CN206671472U - 高压电缆局部放电检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电气设备状态检测技术领域,是一种高压电缆局部放电检测装置,其包括高压调节电路和脉冲信号产生电路,测试电缆单元包括测试电缆和中间接头,在测试电缆上间隔固定安装有中间接头,在中间接头内部设有典型缺陷模型,中心接头与交叉互联箱电连接,交叉互联箱接地;高压调节电路分别与脉冲信号产生电路和测试电缆电连接,测试电缆单元与脉冲信号产生电路电连接,脉冲信号产生电路与局部放电检测单元电连接。本实用新型结构合理,通过局部放电检测单元测定其脉冲放电信号的局部放电相位分布或飞行图,用信号幅值来量化表征局部放电故障程度,为研究放电信号幅值与实际放电量大小及设备状况的严重程度之间的对应关系提供数据支持。
Description
技术领域
本实用新型涉及电气设备状态检测技术领域,是一种高压电缆局部放电检测装置。
背景技术
随着电缆线路的增多,随着投运年限的增长,电缆将不可避免的老化,因此为了掌握电缆线路的运行状态,及时发现缺陷并采取处理措施,避免设备事故的出现,高频局部放电带电检测已经成为掌握电缆线路的运行状态的重要手段。
目前国内外应用成熟的局部放电带电检测技术由于传感器、信号处理电路均有所差异,加之各类方法所检测信号的传播路径的因素,很难直接用信号幅值来量化表征局部放电故障的程度,也很难确定检测出的放电信号幅值与实际放电量大小及设备状况的严重程度之间的对应关系。同时现在的电缆局部放电检测大多都应用于现场测试,并未展开实验室模拟实验,从而不能为全面深入开展高压电缆状态检测与状态检修工作提供技术支持,如状态检测设备的比较应用与综合对比,状态检测技术规程、标准和工作导则的制定,现场状态检测工作的正确开展,电缆设备的综合状态评估与故障诊断及智能化应用等,不利于电缆局部放电检测技术的提升。
发明内容
本实用新型提供了一种高压电缆局部放电检测装置,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决现有电缆局部放电检测未展开实验室模拟实验,且不能直接用信号幅值来量化表征局部放电故障程度的问题。
本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的:一种高压电缆局部放电检测装置,包括高压调节电路、脉冲信号产生电路、测试电缆单元、典型缺陷模型、局部放电检测单元和交叉互联箱,所述测试电缆单元包括测试电缆和中间接头,在测试电缆上间隔固定安装有中间接头,在中间接头内部设有典型缺陷模型,中心接头与交叉互联箱电连接,交叉互联箱接地;所述高压调节电路分别与脉冲信号产生电路和测试电缆电连接,测试电缆单元与脉冲信号产生电路电连接,脉冲信号产生电路与局部放电检测单元电连接。
下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进:
上述脉冲信号产生电路可包括电缆等效电容、检测阻抗和电容分压器,电缆等效电容和检测阻抗串联,电缆等效电容的输入端和检测阻抗的输出端与高压调节电路并联,电容分压器与电缆等效电容的输入端和检测阻抗的输出端并联,电容分压器的输入端与测试电缆的一端电连接,检测阻抗的输出端接地。
上述局部放电检测单元可包括PD Check局放测试仪,PD Check局放测试仪的输入端分别与电缆等效电容的输出端和电容分压器的分压输出端电连接;或/和,所述脉冲信号产生电路还可包括罗氏线圈,所述罗氏线圈套装在测试电缆的外侧;局部放电检测单元还可包括示波器,示波器的输入端分别与电容分压器的分压输出端和罗氏线圈的输出端电连接。
上述PD Check局放测试仪的输入端可通过同轴电缆分别与电缆等效电容的输出端和电容分压器的分压输出端电连接;示波器的输入端可通过同轴电缆分别与电容分压器的分压输出端和罗氏线圈的输出端电连接。
