CN209496104U - 一种用于高压电缆耐压试验时局部放电测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于高压电缆耐压试验时局部放电测试系统，其包括串联谐振产生单元、高速采集单元、数据处理单元，所述串联谐振产生单元接电源，所述串联谐振产生单元的输出连接被测电缆，向被测电缆施加测试信号，所述高速采集单元获取电缆上的电信号，通过通讯线向所述数据处理单元传输采集的数据；所述串联谐振产生单元，包含变频电源、升压装置、谐振单元，所述变频电源的输入接电源，对输入的交流电源进行频率、电压转换，所述变频电源的输出接所述升压装置。所述数据处理单元用于获取采集数据，并建立数据库，分析数据，并显示分析结果。本实用新型适用范围广，体积小，重量轻，试验容量大、试验电压高。安全可靠性高，操作简洁方便，试验的等效性好。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力检测技术领域，具体为一种属用于高压电缆耐压试验时局部放电测试系统。
背景技术
电缆的绝缘性是电缆的一个重要指标，而电缆不单单需要测试整体绝缘性，更重要的是测量电缆个别位置存在的绝缘缺陷，在高压下电缆的局部缺陷会存在局部放电现象，缓慢损坏电缆绝缘介质，最终导致绝缘介质击穿，发生故障。
2016年12月1日实施的国标GB 50150-2016《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》第17部分第8条要求在高压电缆做耐压试验时，同时检测电缆的局部放电。利用局放监测系统在耐压过程，严密监视局放信号随电压和时间变化的趋势，掌握电缆缺陷严重程度的变化。
高压电缆耐压局部放电检测，难度与技术瓶颈，主要是如何排除升压装置自身局部放电的干扰。目前国内外采用的主要有以下几种方法：
无局放升压装置
在没有电缆局部放电技术之前，传统的耐压升压装置，采用的是变频谐振装置产生试验电源，如图1所示，变频柜是装置的核心部件，变频柜通过晶闸管的整流和逆变获取试验所需的频率，在电源变换过程中引入了大量的谐波或高频脉冲电流成分。高频成分中，既有沿面放电，也有局部放电。
电缆局部放电测试时，会严重影响电缆绝缘本体的局部放电的判断，所以，便有无局放升压装置技术。但无局放升压装置对励磁变制造工艺要求非常严格，成本昂贵。
1、变频相位开窗法
在进行电缆耐压试验过程中同时进行局放测试，由于电缆耐压试验电源采用异频电源，工频信号在被试系统的相位图谱上不具有相关性，只有升压装置内部的局放信号可能在工频信号的相位图谱上具有相关性，利用这一点可有效排除运行设备产生的干扰信号。试验装置自身的局放信号是晶闸管的开通关闭造成，一般集中在特定相位，这类干扰在一定程度上可通过“开相位窗”予以排除。但是，这种方法，准确获取相位信息困难，容易混淆升压装置的局部放电和电缆本体的局部放电。
电力电缆耐压试验用局部放电检测装置及检测方法
该方法侧重于采用饱和电抗器滤除低频低频干扰信号，采集系统采集超高频信号。但是，该方法存在这样的不足之处：1)升压装置产生的放电频率是随机的，既有低频、高频、超高频信号，采集到的超高频信号难免有升压装置的超高频信号；2)超高频信号衰减系数大，传输距离短，适用电缆头等较近较短的容性电气设备，不适用较长电缆的局部放电试验。
3、振荡波电缆局部放电测试方法
电缆振荡波检测技术基于LCR阻尼振荡原理，在完成电缆直流充电的基础上，通过内置的高压电抗器、高压实时固态开关与试品电缆形成阻尼振荡电压波，在试品电缆上施加近似工频的正弦电压波，激发出电缆潜在缺陷处的放电信号。该方法目前只能做到10kV且体积庞大，造价高昂。
实用新型内容
为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种用于高压电缆耐压试验时局部放电测试系统，采用串联谐振产生单元产生固定频率的正弦波交流电压，施加到被测电缆上，通过高速采集单元获取电信号，传输至处理单元根据电信号的特性，获取局部放电发生的位置等信息。
具体地，本实用新型提供一种用于高压电缆耐压试验时局部放电测试系统，其包括串联谐振产生单元、高速采集单元、数据处理单元，所述串联谐振产生单元接电源，所述串联谐振产生单元的输出连接被测电缆，用于向被测电缆施加测试信号，所述高速采集单元获取电缆上的电信号，所述高速采集单元通过通讯线向所述数据处理单元传输采集的数据；
所述串联谐振产生单元包含变频电源、升压装置以及谐振单元，所述变频电源的输入端连接电源，用于对输入的交流电源进行频率以及电压转换，所述变频电源的输出端连接所述升压装置，所述升压装置用于对输入的交流电进行升压以符合测试所要求高压，所述升压装置的输出端连接所述谐振单元，所述谐振单元与被测电缆组成串联谐振电路；
所述高速采集单元包括高频电流传感器以及高速采集卡，所述高频电流传感器用测量被测电缆的屏蔽层接地线上的电流信号，所述高速采集卡连接所述高频电流传感器的输出端，用于将测量的电流信号转换为数字信号，并传输至所述数据处理单元；
所述数据处理单元用于获取采集数据并建立数据库，分析数据并显示分析结果。
