CN212410756U - 一种高压电缆交叉互联金属护套缺陷带电测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高压电缆交叉互联金属护套缺陷带电测试装置，包括直流供电电路、直流电压测量装置和直流测试装置；直流供电电路的两端分别外接交叉互联段一组电缆保护接地侧的任意两相连接排，给连接排所连的金属护套施加直流电；直流电压测量装置测量直流供电电路所连两相连接排之间的电压；直流测试装置测量直流供电电路所连连接排两侧的电流。本实用新型可在高压电缆线路带电状态下开展测试，时效性强、灵活，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高压电缆交叉互联金属护套缺陷带电测试装置，属于输变电设备技术领域。
背景技术
高压电缆三相交叉互联段金属护套电气连接缺陷，极易引起电缆铝护套或电缆附件内部金属悬浮放电，引发电缆故障。由于电缆金属护套长度长，并与附件尾管、接头和接地箱铜排连接，电气连接复杂。传统检测方法仅能在线路停役时开展测试，需要线路停役、时效差且存在局限性。
实用新型内容
本实用新型提供了一种高压电缆交叉互联金属护套缺陷带电测试装置，解决了背景技术中披露的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
一种高压电缆交叉互联金属护套缺陷带电测试装置，包括直流供电电路、直流电压测量装置和直流测试装置；
直流供电电路的两端分别外接交叉互联段一组电缆保护接地侧的任意两相连接排，给连接排所连的金属护套施加直流电；
直流电压测量装置测量直流供电电路所连两相连接排之间的电压；
直流测试装置测量直流供电电路所连连接排两侧的电流。
直流测试装置包括直流电流传感器以及与直流电流传感器连接的第一直流测量设备，直流电流传感器可拆卸式设于连接排一侧，通过调整直流电流传感器位置，测量接排两侧的电流。
直流供电电路包括串联的直流电源和第二直流测量设备，直流电压测量装置与直流供电电路并联，并联的两端均通过限流设备外接连接排。
直流电源为蓄电池电源或输出电流波纹系数不超过0.1％的恒流源。
限流设备为金属线圈或电阻。
直流电压测量装置精度不低于0.2级，第一直流测量设备精度不低于0.2级，第二直流测量设备精度不低于0.5级。
本实用新型所达到的有益效果：本实用新型利用直流电源对交叉互联段一组电缆保护接地侧的两相连接排施加直流电，利用直流电压测量装置测量两相连接排之间的电压，利用直流测试装置测量连接排两侧的电流，从而获得交叉互联段各金属护套的电阻，根据阻值判断出电缆金属护套是否连接缺陷，可在高压电缆线路带电状态下开展测试，时效性强、灵活，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本实用新型装置的结构示意图；
图2为高压电缆线路交叉互联接地系统示意图；
图3为高压电缆接地交叉互联系统等效电路图；
图4为电压和电流在等效电路图中的示意图；
图5为构建的方程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
一种高压电缆交叉互联金属护套缺陷带电测试装置，包括直流供电电路、直流电压测量装置和直流测试装置。
直流供电电路的两端分别外接交叉互联段一组电缆保护接地侧的任意两相连接排，给连接排所连的金属护套施加直流电；直流电压测量装置测量直流供电电路所连两相连接排之间的电压；直流测试装置测量直流供电电路所连连接排两侧的电流。
上述装置的具体结构如图1所示，直流供电电路、直流电压测量装置、直流测试装置、两限流设备和两线夹。
其中，直流供电电路包括串联的直流电源和第二直流测量设备(两者的串联顺序可任意)，直流电压测量装置与直流供电电路并联，为了限制金属护套感应电压对于测试装备(即直流电压测量装置和直流测量设备)的影响，并联的两端均通过限流设备外接连接排，限流设备为金属线圈或电阻，阻值不小于10Ω，两限流设备具体通过两线夹接连接排。此时直流电压测量装置测量的是两相连接排之间的电压与两限流设备电压之和，因此在计算金属护套阻值之前，需要根据第二直流测量设备测量的直流供电电路电流、两限流设备的电阻，计算两相连接排之间的电压。
直流测试装置包括直流电流传感器以及与直流电流传感器连接的第一直流测量设备，直流电流传感器可拆卸式设于连接排一侧，通过调整直流电流传感器位置，测量接排两侧的电流。假设连接排连接A1相金属护套和B2相金属护套，则将直流电流传感器可拆卸式设于A1相金属护套，可测量A1相金属护套的电流，将直流电流传感器可拆卸式设于B2相金属护套，可测量B2相金属护套的电流。
