專利名稱：中高壓?jiǎn)涡窘宦?lián)電纜感應(yīng)電壓與環(huán)流在線檢測(cè)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于在線檢測(cè)領(lǐng)域，涉及一種中高壓?jiǎn)涡窘宦?lián)電纜感應(yīng)電壓與環(huán)流在線檢 測(cè)方法及裝置，適用于10(6)kV 35kV電壓等級(jí)。
背景技術(shù)：
交聯(lián)聚乙烯(XLPE，以下簡(jiǎn)稱交聯(lián))電纜由于具有制造工藝簡(jiǎn)單，安裝敷設(shè)容易， 電氣性能優(yōu)良，傳輸容量大，運(yùn)行維護(hù)方便，無漏油隱患等諸多優(yōu)點(diǎn)已成為電纜發(fā)展和工程 應(yīng)用的主流。隨著城市現(xiàn)代化的發(fā)展，城市配網(wǎng)線路大量采用地下交聯(lián)電纜線路代替架空輸電 線，其中大截面、大長(zhǎng)度的中高壓?jiǎn)涡窘宦?lián)電纜投運(yùn)比重日益增多。應(yīng)用大截面單芯交聯(lián)電 纜，能夠提高單回電纜線路的輸電能力，可減少中間接頭使用數(shù)量，方便電纜敷設(shè)和附件安 裝，節(jié)省運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，但同時(shí)也帶來了電纜金屬護(hù)層感應(yīng)電壓與感應(yīng)環(huán)流對(duì)電纜線路安 全、可靠、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響問題。由于單芯電纜專用金屬護(hù)層，則電纜導(dǎo)體相當(dāng)于變壓器的初級(jí)，金屬護(hù)層相當(dāng)于 變壓器的次級(jí)，形成電磁耦合鏈。當(dāng)單芯電纜線芯通過電流時(shí)就會(huì)有磁力線交鏈金屬護(hù)層， 使它的兩端出現(xiàn)感應(yīng)電壓。感應(yīng)電壓幅值大小與電纜線路長(zhǎng)度和流過導(dǎo)體的電流成正比， 電纜線路很長(zhǎng)時(shí)，金屬護(hù)層上的感應(yīng)電壓幅值可達(dá)到危及人身安全的程度；特別是當(dāng)電纜 線路發(fā)生短路故障，或遭受操作過電壓或雷電過電壓時(shí)，金屬護(hù)層上會(huì)形成很高的感應(yīng)電 壓，甚至可能擊穿護(hù)套絕緣或引發(fā)電纜線路運(yùn)行事故。此外，若接地方式選擇不合適(例 如長(zhǎng)距離線路金屬護(hù)層兩端直接接地)，感應(yīng)電壓將引起金屬護(hù)層中產(chǎn)生環(huán)流，造成能量損 耗、產(chǎn)生大量焦耳熱，嚴(yán)重影響電纜的載流能力，降低電纜安全運(yùn)行壽命。國(guó)內(nèi)電纜運(yùn)行和試驗(yàn)部門長(zhǎng)期以來基本上采用手工測(cè)量金屬護(hù)層感應(yīng)電壓和感 應(yīng)環(huán)流的傳統(tǒng)方式來評(píng)估電纜護(hù)層運(yùn)行狀態(tài)和接地可靠情況，存在耗費(fèi)人力、效率低下、測(cè) 量精度不高、自動(dòng)化程度低等問題，缺乏有效手段來實(shí)現(xiàn)真正在線檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服傳統(tǒng)方式的不足，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)中高壓?jiǎn)涡窘宦?lián)電纜感應(yīng)電壓與 環(huán)流在線檢測(cè)的技術(shù)空白，提出一種中高壓?jiǎn)涡窘宦?lián)電纜感應(yīng)電壓與環(huán)流在線檢測(cè)方法及 裝置，可在線路帶電運(yùn)行條件下現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)檢測(cè)出電纜的感應(yīng)電壓與環(huán)流幅值，適用于10 (6) kV 35kV電壓等級(jí)。