优选地，串联谐振产生单元为变频式谐振单元。
优选地，所述数据处理单元为PC电脑。
优选地，所述串联谐振产生单元采用60Hz交流电升压。
优选地，所述数据处理单元3为PC电脑或单片机。
优选地，所述串联谐振产生单元1采用60Hz交流电升压。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型适用范围广，体积小，重量轻，试验容量大、试验电压高。安全可靠性高，操作简洁方便，试验的等效性好，
本实用新型的串联谐振装置对高次谐波分量回路阻抗很大，所以试品上波形好；同时若在耐压试验过程中发生闪烁、击穿，因失去了谐振条件，高电压立即消失，从而使电弧立即熄灭。
本实用新型恢复电压建立过程较长，很容易再次达到闪络电压之前控制电源跳闸，避免重复击穿，恢复电压并不产生任何过冲所引起的过电压。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的结构示意框图；
图3为本发明的电路示意图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本实用新型的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
本实用新型提供一种用于高压电缆耐压试验时局部放电测试系统，如图1至图3所示，其包括串联谐振产生单元1、高速采集单元2、数据处理单元3，所述串联谐振产生单元1接电源，所述串联谐振产生单元1的输出连接被测电缆，向被测电缆施加测试信号，所述高速采集单元2获取电缆上的电信号，通过通讯线向所述数据处理单元3传输采集的数据。
所述串联谐振产生单元1，包含变频电源11、升压装置12、谐振单元13，所述变频电源 11的输入接电源，对输入的交流电源进行频率、电压转换，所述变频电源11的输出接所述升压装置12，所述升压装置12对输入的交流电进行升压，以符合测试所要求高压，所述升压装置12的输出连接所述谐振单元13，所述谐振单元13与被测电缆组成串联谐振电路。
所述高速采集单元2包括高频电流传感器21、高速采集卡22，所述高频电流传感器21 用测量被测电缆的屏蔽层接地线上的电流信号，所述高速采集卡22连接所述高频电流传感器21的输出，将测量的电流信号转换为数字信号，并传输至所述数据处理单元3。
所述数据处理单元3用于获取采集数据，并建立数据库，分析数据，并显示分析结果。
优选地，串联谐振产生单元1为变频式谐振单元。
优选地，所述数据处理单元3为PC电脑或单片机。
优选地，所述串联谐振产生单元1采用60Hz交流电升压。
谐振频率的计算公式为：
其中f0为谐振频率，单位Hz；L为电抗器电感量，单位H；C为被测品电容，单位μF。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型适用范围广，体积小，重量轻，试验容量大、试验电压高。安全可靠性高，操作简洁方便，试验的等效性好。
本实用新型的串联谐振装置对高次谐波分量回路阻抗很大，所以试品上波形好；同时若在耐压试验过程中发生闪烁、击穿，因失去了谐振条件，高电压立即消失，从而使电弧立即熄灭。
本实用新型恢复电压建立过程较长，很容易再次达到闪络电压之前控制电源跳闸，避免重复击穿，恢复电压并不产生任何过冲所引起的过电压。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种用于高压电缆耐压试验时局部放电测试系统，其特征在于：其包括串联谐振产生单元、高速采集单元、数据处理单元，所述串联谐振产生单元接电源，所述串联谐振产生单元的输出连接被测电缆，用于向被测电缆施加测试信号，所述高速采集单元获取电缆上的电信号，所述高速采集单元通过通讯线向所述数据处理单元传输采集的数据；
所述串联谐振产生单元包含变频电源、升压装置以及谐振单元，所述变频电源的输入端连接电源，用于对输入的交流电源进行频率以及电压转换，所述变频电源的输出端连接所述升压装置，所述升压装置用于对输入的交流电进行升压以符合测试所要求高压，所述升压装置的输出端连接所述谐振单元，所述谐振单元与被测电缆组成串联谐振电路；
所述高速采集单元包括高频电流传感器以及高速采集卡，所述高频电流传感器用测量被测电缆的屏蔽层接地线上的电流信号，所述高速采集卡连接所述高频电流传感器的输出端，用于将测量的电流信号转换为数字信号，并传输至所述数据处理单元；
所述数据处理单元用于获取采集数据并建立数据库，分析数据并显示分析结果。
2.根据权利要求1所述的用于高压电缆耐压试验时局部放电测试系统，其特征在于：串联谐振产生单元为变频式谐振单元。
3.根据权利要求1所述的用于高压电缆耐压试验时局部放电测试系统，其特征在于：所述数据处理单元为PC电脑。
4.根据权利要求2所述的用于高压电缆耐压试验时局部放电测试系统，其特征在于：所述串联谐振产生单元采用60Hz交流电升压。
5.根据权利要求1所述的用于高压电缆耐压试验时局部放电测试系统，其特征在于：所述数据处理单元为单片机。
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