CN209055624U - 一种电缆首末端局部放电定位装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种电缆首末端局部放电定位装置，包括高压电源、阻塞电抗、局部放电检测单元、上位机和谐振选频阻抗，高压电源通过阻塞电抗与试品电缆首端连接，谐振选频阻抗与试品电缆末端连接以控制行波发射系数，谐振选频阻抗与试品电缆的特性阻抗形成的谐振选频频率范围为800kHz～1.5MHz，局部放电检测单元分别与试品电缆首端和上位机连接，以对试品电缆进行脉冲电流法局部放电检测，上位机根据局部放电检测单元检测到的首脉冲频谱和第二个脉冲频谱定位局部放电在试品电缆的首端或者末端。本实用新型能够准确定位局部放电发生在电缆的首端还是末端，从而提高局部放电检测的准确性和可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电缆首末端局部放电定位装置。
背景技术
由于10kV电缆在配电网络中应用广泛，其安全、可靠的运行直接关系着工业用电和生活用电。但是由于10kV电缆绝缘在生产工艺中可能产生气泡、杂质，电缆中间接头制作和安装过程中也可能产生缺陷，导致电缆在运行过程中产生局部放电，最终导致绝缘击穿。因此电力公司会对电缆进行预防性试验，周期性的对电缆绝缘状态进行评估。
根据IEC60270和国家标准规定，对电缆进行测试时需采用脉冲电流测试法，在高压电源的激励下，通过局部放电检测单元对电缆中的局部放电进行检测，再通过时域反射技术对检测到的局部放电缺陷进行定位分析，能够准确的分析缺陷位置并根据放电数据评估严重性并制定相应的检修策略。
时域反射技术定位主要通过首个检测脉冲与该检测脉冲经电缆末端反射回来的第二个脉冲之间的时间差进行定位，如当电缆中间某部分发生局部放电时，两个脉冲之间的时间差为Δt＝(2Lcable-l)/v，其中，Lcable为电缆的长度，v为脉冲在该电缆中传播的速度。通过该方法可以精确计算出局部放电缺陷位置，然而电缆系统中常见的缺陷还发生在电缆首末端，而首末端缺陷产生的局部放电脉冲的时间差相同，其表达式均为Δt＝2Lcable/v，因此，依据时域反射原理，无法得到该缺陷是在电缆首端接头处还是末端接头处。
为了更为全面的对电缆缺陷进行定位分析，本实用新型展示的通过谐振选频原理的分辨电缆首末端产生的局部放电技术，能够有效的解决上述难题，提高检测的准确性和可靠性。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提出一种电缆首末端局部放电定位装置，能够准确定位局部放电发生在电缆的首端还是末端，从而提高局部放电检测的准确性和可靠性。
本实用新型通过以下技术方案实现：
一种电缆首末端局部放电定位装置，包括高压电源、阻塞电抗、局部放电检测单元、上位机和谐振选频阻抗，高压电源通过阻塞电抗与试品电缆首端连接，谐振选频阻抗与试品电缆末端连接以控制行波发射系数，谐振选频阻抗与试品电缆的特性阻抗形成的谐振选频频率范围为800kHz～1.5MHz，局部放电检测单元分别与试品电缆首端和上位机连接，以对试品电缆进行局部放电检测，上位机根据局部放电检测单元检测到的首脉冲频谱和第二个脉冲频谱定位局部放电在试品电缆的首端或者末端。
进一步的，所述谐振选频阻抗包括串联的谐振选频电容、谐振选频电感和谐振选频电阻，谐振选频电感与所述试品电缆末端连接。
进一步的，所述谐振选频电容包括多个并联的电容以改变谐振选频频率。
进一步的，所述局部放电检测单元包括局部放电测试仪。
进一步的，所述谐振选频电感采用空心绕制电感。
进一步的，所述谐振选频电容采用薄膜电容。
进一步的，所述谐振选频电容、谐振选频电感和谐振选频电阻耐压电压均为30kV且在耐压电压范围内局部放电量小于5pC。
本实用新型具有如下有益效果：
1、本使用新型在试品电缆末端连接谐振选频阻抗以与试品电缆的特性阻抗形成谐振选频频率，其中，谐振选频频率的范围为范围为800kHz～1.5MHz，如此当局部放电检测单元对试品电缆进行脉冲电流法局部放电检测时，上位机通过分析其检测到首脉冲频谱和第二个脉冲频谱是否在选频频率处发生凹陷，即可定位局部放电发生在电缆的首端还是末端，从而提高局部放电检测的准确性和可靠性，且谐振选频阻抗对正常的脉冲电流法检测的升压和局部放电检测过程几乎没有影响。
2、谐振选频电容包括多个并联的电容，能够根据实际应用场合改变谐振选频频率值。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型实施例一中的测试脉冲波形。
图3为本实用新型实施例一中的测试脉冲波形中首脉冲频谱。
图4为本实用新型实施例一中的测试脉冲波形中第二个脉冲频谱。
图5为本实用新型实施例二中的测试脉冲波形。
图6为本实用新型实施例二中的测试脉冲波形中首脉冲频谱。
图7为本实用新型实施例二中的测试脉冲波形中第二个脉冲频谱。
其中，1、高压电源；2、阻塞电抗；3、局部放电检测单元；4、上位机；5、试品电缆；6、谐振选频阻抗。
具体实施方式