上述高压调节电路可包括高压电源、调压器、开关和试验变压器,高压电源与调压器串联,调压器与试验变压器串联,在调压器与试验变压器之间串联有开关,试验变压器的输出端与电缆等效电容的输入端和检测阻抗的输出端并联。
上述还可包括电缆终端,所述电缆终端包括复合套管式户外终端,所述测试电缆的一端与复合套管式户外终端电连接,复合套管式户外终端与电容分压器的输入端电连接。
上述典型缺陷模型可包括电树枝放电模型、滑闪放电模型、气泡放电模型和悬浮放电模型。
本实用新型结构合理而紧凑,使用方便,选取测试电缆,设置典型缺陷模型,并且通过高压调节电路进行加压,在加压情况下测试电缆上的典型缺陷模型发生局部放电,此时测试电缆两端会产生一个瞬时的电压变化,此电压经过脉冲信号产生电路产生脉冲电压信号,局部放电检测单元采集、处理脉冲电压信号,测定其脉冲放电信号的局部放电相位分布或飞行图,从而用信号幅值来量化表征局部放电故障程度,为研究放电信号幅值与实际放电量大小及设备状况的严重程度之间的对应关系提供数据支持,为高压电缆状态检测与状态检修工作提供技术支持。
附图说明
附图1为本实用新型最佳实施例的电路结构示意图。
附图2为本实用新型最佳实施例的测试电缆单元结构示意图。
附图3为本实用新型最佳实施例的应力锥表面有气隙缺陷模型示意图。
附图4为本实用新型最佳实施例的应力锥错位缺陷模型示意图。
附图5为本实用新型最佳实施例的外半导电层尖端缺陷模型示意图。
附图6为本实用新型最佳实施例的绝缘表面划痕缺陷模型示意图。
附图7为本实用新型最佳实施例的绝缘表面污染物缺陷模型示意图。
附图中的编码分别为:K为开关,L为罗氏线圈,CX为电缆等效电容,R为检测阻抗,CK为电容分压器,1为第一中间接头,2为第二中间接头,3为第三中间接头,4为第四中间接头,5为第五中间接头,6为第六中间接头,7为测试电缆,8为交叉互联箱。
具体实施方式
本实用新型不受下述实施例的限制,可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述:
如附图1、2所示,该高压电缆局部放电检测装置,包括高压调节电路、脉冲信号产生电路、测试电缆单元、典型缺陷模型、局部放电检测单元和交叉互联箱8,所述测试电缆单元包括测试电缆7和中间接头,在测试电缆7上间隔固定安装有中间接头,在中间接头内部设有典型缺陷模型,中心接头与交叉互联箱8电连接,交叉互联箱8接地;所述高压调节电路分别与脉冲信号产生电路和测试电缆7电连接,测试电缆单元与脉冲信号产生电路电连接,脉冲信号产生电路与局部放电检测单元电连接。
如附图2所示,交叉互联箱8为现有公知技术,用于测试电缆7接地;测试电缆7可以是110kv或220kv,测试电缆7的长度可以是100米,测试电缆7可以是三相测试电缆;若测试电缆7是三相测试电缆,则中间接头最好有六个,在三相测试电缆的每一相上可等间隔固定安装有两个中间接头,这里中间接头包括整体预制式和插拔式装配型两种型号,如附图2所示,在A相电缆上等间隔固定安装有第一中间接头1和第四中间接头4,在B相电缆上等间隔固定安装有第二中间接头2和第五中间接头5,在C相电缆上等间隔固定安装有第三中间接头3和第六中间接头6,在每个中间接头的内部设置一个典型缺陷模型;高压调节电路主要进行加压,产生高频电压;脉冲信号产生电路主要用来在测试电缆7发生局部放电时产生脉冲电压信号;局部放电检测单元主要用来测量局部放电产生的脉冲信号。
工作时,选取测试电缆,设置典型缺陷模型,并且通过高压调节电路进行加压,在加压情况下测试电缆7上的典型缺陷模型发生局部放电,此时测试电缆7两端会产生一个瞬时的电压变化,此电压经过脉冲信号产生电路产生脉冲电压信号,局部放电检测单元采集、处理脉冲电压信号,测定其脉冲放电信号的局部放电相位分布或飞行图,从而用信号幅值来量化表征局部放电故障程度,为研究放电信号幅值与实际放电量大小及设备状况的严重程度之间的对应关系提供数据支持,为高压电缆状态检测与状态检修工作提供技术支持。
可根据实际需要,对上述高压电缆局部放电检测装置作进一步优化或/和改进:
如附图1所示,所述脉冲信号产生电路包括电缆等效电容CX、检测阻抗R和电容分压器CK,电缆等效电容CX和检测阻抗R串联,电缆等效电容CX的输入端和检测阻抗R的输出端与高压调节电路并联,电容分压器CK与电缆等效电容CX的输入端和检测阻抗R的输出端并联,电容分压器CK的输入端与测试电缆7的一端电连接,检测阻抗R的输出端接地。
这里,电缆等效电容CX即为耦合电容,为现有公知技术,用来将测试电缆7发生局部放电时产生的瞬时电压变化耦合到检测阻抗R上;检测阻抗R为现有公知技术,主要起到耦合局部放电脉冲信号和抑制试验电压的工频及谐波的低频信号的双重作用,同时具有过电压保护功能,根据实际需要,检测阻抗R可以置于特制的屏蔽金属盒内,并用屏蔽优良的同轴电缆将金属盒与局部放电检测单元相连接,金属外壳作接地处理,有效避免空间的各种电磁干扰;电容分压器CK为现有公知技术,相对普通电阻式分压器的耐压强度大,不易击穿,用来测量交流高压。
工作时,通过高压调节电路加压,在加压情况下测试电缆7上的典型缺陷模型发生局部放电,此时测试电缆7两端会产生一个瞬时的电压变化,此电压经过电缆等效电容CX,电缆等效电容CX将电压耦合到检测阻抗R上,此时回路中就会产生一个脉冲电流信号,该脉冲电流信号流经检测阻抗R产生的脉冲电压信号,局部放电检测单元采集经检测阻抗R产生的脉冲电压信号和电容分压器CK的分压输出端输出的电压,然后进行放大、处理和显示,最后根据需要输出局部放电相位分布或飞行图。
如附图1所示,所述局部放电检测单元包括PD Check局放测试仪,PD Check局放测试仪的输入端分别与电缆等效电容CX的输出端和电容分压器CK的分压输出端电连接。PDCheck局放测试仪为现有公知技术,PD Check局放测试仪是一种独立的紧凑型设备绝缘全面诊断系统,有三个PD采样通道和七个附加采样通道,以便同时测量PD信号和其它系统参量,以实现设备的诊断和监测分析,同时抗干扰能力强;PD Check局放测试仪可以根据不同局放现象的脉冲波形进行分类,将其分成不同波束,因此若在测试电缆7上放置多种典型缺陷模型时,PD Check局放测试仪能将各种典型缺陷模型对应的放电波形自动分离,从而方便工作人员进行分别提取及分析。
如附图1所示,所述脉冲信号产生电路还包括罗氏线圈L,所述罗氏线圈L套装在测试电缆7的外侧;局部放电检测单元还包括示波器,示波器的输入端分别与电缆等效电容CX的输出端和电容分压器CK的分压输出端电连接。罗氏线圈L为现有公知技术,罗氏线圈L套在被测量的导体上,导体中流过的交流电流会在导体周围产生一个交替变化的磁场,从而在罗氏线圈L中感应出一个与电流变比成比例的交流电压信号,因此本实用新型中将罗氏线圈L套在测试电缆7上,可以测得测试电缆7发生局部放电是产生的脉冲电压信号,然后将脉冲电压信号通过同轴电缆输出给局部放电检测单元。示波器为现有公知技术,与罗氏线圈L电连接,用来方便工作人员观察是否本实用新型是否正常产生脉冲电压信号。
如附图1所示,所述PD Check局放测试仪的输入端通过同轴电缆分别与电缆等效电容CX的输出端和电容分压器CK的分压输出端电连接。
如附图1所示,所述示波器的输入端通过同轴电缆分别与电容分压器CK的分压输出端和罗氏线圈L的输出端电连接。
如附图1所示,所述高压调节电路包括高压电源、调压器、开关K和试验变压器,高压电源与调压器串联,调压器与试验变压器串联,在调压器与试验变压器之间串联有开关K,试验变压器的输出端与电缆等效电容CX的输入端和检测阻抗R的输出端并联。这里调压器和试验变压器均为现有公知技术,开关K可以是空气开关。
如附图1、2所示,还包括电缆终端,所述电缆终端包括复合套管式户外终端,所述测试电缆7的一端与复合套管式户外终端电连接,复合套管式户外终端与电容分压器CK的输入端电连接。这里复合套管式户外终端为现有公知技术,复合套管式户外终端主要用来使测试电缆7的一端与电容分压器CK的输入端通过裸导线电连接在一起。
