CN209086378U - 一种用于检测电缆绝缘老化状态的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于检测电缆绝缘老化状态的装置，涉及电缆绝缘状态的检测领域。针对目前主流的电缆诊断方式容易受到电磁干扰，破坏性大，操作复杂的缺点，本实用新型采用直流高压电源，待测交联聚乙烯电缆，PA级微弱电流放大器，高压继电器，中间继电器，数据采集卡，电脑，金属屏蔽箱等器件进行连接并测试，其中高压继电器分为第一高压继电器和第二高压继电器。本实用新型提供的电缆绝缘测试方法具有非破坏性，测试回路简单，操作便捷，易于实现，具有较高的准确性。

Description

一种用于检测电缆绝缘老化状态的装置

技术领域

本实用新型发明涉及电缆绝缘状态的检测领域，尤其是一种用于诊断交联聚乙烯（XLPE）电缆绝缘老化状态的装置。

背景技术

由于交联聚乙烯（XLPE）电缆老化形式多种多样，所以存在着多种电缆绝缘老化检测方法。目前主流的电缆绝缘诊断方法大致有三种，在线监测方法，带电检测方法和离线检测方法。在线监测方法主要包括直流叠加法、直流分量法、介损法。带电检测法主要包括红外检测法，超高频局放检测法，超声波局放检测法。离线方法主要有工频耐压法和直流耐压法。上述电缆绝缘诊断方法大多是依据测量运行中电缆电气参量，通过分析这些电气参量来评估电缆的绝缘状态。由于电气参数在实际测量中受多种因素影响，因此大规模投入实际应用的诊断方法不多。在现场检测中，尤其是在线检测时会受到强工频电场和工频电流、入地杂散电流、电晕放电等干扰，使得待测特征量很难准确获取。介损等方法所获取的绝缘参数单一，难以对电缆老化程度进行准确判断。直流耐压法和工频耐压法会对电缆本体造成破坏。而局部放电法存在着电缆局放量的技术难题。因此需要研究具有非破坏性的，诊断量丰富，测试回路简单，体积小，功耗低且适用于工程现场电缆的绝缘诊断方法。

实用新型内容

为了克服现有的电缆绝缘诊断易受电磁干扰，破坏性强，可操作性差的缺点，本实用新型提供一种改进的基于极化/去极化电流法的电缆绝缘诊断装置，能够通过测量电缆表面的极化/去极化电流判断电缆绝缘的老化状况。

为解决现有电缆绝缘诊断方式存在的技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种诊断电缆绝缘老化状态的装置，由直流高压电源，待测交联聚乙烯电缆，PA级微弱电流放大器，高压继电器，中间继电器，数据采集卡，电脑，金属屏蔽箱等组成。所述高压继电器包括第一高压继电器和第二高压继电器。

将高压直流电源，第一高压继电器，待测电缆和微弱电流放大器依次连接，形成极化电路；第二高压继电器，待测电缆，微弱电流放大器依次连接，形成去极化电路。中间继电器连接两个高压继电器,控制其开合，形成互锁电路，实现极化电路和去极化电路之间的切换，保证仪器和测试者安全。中间继电器和微弱电流放大器的电压输出端连接数据采集卡，数据采集卡通过数据线和电脑连接。除电脑外，所有器件及导线放置在金属屏蔽箱内，防止受到电磁干扰。

优选的，所述高压直流电源最大输出电压为3kV。

优选的，所述电流放大器为HB-873型PA级微弱电流前置放大器。

优选的，所述数据采集卡为EM9636M型数据采集卡，最高采样频率为100KHz。

优选的，所述待测电缆为交联聚乙烯电缆。

本实用新型的有益效果是，电缆绝缘测试具有非破坏性，测试回路简单，操作便捷，易于实现，且具有较高的准确性。

附图说明

图1是本实用新型提供的实施例接线示意图：

图中的标号分别代表：1:高压直流电源；2:第一高压继电器；3:中间继电器；4:第二高压继电器；5:待测交联聚乙烯电缆；6:PA级微弱电流放大器；7:数据采集卡；8:电脑；9:金属屏蔽箱。

