CN210534269U - 交流耐压工况下的xlpe电力电缆局部放电检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种交流耐压工况下的XLPE电力电缆局部放电检测系统包括：电流检测单元；无线传输单元；同步电压拾取单元；后台控制终端；以及数据中转服务器；每个电流检测单元包括依次连接的局部放大传感器HFCT、信号调理电路板、数据处理模块一和GPS模块一；每个电流检测单元的GPS模块一通过依次与无线传输单元和数据中转服务器连接，实现与后台控制终端连接；同步电压拾取单元包括依次连接的电压转换器、数据处理模块二和GPS模块二；所述同步电压拾取单元的GPS模块二通过无线传输单元与后台控制终端连接。本实用新型可实现在XLPE电力电缆交流耐压工况下快速对电缆局部放电进行低成本、可靠和有效的检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力设备离线检测技术领域，更具体地说，涉及一种交流耐压工况下的XLPE电力电缆局部放电检测系统。
背景技术
在电缆敷设及中间头安装过程中，由于施工工艺技术成熟程度，施工环境等等原因造成电缆线路在运行前就可能存在机械损伤、绝缘损伤、绝缘老化变质、内部缺陷等故障及隐患。为了将故障及缺陷消除在投运前，通常做一些绝缘试验检测电缆质量，耐压试验是最常用的手段，在进行交接耐压试验的同时进行分布式局部放电检测，是目前判断电缆系统施工质量和绝缘品质的有效试验方法。在《GB 50150-2016电气装置安装工程电气设备交接试验标准》电力电缆的试验项目中要求了“电力电缆线路的局部放电测量”。那么采用有效的局部放电测试技术，熟练掌握测试技术，迅速开展及完成试验就显得非常必要。
目前所采用的现场局部放电测量方法主要有两种：一种是将现场高速采集的高压电缆的包含有局部放电信息的数据通过无线方式传输到后台分析系统进行局部放电检测，然而这种方式由于测量点较多，现场采集的数据量较大，而无线传输的速度也有限且受信号质量影响较大，其不仅成本高而且检测效率偏低；一种是携带便携局部放电测试仪，临时用高频CT传感器测试地线或者交叉互联箱接地铜排上的局部放电信号。如果需要对某条线路频繁测试时，需要测试人员多次下隧道、电缆沟(依高压电缆的敷设方式而定)等测试点去测试，测试时间又较短，既不方便也不安全。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种交流耐压工况下的XLPE电力电缆局部放电检测系统，该电力电缆局部放电检测系统可实现在XLPE电力电缆交流耐压工况下快速对电缆局部放电进行低成本、可靠和有效的检测；本实用新型另一个目的在于提供一种全方位的多层磁屏蔽和抗外界强电磁环境干扰，实现完成高精度的信号耦合工作的XLPE电力电缆局部放电检测系统。
为了达到上述目的，本实用新型通过下述技术方案予以实现：一种交流耐压工况下的XLPE电力电缆局部放电检测系统，其特征在于：包括：
若干个用于获取XLPE电力电缆局部放电信号的电流检测单元；
无线传输单元；
用于对XLPE电力电缆交流耐压工况下的谐振电压进行检测，以确认谐振频率和相位，获取GPS秒脉冲与谐振电压间相位角的同步电压拾取单元；
后台控制终端；
以及用于对所述后台控制终端与所述电流检测单元之间进行信息交互提供数据通道的数据中转服务器；
每个所述电流检测单元包括依次连接的局部放大传感器HFCT、信号调理电路板、数据处理模块一和GPS模块一；每个所述电流检测单元的GPS模块一通过依次与无线传输单元和数据中转服务器连接，实现与后台控制终端连接；