如附图2、3、4、5、6、7所示,所述典型缺陷模型包括电树枝放电模型、滑闪放电模型、气泡放电模型和悬浮放电模型。本实用新型中,气泡放电模型可以是应力锥气隙缺陷,即在应力锥中间外屏蔽管处制造的气隙缺陷,设置在第一中间接头1内部;滑闪放电模型可以是应力锥错位缺陷和主绝缘划痕缺陷,应力锥错位缺陷设置在第二中间接头2内部,用于模拟因接头应力锥与外半导电层断口间错位,引起的电场集中所造成的界面爬电现象,主绝缘划痕缺陷设置在第四中间接头4内部,用来模拟主绝缘打磨时,受到划痕损伤的缺陷;电树枝放电模型可以是半导电层尖端缺陷,为外半导电层切削不规整引起的缺陷,设置在第三中间接头3内部;悬浮放电模型可以是主绝缘表面污染物缺陷,即在电缆本体绝缘和接头预制件绝缘的交界面上放置形状大小不规则的金属铜颗粒,设置在第五中间接头5内部。
以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例,其具有较强的适应性和最佳实施效果,可根据实际需要增减非必要的技术特征,来满足不同情况的需求。
Claims (10)
1.一种高压电缆局部放电检测装置,其特征在于包括高压调节电路、脉冲信号产生电路、测试电缆单元、典型缺陷模型、局部放电检测单元和交叉互联箱,所述测试电缆单元包括测试电缆和中间接头,在测试电缆上间隔固定安装有中间接头,在中间接头内部设有典型缺陷模型,中心接头与交叉互联箱电连接,交叉互联箱接地;所述高压调节电路分别与脉冲信号产生电路和测试电缆电连接,测试电缆单元与脉冲信号产生电路电连接,脉冲信号产生电路与局部放电检测单元电连接。
2.根据权利要求1所述的高压电缆局部放电检测装置,其特征在于:所述脉冲信号产生电路包括电缆等效电容、检测阻抗和电容分压器,电缆等效电容和检测阻抗串联,电缆等效电容的输入端和检测阻抗的输出端与高压调节电路并联,电容分压器与电缆等效电容的输入端和检测阻抗的输出端并联,电容分压器的输入端与测试电缆的一端电连接,检测阻抗的输出端接地。
3.根据权利要求2所述的高压电缆局部放电检测装置,其特征在于:所述局部放电检测单元包括PD Check局放测试仪,PD Check局放测试仪的输入端分别与电缆等效电容的输出端和电容分压器的分压输出端电连接;或/和,所述脉冲信号产生电路还包括罗氏线圈,所述罗氏线圈套装在测试电缆的外侧;局部放电检测单元还包括示波器,示波器的输入端分别与电容分压器的分压输出端和罗氏线圈的输出端电连接。
4.根据权利要求3所述的高压电缆局部放电检测装置,其特征在于:所述PD Check局放测试仪的输入端通过同轴电缆分别与电缆等效电容的输出端和电容分压器的分压输出端电连接;所述示波器的输入端通过同轴电缆分别与电容分压器的分压输出端和罗氏线圈的输出端电连接。
5.根据权利要求2或3或4所述的高压电缆局部放电检测装置,其特征在于:所述高压调节电路包括高压电源、调压器、开关和试验变压器,高压电源与调压器串联,调压器与试验变压器串联,在调压器与试验变压器之间串联有开关,试验变压器的输出端与电缆等效电容的输入端和检测阻抗的输出端并联。
6.根据权利要求2或3或4所述的高压电缆局部放电检测装置,其特征在于:还包括电缆终端,所述电缆终端包括复合套管式户外终端,所述测试电缆的一端与复合套管式户外终端电连接,复合套管式户外终端与电容分压器的输入端电连接。
7.根据权利要求5所述的高压电缆局部放电检测装置,其特征在于:还包括电缆终端,所述电缆终端包括复合套管式户外终端,所述测试电缆的一端与复合套管式户外终端电连接,复合套管式户外终端与电容分压器的输入端电连接。
8.根据权利要求1或2或3或4或7所述的高压电缆局部放电检测装置,其特征在于:所述典型缺陷模型包括电树枝放电模型、滑闪放电模型、气泡放电模型和悬浮放电模型。
9.根据权利要求5所述的高压电缆局部放电检测装置,其特征在于:所述典型缺陷模型包括电树枝放电模型、滑闪放电模型、气泡放电模型和悬浮放电模型。
10.根据权利要求6所述的高压电缆局部放电检测装置,其特征在于:所述典型缺陷模型包括电树枝放电模型、滑闪放电模型、气泡放电模型和悬浮放电模型。
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