具体实施方式

图1是本实用新型提供的实施例接线示意图，如图1所示，一种诊断电缆绝缘老化状态的装置，包括直流高压电源1，高压继电器，中间继电器3，待测交联聚乙烯电缆5，PA级微弱电流放大器6，数据采集卡7，电脑终端8，金属屏蔽箱9，所述高压继电器包括第一高压继电器2和第二高压继电器4。

将高压直流电源1，第一高压继电器2，待测电缆5和微弱电流放大器6依次连接，形成极化电路；第二高压继电器4，待测电缆5，微弱电流放大器6依次连接，形成去极化电路。中间继电器3连接第一高压继电器2和第二高压继电器4，控制其开合，形成互锁电路，实现极化电路和去极化电路之间的切换，保证仪器和测试者安全。中间继电器3，微弱电流放大器6的电压输出端连接数据采集卡7，数据采集卡7通过数据线和电脑8连接。除电脑外，所有器件及导线放置在金属屏蔽箱9内，防止受到电磁干扰。

针对上述电缆绝缘老化状态检测电路，其检测方法采用以下步骤：

步骤S1、将待测电缆一端剥去绝缘层，金属屏蔽层及导电层，露出5cm缆芯，再将电缆另一端的绝缘层剥去，露出金属屏蔽层，长度约为5cm。

步骤S2、用湿毛巾擦拭电缆绝缘表面，消除绝缘表面附着的电荷。检查周围工作环境，确保无强磁场电场干扰。

步骤S3、连接检测电路，按照图1接线，并将其放置在金属屏蔽箱9内，电缆两端，即缆芯和金属屏蔽层分别与导线相连。打开电脑中的用于检测电流波形的Labview程序，将高压直流电源1，数据采集卡7，电流放大器6以及各继电器通电。

步骤S4、点击程序中的中间继电器按钮，使第一高压继电器2闭合，检测电路形成通路，电源向待测电缆进行充电，绝缘层形成极化电流。

步骤S5、待电流波形趋于稳定后，再次点击程序中的中间继电器按钮，第一高压继电器2断开，第二高压继电器4闭合，电缆两端形成短路，进行放电，绝缘层形成去极化电流。

步骤S6、待电流波形稳定后，关闭各模块电源，根据测得的极化和去极化电流波形判断电缆绝缘的老化状态。

根据上述步骤，测试开始时，直流高压激励施加在电缆缆芯和金属屏蔽层之间，为其充电，并持续一段时间，形成极化电流；然后进行电路切换，将电缆短路，开始放电，维持一段时间，形成去极化电流。两个高压继电器和一个中间继电器形成互锁电路，用于对极化和去极化电路的切换，同时确保仪器和测试者安全。电缆端部通过微弱电流放大器将PA级电流进行放大并转换至电压信号，该信号通过数据采集卡进行采集传递给电脑终端，最后借助Labview程序形成极化和去极化电流波形，并以此判断电缆绝缘的老化状态。

Claims (5)

1.一种用于检测电缆绝缘老化状态的装置，其特征在于，包括：

高压直流电源、高压继电器、中间继电器、微弱电流放大器、数据采集卡、电脑、待测交联聚乙烯电缆、金属屏蔽箱，所述高压继电器包括第一高压继电器和第二高压继电器。

高压直流电源，第一高压继电器，待测电缆和微弱电流放大器依次连接，形成极化电路；第二高压继电器，待测电缆，微弱电流放大器依次连接，形成去极化电路。中间继电器连接两个高压继电器,控制其开合，形成互锁电路，实现极化电路和去极化电路之间的切换，保证仪器和测试者安全。中间继电器和微弱电流放大器的电压输出端连接数据采集卡，数据采集卡通过数据线和电脑连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于检测电缆绝缘老化状态的装置，其特征在于：

所述高压直流电源最大输出电压为3kV。

3.根据权利要求1所述的一种用于检测电缆绝缘老化状态的装置，其特征在于：

所述电流放大器放大器为HB-873型PA级微弱电流前置放大器，放大倍数K最大为1011。

4.根据权利要求1所述的一种用于检测电缆绝缘老化状态的装置，其特征在于：

所述数据采集卡为EM9636M型数据采集卡，最高采样频率为100KHz。

5.根据权利要求1所述的一种用于检测电缆绝缘老化状态的装置，其特征在于：

所述待测电缆为交联聚乙烯电缆。