上述直流电源为蓄电池电源或输出电流波纹系数不超过0.1％的恒流源；直流电压测量装置精度不低于0.2级，第一直流测量设备精度不低于0.2级，第二直流测量设备精度不低于0.5级。
上述高压电缆交叉互联金属护套缺陷带电测试装置的方法，包括以下步骤：
步骤1，遍历所有交叉互联段三相连接排的两两组合方式，通过直流供电电路对每种组合方式的两相连接排所连金属护套施加直流电，通过直流电压测量装置测量每种组合方式的两相连接排之间的电压，通过直流测试装置测量每种组合方式下直流供电电路所连连接排两侧的电流；
步骤2，根据霍夫及欧姆定律，构建所有两相连接排之间的电压方程，计算交叉互联段各金属护套的电阻；该过程也可通过人工直接计算获得。
步骤3，响应于金属护套电阻大于阈值，阈值为10Ω，则判定相应金属护套连接缺陷；该过程也可通过人工判别获得。
若直流电压测量装置与串联的直流电源和第二直流测量设备构成的直流供电电路并联，并且并联的两端均通过限流设备外接连接排(即图1中的结构)，直流电压测量装置测量两相连接排之间的电压与两限流设备电压之和，先根据第二直流测量设备测量的直流供电电路电流、两限流设备的电阻，计算两相连接排之间的电压，然后构建两相连接排之间电压的电压方程。
为了进一步说明上述方法，举例如下：
图2为高压电缆线路交叉互联接地系统，交叉互联段为三段交叉互联，第一段为A1、B1、C1段(第一段的三相金属护套)，第二段A2、B2、C2(第二段的三相金属护套)，第三段为A3、B3、C3段(第三段的三相金属护套)，其中A1、A2、A3首段相连，并通过接地引线或大地与C1、C2、C3末端相连；A1-B2-C3段间相互连接，A2-B3-C1段间相互连接，A3-B1-C2段间相互连接；其等效电路如图3所示。
两线夹分别连接A1-B2之间的连接排和A2-B3之间的连接排，施加直流电后，可获得如图4所示的U(A1-A2)、IA11、IA21、IB11、IB21，因此可构建图5所示的方程U(A1-A2)＝RA1*IA11+RA2*IA21＝(RB2+RC3)*IB21+(RB3+RC1)*IB31。
同理两线夹分别连接A2-B3之间的连接排和A3-B1之间的连接排，A1-B2之间的连接排和A3-B1之间的连接排，B1-C2之间的连接排和B2-C3之间的连接排，B1-C2之间的连接排与B3-C1、B2-C3之间的连接排和B3-C1之间的连接排。
共获得如表1所示的数据。
如表1测量数据
| U(A1-A2)/mV | 25.5 | U(A1-A3)/mV | 33.9 | U(A2-A3)/mV | 14.6 |
| IA11/mA | 1.1 | IA12/mA | 1.4 | IA23/mA | 66.7 |
| IA21/mA | 88.9 | IA32/mA | 118.6 | IA33/mA | 33.3 |
| IB21/mA | 28.4 | IB22/mA | 37.9 | IB33/mA | 66.7 |
| IB31/mA | 59.5 | IB12/mA | 79.3 | IB13/mA | 33.3 |
| U(C1-C2)/mV | 19.1 | U(C1-C3)/mV | 15.9 | U(C2-C3)/mV | 16.6 |
| IB34/mA | 0.7 | IB35/mA | 0.6 | IB16/mA | 40 |
| IB14/mA | 119.3 | IB25/mA | 99.4 | IB26/mA | 80 |
| IC14/mA | 18.9 | IC15/mA | 15.8 | IC26mA | 40 |
| IC24/mA | 99.6 | IC35/mA | 83 | IC36/mA | 80 |
共构建以下方程：
U(A1-A2)＝RA1*IA11+RA2*IA21＝(RB2+RC3)*IB21+(RB3+RC1)*IB31
U(A1-A3)＝RA1*IA12+RA3*IA32＝(RB2+RC3)*IB22+(RB1+RC2)*IB12
U(A2-A3)＝RA2*IA23+RA3*IA33＝(RB3+RC1)*IB33+(RB1+RC2)*IB13
U(C1-C2)＝RC1*IC14+RC2*IC24＝(RB3+RA1)*IB34+(RB1+RA3)*IB14
U(C1-C3)＝RC1*IC15+RC3*IC35＝(RB3+RA1)*IB35+(RB2+RA1)*IB25
U(C2-C3)＝RC2*IC26+RC3*IC36＝(RB1+RA3)*IB16+(RB2+RA1)*IB26