所述同步电压拾取单元包括依次连接的电压转换器、数据处理模块二和 GPS模块二；所述同步电压拾取单元的GPS模块二通过无线传输单元与后台控制终端连接。
在上述方案中，本实用新型XLPE电力电缆局部放电检测系统通过局部放大传感器HFCT从被测XLPE电力电缆上耦合得到原始信号，并通过信号调理电路板对原始信号进行去噪、积分放大等调理手段得到被测XLPE电力电缆上的处理后的局部放电信号；通过后台控制终端对该处理后的局部放电信号进行统计学处理，排除现场工作噪声及其他噪声对信号的干扰，准确获取XLPE电力电缆上的局部放电信号，实现快速对电缆局部放电进行低成本、可靠和有效的检测。
所述局部放大传感器HFCT穿设在XLPE电力电缆交叉互联处的接地线上；交叉互联处的接地线穿过局部放大传感器HFCT的中心。
所述局部放大传感器HFCT采用双层钳形磁芯屏蔽结构。
具体地说，所述局部放大传感器HFCT包括钳形盒体，盒体中部设置有穿设交叉互联处接地线的穿心孔，盒体内部设置有磁芯，所述磁芯上下表面各贴一片坡莫合金磁环片二；所述盒体外壁设置有双层结构，内层为用于阻隔区域磁场干扰的坡莫合金纸，外层各装一个同心的坡莫合金磁环一，用于阻隔横向磁场的干扰；所述盒体采用铝合金外壳封装，用于屏蔽电场干扰。
所述信号调理电路板设置在盒体与铝合金外壳之间；所述信号调理电路板通过高频同轴电缆与局部放大传感器HFCT连接。
本实用新型实际耦合到原始的XLPE电力电缆局部放电电流信号很微弱，信噪比非常低，信号易受外界电磁场干扰，本实用新型将信号调理电路板直接安装在局部放大传感器HFCT内部，合成为一个整体，局部放大传感器HFCT 先对其进行一次屏蔽保护，然后，磁芯上下表面各贴一片坡莫合金磁环片二，以阻隔纵向的磁场干扰盒体，盒体的外壁内层设置为用于阻隔区域磁场干扰的坡莫合金纸，外层各装一个同心的坡莫合金磁环一，用于阻隔横向磁场的干扰；最后盒体整体用铝合金外壳封装，用于屏蔽电场干扰。这样实现全方位的多层磁屏蔽，确保信号调理电路的I/V变换电路和在线电流传感器不受外界强电磁环境干扰，完成高精度的信号耦合工作。
所述信号调理电路板设置有信号调理电路，信号调理电路检测信号的波段分三档可选，分别为：3MHz-10MHz，10MHz-30MHz或3MHz-30MHz。
在XLPE电力电缆局部放电检测时，外置设备的阻容分压器与XLPE电力电缆连接，所述电压转换器与外置设备的阻容分压器的输出端子连接；以获取电压信号。
本实用新型为了在XLPE电力电缆交流耐压工况下快速的对整条新敷设电缆进行局放的低成本检测，本检测系统不计算XLPE电力电缆局部放电信号的局放量，且不对局放缺陷类型进行识别，只对XLPE电力电缆局部放电信号的状态进行定性检测。本实用新型通过局部放大传感器HFCT耦合从被测XLPE 电力电缆上得到原始信号；对原始信号进行去噪、积分放大等调理手段得到被测XLPE电力电缆上的处理后的耦合信号；通过软件算法对该处理后的耦合信号进行统计学处理，排除现场工作噪声及其他噪声对信号的干扰，准确获取XLPE电力电缆上的局部放电信号。本实用新型能有效及时的将XLPE电力电缆上的局部放电检测出来，为XLPE电力电缆的绝缘品质的检验判断提供了更为有效的灵敏的简便方法。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点与有益效果：
1、本实用新型交流耐压工况下的XLPE电力电缆局部放电检测系统可实现在XLPE电力电缆交流耐压工况下快速对电缆局部放电进行低成本、可靠和有效的检测。
2、本实用新型交流耐压工况下的XLPE电力电缆局部放电检测系统可全方位的多层磁屏蔽和抗外界强电磁环境干扰，实现完成高精度的信号耦合工作。
附图说明
