具有相同衰减增益以及高频局部放电信号的近似无衰减，有利于后续的信号处理与分析。由于高压电容耦合单元11和检测阻抗单元12分别接在试品电缆芯线241支路和大地之间，在进行局部放电高压试验前，必须先对运行中电缆进行停电，然后再接好试验回路进行高压试验，所以这种传感方式是应用于高压电缆局部放电的离线测量。
所述高频电流传感单元13，用于检测试品电缆屏蔽线242上传导的高频局部放电信号并输送至信号调理单元15；具体地，所述高频电流传感单元采用卡钳结构，该卡钳结构套设在试品电缆屏蔽线的输出线上，用于耦合从试品电缆屏蔽线 242传导过来的高频电流并输出一定幅值的电压信号。由于高频电流传感单元13是安装在试品电缆屏蔽线上，该屏蔽线与大地连接，因此在进行局部放电前，可不必对运行中电缆进行停电而直接进行局部放电测量，所以这种传感方式可应用于高压电缆局部放电的在线测量。
所述的低压脉冲发生单元14，输入端与工业计算机单元17相连而由工业计算机单元17控制向试品电缆24注入低压脉冲，具体是注入至试品电缆芯线241和试品电缆屏蔽线242中；再根据低压脉冲返回时间和传播速度计算试品电缆24的长度，配合工业计算机单元17中的检测定位分析软件用于高压电缆的局部放电定位，对于该检测定位分析软件，属于行业常用手段，无需详细说明。
所述的信号调理单元15，一方面用于将检测阻抗单元12输出信号分成低频试验电压信号和高频局部放电信号两路进行处理，对于低频试验电压信号进行滤波，对高频局部放电信号进行滤波和隔离放大；另一方面用于对高频电流传感单元13输出的高频局部放大信号进行差分处理并放大。
所述的数据采集单元16，与信号调理单元15的输出端相连并将信号调理单元15输出的模拟信号快速转换为数字信号并传输到工业计算机单元17。
所述的工业计算机单元17对数字化的高频局部放电信号进行分析处理再将处理结果显示出来，具体是将采集的数据经过数字降噪处理后获取信号的幅值，以图形形式显示放电信号的二维、三维图谱；
当局部放电发生时，工作人员可以采用高压电缆局部放电综合测试仪1对局部放电点进行离线定位，即采用高压电容耦合单元11和检测阻抗单元12的传感方式进行测量定位；局部放电脉冲从放电点向电力电缆两侧传播，直接向测量端传播的直达脉冲和向反方向传播被反射回来反射脉冲到达检测阻抗单元12具有时间差，工业计算机单元17可对直达脉冲、反射脉冲及二者时间差进行分析确定放电位置，并以图形形式显示放电位置的二维空间信息。工业计算机单元17同时引入试验电压信号，用于监测高压试验过程中的试验电压信息。工业计算机单元17还可对采集的局部放电信号保存到数据库进行管理并支持数据报表生成和打印。
上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。

Claims (2)

1.一种高压电缆局部放电综合测试仪，其特征在于，包括高压电容耦合单元、检测阻抗传感单元、高频电流传感单元、低压脉冲发生单元以及具有信号调理单元、数据采集单元和工业计算机单元的测试仪主机；
所述高压电容耦合单元，与试品电缆芯线相连而耦合从试品电缆芯线传导来的高频电流并在检测阻抗单元上产生一定幅值的电压信号；
所述检测阻抗单元，一端与高压电容耦合单元和信号调理单元均相连，另一端则与大地相连，以同时检测试验频率为20-200Hz范围内的试验电压信号和试品电缆芯线上传导的高频局部放电信号；
所述高频电流传感单元，用于检测试品电缆屏蔽线上传导的高频局部放电信号并输送至信号调理单元；
所述低压脉冲发生器，输入端与工业计算机单元相连，输出端产生低压脉冲并注入至试品电缆芯线和试品电缆屏蔽线中；
所述信号调理单元，一方面将检测阻抗单元输出信号分成低频试验电压信号和高频局部放电信号两路进行处理，对于低频试验电压信号进行滤波，对高频局部放电信号进行滤波和隔离放大；另一方面对高频电流传感单元输出的高频局部放电信号进行差分处理并放大；
所述数据采集单元，与信号调理单元的输出端相连并将信号调理单元输出的模拟信号快速转换为数字信号并传输到工业计算机单元；
所述工业计算机单元，与数据采集单元相连并对数字化的高频局部放电信号进行分析处理再将处理结果显示出来；该工业计算机单元还分析并监测高压试验过程中的试验电压信息。
2.如权利要求1所述的一种高压电缆局部放电综合测试仪，其特征在于，所述高频电流传感单元采用卡钳结构，该卡钳结构套设在试品电缆屏蔽线的输出线上。
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