中高壓?jiǎn)涡窘宦?lián)電纜感應(yīng)電壓與環(huán)流在線檢測(cè)方法，技術(shù)核心包括感應(yīng)電壓在線 檢測(cè)方法和感應(yīng)環(huán)流在線檢測(cè)方法，其特征在于感應(yīng)電壓在線檢測(cè)方法若線路采用兩端直接接地方式，依次斷開線路一側(cè)的A、 B、C三相電纜終端金屬護(hù)層接地引出線，直接測(cè)量金屬護(hù)層引出線斷點(diǎn)與接地極之間的電 壓差，即金屬護(hù)層非接地側(cè)感應(yīng)電壓幅值，為保護(hù)檢測(cè)裝置并考慮到不影響電纜線路的安 全可靠運(yùn)行，在電纜終端金屬護(hù)層接地引出線斷開之前，在金屬護(hù)層與接地極之間并聯(lián)輔
3助接地線與斷路器組件；在電纜終端金屬護(hù)層接地引出線斷開之后，借助輔助接地線與斷 路器組件實(shí)現(xiàn)金屬護(hù)層引出線與接地極之間電氣連接的斷開和閉合；若線路采用一端直接 接地，一端經(jīng)護(hù)層保護(hù)器接地的方式，在線路保護(hù)接地側(cè)直接測(cè)量A、B、C三相電纜終端金 屬護(hù)層引出線和接地極之間的電壓差；感應(yīng)環(huán)流在線檢測(cè)方法由于接地線電流為容性電流、感應(yīng)環(huán)流和阻性泄漏電流 的時(shí)域疊加，再加之現(xiàn)場(chǎng)無法測(cè)量電纜導(dǎo)體相電壓的實(shí)際波形，不能獲知容性電流和感應(yīng) 環(huán)流的相位差，導(dǎo)致感應(yīng)環(huán)流無法精確分解出，采取同步測(cè)量線路A、B、C三相每一相電纜 的負(fù)載電流和接地電流，根據(jù)被測(cè)電纜結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算出電纜線路的容性電流幅值大小(圓 形導(dǎo)體單位長(zhǎng)度電容計(jì)算公式為C。= 〗^! ε Q ε/In(Dins/d。)，電容電流(/:=>〔J^O，假 設(shè)接地電流與容性電流之間相位差為180°關(guān)系，阻性泄漏電流忽略不計(jì)，從而可求出感應(yīng) 環(huán) 流的最大幅值；假設(shè)接地電流與容性電流之間相位差為0°關(guān)系，阻性泄漏電流忽略不 計(jì)，從而可求出感應(yīng)環(huán)流的最小幅值，該方法的有益效果是效率高、測(cè)量精度高、自動(dòng)化程 度高，真正實(shí)現(xiàn)了中高壓?jiǎn)涡窘宦?lián)電纜感應(yīng)電壓與環(huán)流的在線檢測(cè)。中高壓?jiǎn)涡窘宦?lián)電纜感應(yīng)電壓與環(huán)流在線檢測(cè)裝置，按照信號(hào)與數(shù)據(jù)流從前到后 的關(guān)系，依次包括輔助接地線與斷路器組件、感應(yīng)電壓拾取探頭、負(fù)載電流傳感器、接地電 流傳感器、下位機(jī)、光纖、USB/光纖轉(zhuǎn)換器與上位機(jī)，其特征在于輔助接地線與斷路器組 件串聯(lián)在電纜線路金屬護(hù)層接地線引出端和接地極之間；感應(yīng)電壓拾取探頭中一只與金屬 護(hù)層接地引出線相連，另一只與接地極相連，分別通過傳輸導(dǎo)線與下位機(jī)相連；負(fù)載電流傳 感器和接地電流傳感器分別套裝在電纜本體和電纜金屬護(hù)層接地引出線上，分別通過傳輸 導(dǎo)線與下位機(jī)相連；USB/光纖轉(zhuǎn)換器一側(cè)與光纖相連，另一側(cè)通過USB接頭與上位機(jī)相連， 該裝置效率高、測(cè)量精度高、自動(dòng)化程度高，真正實(shí)現(xiàn)了中高壓?jiǎn)涡窘宦?lián)電纜感應(yīng)電壓與環(huán) 流的在線檢測(cè)。