图1是本实用新型XLPE电力电缆局部放电检测系统的示意图；
图2是本实用新型XLPE电力电缆局部放电检测中局部放大传感器HFCT 与交叉互联处的接地线安装示意图；
图3是本实用新型XLPE电力电缆局部放电检测中局部放大传感器HFCT 的内部示意图；
图4是本实用新型XLPE电力电缆局部放电检测中局部放大传感器HFCT 的示意图；
图5是本实用新型XLPE电力电缆局部放电检测中信号调理电路板的电路图；
其中，1为局部放大传感器HFCT、2为盒体、3为坡莫合金磁纸、4为坡莫合金磁环一、5为铝合金外壳、6为信号调理电路板、7为高频同轴电缆、8为穿心孔、9为磁芯、10为交叉互联处的接地线、11为坡莫合金磁环二。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细的描述。
实施例
如图1至图4所示，本实用新型交流耐压工况下的XLPE电力电缆局部放电检测系统包括：
若干个用于获取XLPE电力电缆局部放电信号的电流检测单元；
采用4G模块的无线传输单元；
用于对XLPE电力电缆交流耐压工况下的谐振电压进行检测，以确认谐振频率和相位，获取GPS秒脉冲与谐振电压间相位角的同步电压拾取单元；
后台控制终端；
以及用于对后台控制终端与所述电流检测单元之间进行信息交互提供数据通道的数据中转服务器；
其中，每个电流检测单元包括依次连接的局部放大传感器HFCT、信号调理电路板、数据处理模块一和GPS模块一；每个电流检测单元的GPS模块一通过依次与无线传输单元和数据中转服务器连接，实现与后台控制终端连接；
同步电压拾取单元包括依次连接电压转换器、数据处理模块二和GPS模块二；同步电压拾取单元的GPS模块二通过无线传输单元与后台控制终端连接。
本实用新型局部放大传感器HFCT 1穿设在XLPE电力电缆交叉互联处的接地线10上；交叉互联处的接地线10穿过局部放大传感器HFCT 1的中心。该局部放大传感器HFCT 1采用双层钳形磁芯屏蔽结构，并为内径80mm的圆形 CT，具体为：局部放大传感器HFCT 1包括钳形盒体2，盒体2中部设置有穿设交叉互联处接地线10的穿心孔8，盒体2内部设置有磁芯9，在磁芯9上下表面各贴一片坡莫合金磁环片二11，阻隔纵向的磁场干扰。盒体2外壁设置有双层结构，内层为用于阻隔区域磁场干扰的坡莫合金纸3，外层各装一个同心的坡莫合金磁环一4，以阻隔横向的磁场干扰，盒体2采用铝合金外壳5封装用于屏蔽电场干扰。而信号调理电路板6设置在铝合金外壳5与盒体2之间，信号调理电路板6通过高频同轴电缆7与局部放大传感器HFCT 1连接。信号调理电路板6设置有信号调理电路，信号调理电路检测信号的波段分三档可选，分别为： 3MHz-10MHz，10MHz-30MHz或3MHz-30MHz。
在XLPE电力电缆局部放电检测时，外置设备的阻容分压器与XLPE电力电缆连接，所述电压转换器与外置设备的阻容分压器的输出端子连接；以获取电压信号。
本实用新型实际耦合到原始的XLPE电力电缆局部放电电流信号很微弱，信噪比非常低，信号易受外界电磁场干扰，本实用新型将信号调理电路板6直接安装在局部放大传感器HFCT 1内部，合成为一个整体，局部放大传感器HFCT 1先对其进行一次屏蔽保护，然后，磁芯9上下表面各贴一片坡莫合金磁环片二 11，以阻隔纵向的磁场干扰盒体2，盒体2的外壁内层设置为用于阻隔区域磁场干扰的坡莫合金纸3，外层各装一个同心的坡莫合金磁环一4，用于阻隔横向磁场的干扰；最后盒体2整体用铝合金外壳5封装，用于屏蔽电场干扰。这样实现全方位的多层磁屏蔽，确保信号调理电路的I/V变换电路和在线电流传感器不受外界强电磁环境干扰，完成高精度的信号耦合工作。