代入数据得到如下参数：
25.5＝RA1*1.1+RA2*88.9＝(RB2+RC3)*28.4+(RB3+RC1)*59.5
33.9＝RA1*1.4+RA3*118.6＝(RB2+RC3)*37.9+(RB1+RC2)*79.3
14.6＝RA2*66.7+RA3*33.3＝(RB3+RC1)*66.7+(RB1+RC2)*33.3
19.1＝RC1*18.9+RC2*99.6＝(RB3+RA1)*0.7+(RB1+RA3)*119.3
15.9＝RC1*15.8+RC3*83＝(RB3+RA1)*0.6+(RB2+RA1)*99.4
16.6＝RC2*40+RC3*80＝(RB1+RA3)*40+(RB2+RA1)*80
计算出RA1、RA2、RA3、R(B2+C3)、R(B3+C1)以及R(B1+C2)分别为20 000mΩ、80mΩ、80mΩ、160mΩ、160mΩ、160mΩ；计算得RC1、RC2、RC3、R(B3+A1)、R(B1+A3)以及R(B2+A1)分别为80mΩ、80mΩ、80mΩ、20080mΩ、160mΩ、20080mΩ。
由于R(B2+C3)＝RB2+RC3；R(B3+C1)＝RB3+RC1；R(B1+C2)＝RB1+RC2；代入RA1、RA2、RA3及RC1、RC2、RC3，得RB1、RB2、RB3分别为80mΩ、80mΩ、80mΩ。
将RB1、RB2、RB3及RA1、RA2、RA3代入如下公式：
R(B3+A1)＝RB3+RA1、R(B1+A3)＝RB1+RA3、R(B2+A1)＝RB2+RA1、进行验证，等式相等表明计算正确。
根据计算结果发现RA1＝20欧，大于10欧，判断电缆金属护套连接缺陷。
本实用新型利用直流电源对交叉互联段一组电缆保护接地侧的两相连接排施加直流电，利用直流电压测量装置测量两相连接排之间的电压，利用直流测试装置测量连接排两侧的电流，从而获得交叉互联段各金属护套的电阻，根据阻值判断出电缆金属护套是否连接缺陷，可在高压电缆线路带电状态下开展测试，时效性强、灵活，具有良好的应用前景。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种高压电缆交叉互联金属护套缺陷带电测试装置，其特征在于：包括直流供电电路、直流电压测量装置和直流测试装置；
直流供电电路的两端分别外接交叉互联段一组电缆保护接地侧的任意两相连接排，给连接排所连的金属护套施加直流电；
直流电压测量装置测量直流供电电路所连两相连接排之间的电压；
直流测试装置测量直流供电电路所连连接排两侧的电流。
2.根据权利要求1所述的一种高压电缆交叉互联金属护套缺陷带电测试装置，其特征在于：直流测试装置包括直流电流传感器以及与直流电流传感器连接的第一直流测量设备，直流电流传感器可拆卸式设于连接排一侧，通过调整直流电流传感器位置，测量接排两侧的电流。
3.根据权利要求1所述的一种高压电缆交叉互联金属护套缺陷带电测试装置，其特征在于：直流供电电路包括串联的直流电源和第二直流测量设备，直流电压测量装置与直流供电电路并联，并联的两端均通过限流设备外接连接排。
4.根据权利要求3所述的一种高压电缆交叉互联金属护套缺陷带电测试装置，其特征在于：直流电源为蓄电池电源或输出电流波纹系数不超过0.1%的恒流源。
5.根据权利要求3所述的一种高压电缆交叉互联金属护套缺陷带电测试装置，其特征在于：限流设备为金属线圈或电阻。
6.根据权利要求3所述的一种高压电缆交叉互联金属护套缺陷带电测试装置，其特征在于：直流电压测量装置精度不低于0.2级，第一直流测量设备精度不低于0.2级，第二直流测量设备精度不低于0.5级。
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|---|---|---|---|---|
| CN113030792A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-25 | 江苏省电力试验研究院有限公司 | 高压电缆接地系统金属护套连接缺陷带电检测方法和装置 |
| CN113504487A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-10-15 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种高压电缆交叉互联接地系统连接状态检测方法及其检测装置 |
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