使用本發(fā)明，為中高壓?jiǎn)涡窘宦?lián)電纜線路運(yùn)行情況下在線檢測(cè)其金屬護(hù)層的感應(yīng) 電壓與環(huán)流提供了有效技術(shù)手段。以實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜金屬護(hù)層和外護(hù)層的健康狀況進(jìn)行診斷、 評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障隱患，為電纜運(yùn)行單位調(diào)整優(yōu)化電纜線路接地方式和護(hù)層保護(hù)器 選型提供技術(shù)依據(jù)和參考，可有效預(yù)防運(yùn)行事故發(fā)生，延長(zhǎng)中高壓交聯(lián)電纜線路運(yùn)行壽命。


圖1為本發(fā)明中在線檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明中電纜線路兩端直接接地方式下感應(yīng)電壓在線檢測(cè)方法示意圖。圖3為本發(fā)明中電纜線路一端直接接地，一端經(jīng)護(hù)層保護(hù)器接地方式下感應(yīng)電壓 在線檢測(cè)示意圖。圖4為本發(fā)明中感應(yīng)環(huán)流在線檢測(cè)方法示意圖。圖5為本發(fā)明中在線檢測(cè)裝置功能示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1中標(biāo)記說明，1-輔助接地線與斷路器組件，2-感應(yīng)電壓拾取探頭，3-負(fù)載電流 傳感器，4-接地電流傳感器，5-下位機(jī)，6-光纖，7-USB/光纖轉(zhuǎn)換器，8-上位機(jī)。
在圖1中，中高壓?jiǎn)涡窘宦?lián)電纜金屬護(hù)層感應(yīng)電壓與環(huán)流在線檢測(cè)裝置按照信號(hào) 與數(shù)據(jù)流從前到后的關(guān)系，依次包括輔助接地線與斷路器組件1、感應(yīng)電壓拾取探頭2、負(fù) 載電流傳感器3、接地電流傳感器4、下位機(jī)5、光纖6、USB/光纖轉(zhuǎn)換器7與上位機(jī)8。輔助接地線與斷路器組件1主要功能是為保護(hù)檢測(cè)裝置，保障電纜線路安全運(yùn) 行，代替完成電纜終端主接地線的斷開與閉合動(dòng)作。組件包含由輔助接地線和斷路器；輔 助接地線采用銅質(zhì)編織帶，用透明絕緣外護(hù)套包裹，首端焊接有鱷魚夾，尾端焊接有自鎖式 接頭，中間串接一個(gè)斷路器；斷路器為三相式，每相額定工作電壓為400V，額定工作電流為 600A ；A、B、C三相輔助接地線兩端的鱷魚夾與自鎖式接頭的標(biāo)識(shí)色分別為黃、綠、紅。感應(yīng)電壓拾取探頭2主要功能是實(shí)現(xiàn)電纜金屬護(hù)層引出線上感應(yīng)電壓的信號(hào)拾取，并通過傳輸導(dǎo)線將輸出信號(hào)傳遞至下位機(jī)。