如图1所示，电缆首末端局部放电定位装置包括高压电源1、阻塞电抗2、局部放电检测单元3、上位机4和谐振选频阻抗6，高压电源1通过阻塞电抗2与试品电缆5首端连接，谐振选频阻抗6与试品电缆5末端连接以控制行波发射系数，谐振选频阻抗6与试品电缆5的特性阻抗形成的谐振选频频率范围为800kHz～1.5MHz，局部放电检测单元3分别与试品电缆5首端和上位机4连接，以对试品电缆5进行脉冲电流法局部放电检测，并将检测到的首脉冲频谱和第二个脉冲频谱传输至上位机4，上位机4根据该首脉冲频谱和第二个脉冲频谱定位局部放电在试品电缆5的首端或者末端，具体的，若首脉冲频谱在选频频率处未发生凹陷，而第二个脉冲频谱在选频频率处发生凹陷，则局部放电发生在试品电缆5的首端；若首脉冲频谱和第二个脉冲频谱均在选频频率处发生凹陷，则局部放电发生在试品电缆5的末端。
谐振选频阻抗6包括串联的谐振选频电容C、谐振选频电感L和谐振选频电阻R，谐振选频电感L与试品电缆5末端连接，谐振选频电容C一端接地。谐振选频电容C包括多个并联的电容以根据实际情况改变谐振选频频率。谐振选频电容C、谐振选频电感L和谐振选频电阻R耐压电压均为30kV且在耐压电压范围内局部放电量小于5pC。本实用新型的基本原理为改变不同频率下局部放电在电缆末端的行波反射系数，其中，行波反射系数其中，L、C、R、Z0分别为谐振选频阻抗6的电感、电容、电阻和试品电缆5的特性阻抗，ω为谐振选频频率。对于选频频率附近的局部放电分量反射系数极低，其他频率成分接近1，即存在频谱上的凹陷。
局部放电检测单元3包括现有的局部放电测试仪。谐振选频电感L采用空心绕制电感。谐振选频电容C采用薄膜电容。上位机4为电脑。
在一根长487m的10kV单芯XLPE电缆上进行测试，谐振选频电容C容值为350pF，谐振选频电感L电感值为55μH，谐振选频电阻R阻值为电感电阻值为12Ω，采用该谐振选频阻抗6时电缆末端反射系数与信号频率的关系为：在1.08MHz～1.15MHz之间存在凹陷特征，即局部放电信号中该频段的信号不反射，而其他频段信号基本全反射。
实施例一：
本实施例中，在试品电缆5首端人为制造局部放电缺陷，通过脉冲电流法测量检测得到测试脉冲波形如图2所示。图3和图4分别为测试脉冲波形中首脉冲频谱图和第二个脉冲频谱图，从图中可知，首脉冲频谱中无频率凹陷特征，而次脉冲频谱在1.1MHz左右存在明显的凹陷特征。
实施例二：
在本实施例中，在试品电缆5末端人为制造局部放电缺陷，通过脉冲电流法测量检测得到测试脉冲波形如图5所示。图6和图7分别为测试脉冲波形中首脉冲频谱图和第二个脉冲频谱图，从图中可知，首脉冲频谱和第二个脉冲频谱均在1.1MHz左右存在明显的凹陷特征。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，故不能以此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。
Claims (7)
1.一种电缆首末端局部放电定位装置，其特征在于：包括高压电源、阻塞电抗、局部放电检测单元、上位机和谐振选频阻抗，高压电源通过阻塞电抗与试品电缆首端连接，谐振选频阻抗与试品电缆末端连接以控制行波发射系数，谐振选频阻抗与试品电缆的特性阻抗形成的谐振选频频率范围为800kHz～1.5MHz，局部放电检测单元分别与试品电缆首端和上位机连接，以对试品电缆进行局部放电检测，上位机根据局部放电检测单元检测到的首脉冲频谱和第二个脉冲频谱定位局部放电在试品电缆的首端或者末端。
2.根据权利要求1所述的一种电缆首末端局部放电定位装置，其特征在于：所述谐振选频阻抗包括串联的谐振选频电容、谐振选频电感和谐振选频电阻，谐振选频电感与所述试品电缆末端连接。
3.根据权利要求2所述的一种电缆首末端局部放电定位装置，其特征在于：所述谐振选频电容包括多个并联的电容以改变谐振选频频率。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种电缆首末端局部放电定位装置，其特征在于：所述局部放电检测单元包括局部放电测试仪。
5.根据权利要求2或3所述的一种电缆首末端局部放电定位装置，其特征在于：所述谐振选频电感采用空心绕制电感。
6.根据权利要求2或3所述的一种电缆首末端局部放电定位装置，其特征在于：所述谐振选频电容采用薄膜电容。
7.根据权利要求2或3所述的一种电缆首末端局部放电定位装置，其特征在于：所述谐振选频电容、谐振选频电感和谐振选频电阻耐压电压均为30kV且在耐压电压范围内局部放电量小于5pC。
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| CN110879337A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-03-13 | 广州供电局有限公司 | 震荡波电压产生电路及电缆局部放电检测装置 |
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