本实用新型的信号调理电路为现有技术的电路，可对原始信号进行去噪、积分放大等调理手段，该具体电路如图5所示。
本实用新型为了在XLPE电力电缆交流耐压工况下快速的对整条新敷设电缆进行局放的低成本检测，本检测系统不计算XLPE电力电缆局部放电信号的局放量，且不对局放缺陷类型进行识别，只对XLPE电力电缆局部放电信号的状态进行定性检测。本实用新型通过局部放大传感器HFCT耦合从被测XLPE 电力电缆上得到原始信号；对原始信号进行去噪、积分放大等调理手段得到被测XLPE电力电缆上的处理后的耦合信号；通过软件算法对该处理后的耦合信号进行统计学处理，排除现场工作噪声及其他噪声对信号的干扰，准确获取XLPE电力电缆上的局部放电信号。本实用新型能有效及时的将XLPE电力电缆上的局部放电检测出来，为XLPE电力电缆的绝缘品质的检验判断提供了更为有效的灵敏的简便方法。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种交流耐压工况下的XLPE电力电缆局部放电检测系统，其特征在于：包括：
若干个用于获取XLPE电力电缆局部放电信号的电流检测单元；
无线传输单元；
用于对XLPE电力电缆交流耐压工况下的谐振电压进行检测，以确认谐振频率和相位，获取GPS秒脉冲与谐振电压间相位角的同步电压拾取单元；
后台控制终端；
以及用于对所述后台控制终端与所述电流检测单元之间进行信息交互提供数据通道的数据中转服务器；
每个所述电流检测单元包括依次连接的局部放大传感器HFCT、信号调理电路板、数据处理模块一和GPS模块一；每个所述电流检测单元的GPS模块一通过依次与无线传输单元和数据中转服务器连接，实现与后台控制终端连接；
所述同步电压拾取单元包括依次连接的电压转换器、数据处理模块二和GPS模块二；所述同步电压拾取单元的GPS模块二通过无线传输单元与后台控制终端连接。
2.根据权利要求1所述的交流耐压工况下的XLPE电力电缆局部放电检测系统，其特征在于：所述局部放大传感器HFCT穿设在XLPE电力电缆交叉互联处的接地线上；交叉互联处的接地线穿过局部放大传感器HFCT的中心。
3.根据权利要求1所述的交流耐压工况下的XLPE电力电缆局部放电检测系统，其特征在于：所述局部放大传感器HFCT采用双层钳形磁芯屏蔽结构。
4.根据权利要求3所述的交流耐压工况下的XLPE电力电缆局部放电检测系统，其特征在于：所述局部放大传感器HFCT包括钳形盒体，盒体中部设置有穿设交叉互联处接地线的穿心孔，盒体内部设置有磁芯，所述磁芯上下表面各贴一片坡莫合金磁环片二；所述盒体外壁设置有双层结构，内层为用于阻隔区域磁场干扰的坡莫合金纸，外层各装一个同心的坡莫合金磁环一，用于阻隔横向磁场的干扰；所述盒体采用铝合金外壳封装，用于屏蔽电场干扰。
5.根据权利要求4所述的交流耐压工况下的XLPE电力电缆局部放电检测系统，其特征在于：所述信号调理电路板设置在盒体与铝合金外壳之间；所述信号调理电路板通过高频同轴电缆与局部放大传感器HFCT连接。
6.根据权利要求1所述的交流耐压工况下的XLPE电力电缆局部放电检测系统，其特征在于：所述信号调理电路板设置有信号调理电路，信号调理电路检测信号的波段分三档可选，分别为：3MHz-10MHz，10MHz-30MHz或3MHz-30MHz。
7.根据权利要求1所述的交流耐压工况下的XLPE电力电缆局部放电检测系统，其特征在于：在XLPE电力电缆局部放电检测时，外置设备的阻容分压器与XLPE电力电缆连接，所述电压转换器与外置设备的阻容分压器的输出端子连接；以获取电压信号。
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