探頭為2只，1只拾取感應(yīng)電壓，另1只拾 取參考地電位；采用鱷魚夾結(jié)構(gòu)，由銅材制成；2只探頭根部分別牢固焊接1根銅質(zhì)編織帶， 用透明絕緣外護(hù)套包裹，構(gòu)成傳輸導(dǎo)線；A、B、C三相感應(yīng)電壓拾取探頭的標(biāo)識(shí)色分別為黃、 綠、紅，地電位拾取探頭的標(biāo)識(shí)色為黑色。負(fù)載電流傳感器3主要功能是實(shí)現(xiàn)被測(cè)電纜導(dǎo)體負(fù)載電流的信號(hào)傳感，并通過 傳輸導(dǎo)線將輸出信號(hào)傳遞至下位機(jī)。采用卡鉗式精密實(shí)芯交流電流互感器；互感器的磁 芯采用鐵-鎳合金材料，由兩個(gè)半圓環(huán)狀磁芯經(jīng)定位銷和壓力彈簧連接成一個(gè)帶氣隙圓 環(huán)，采用高強(qiáng)度工程塑料外殼封裝；次級(jí)繞組繞制在環(huán)狀磁芯上，繞組銅線兩端從傳感器 外殼把手的底部引出，延伸成傳輸導(dǎo)線；負(fù)載電流傳感器內(nèi)環(huán)直徑為110mm，電流變比為 1500A 1A，精度等級(jí)為0.2級(jí)；A、B、C三相負(fù)載電流傳感器外殼標(biāo)識(shí)色分別為黃、綠、紅。接地電流傳感器4主要功能是實(shí)現(xiàn)被測(cè)電纜金屬護(hù)層接地引出線上接地電流的 信號(hào)傳感，并通過傳輸導(dǎo)線將輸出信號(hào)傳遞至下位機(jī)。采用卡鉗式結(jié)構(gòu)的精密實(shí)芯交流電 流互感器；互感器的磁芯采用鐵-鎳合金材料，由兩個(gè)半圓環(huán)狀磁芯經(jīng)定位銷和壓力彈簧 連接成一個(gè)帶氣隙圓環(huán)，采用高強(qiáng)度工程塑料外殼封裝；次級(jí)繞組繞制在環(huán)狀磁芯上，繞 組銅線兩端從傳感器外殼把手的底部引出，延伸成傳輸導(dǎo)線；負(fù)載電流傳感器內(nèi)環(huán)直徑為 50mm,電流變比為100A 1A，精度等級(jí)為0. 1級(jí)；A、B、C三相負(fù)載電流傳感器外殼標(biāo)識(shí)色 分別為黃、綠、紅。下位機(jī)5主要功能是現(xiàn)場(chǎng)完成負(fù)載電流、接地電流與感應(yīng)電壓的模擬信號(hào)調(diào)理與 采集，并通過光纖和USB/光纖轉(zhuǎn)換器將轉(zhuǎn)換后數(shù)字信號(hào)傳輸至上位機(jī)。下位機(jī)由傳感器 接口、多通道信號(hào)同步采集單元、信號(hào)調(diào)理單元、光纖通訊控制單元、鋰電池電源模塊、保護(hù) 電路、充電電源接口、控制開關(guān)、狀態(tài)指示燈和機(jī)箱外殼組成；采集單元采用6通道同步采 樣模式，每通道A/D分辨率為12位，每通道采樣速率為IkS/s，每通道存儲(chǔ)深度為2MB ；信 號(hào)調(diào)理單元包括容性分壓器、反相比例放大電路和低通濾波器；容性分壓器的電壓變比為 40V IV;反相比例放大電路放大倍數(shù)范圍為1 10;低通濾波器的上限頻率為IOOHz ；鋰 電池電源模塊充電后可供下位機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)不依賴220V交流電源長(zhǎng)時(shí)間工作。光纖6主要功能是實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)之間的通信、數(shù)據(jù)傳輸和電氣絕緣隔離。 采用多模光纖，纖芯直徑為62. 5 μ m,包層外徑為125 μ m。USB/光纖轉(zhuǎn)換器7主要功能是實(shí)現(xiàn)光纖與上位機(jī)之間光電信號(hào)轉(zhuǎn)換，以便通信和 數(shù)據(jù)傳輸。采用光纖ST插座和B型USB接頭，支持RS-232/485/422模式通信，通信速率最 高為 115. 2kbpsο
上位機(jī)8主要功能是實(shí)現(xiàn)整個(gè)在線檢測(cè)過程中參數(shù)設(shè)置、測(cè)試數(shù)據(jù)處理分析、波形顯示、數(shù)據(jù)記錄、報(bào)告生成和人機(jī)交互。采用工業(yè)筆記本電腦架構(gòu)；安裝有測(cè)試軟件，采用 圖形化編程軟件LabVIEW編寫；內(nèi)置有大容量鋰電池，充電后可在現(xiàn)場(chǎng)不依賴220V交流電 源長(zhǎng)時(shí)間工作。參見圖1、2、4，輔助接地線與斷路器組件1串聯(lián)在電纜線路金屬護(hù)層接地線引出 端和接地極之間；感應(yīng)電壓拾取探頭2中的1只與金屬護(hù)層接地引出線相連，另1只與接地 極相連，分別通過傳輸導(dǎo)線與下位機(jī)5相連；負(fù)載電流傳感器3和接地電流傳感器4分別套 裝在電纜本體和電纜金屬護(hù)層接地引出線上，通過傳輸導(dǎo)線分別與下位機(jī)5相連；下位機(jī)5 將負(fù)載電流傳感器1和接地電流傳感器2耦合到的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，先進(jìn)行調(diào)理 放大；將感應(yīng)電壓拾取探頭3檢測(cè)到的電壓信號(hào)先進(jìn)行線性衰減，然后將三種信號(hào)進(jìn)行模 數(shù)轉(zhuǎn)換，接著進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，最后通過光纖6與USB/光纖轉(zhuǎn)換器7輸出至上位機(jī)8 ；USB/光 纖轉(zhuǎn)換器7 —側(cè)通過光纖ST插座與光纖6相連，另一側(cè)通過USB接頭與上位機(jī)8相連。參見圖2，當(dāng)線路采用兩端直接接地方式，感應(yīng)電壓在線檢測(cè)方法為依次斷開線 路一側(cè)的A、B、C三相電纜終端金屬護(hù)層接地引出線，測(cè)量金屬護(hù)層引出線斷點(diǎn)與接地極之 間的電壓差，即金屬護(hù)層非接地側(cè)感應(yīng)電壓值。將感應(yīng)電壓拾取探頭2通過傳輸導(dǎo)線與下 位機(jī)5相連，將下位機(jī)5通過光纖6、USB/光纖轉(zhuǎn)換器7與上位機(jī)8相連；依次在A、B、C三 相電纜終端金屬護(hù)層接地引出線斷開之前，在金屬護(hù)層與接地極之間并聯(lián)輔助接地線與斷 路器組件1，并保持?jǐn)嗦菲鏖]合；將感應(yīng)電壓拾取探頭2依次夾在A、B、C三相電纜金屬護(hù)層 接地引出線和接地極上，斷開金屬護(hù)層接地引出線與接地極之間的連接，將斷路器由閉合 狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)；用上位機(jī)5中測(cè)試軟件控制下位機(jī)6依次進(jìn)行A、B、C三相電纜金屬 護(hù)層感應(yīng)電壓在線檢測(cè)，以及數(shù)據(jù)記錄。參見圖3，當(dāng)線路采用一端直接接地，一端經(jīng)護(hù)層保護(hù)器接地的方式，感應(yīng)電壓在 線檢測(cè)方法為在線路保護(hù)接地端依次直接測(cè)量的A、B、C三相電纜終端金屬護(hù)層引出線和 接地極之間的電壓差。將感應(yīng)電壓拾取探頭2通過傳輸導(dǎo)線與下位機(jī)5相連，將下位機(jī)5通 過光纖6、USB/光纖轉(zhuǎn)換器7與上位機(jī)8相連；將感應(yīng)電壓拾取探頭2依次夾在A、B、C三 相電纜金屬護(hù)層接地引出線和接地極上；用上位機(jī)8中測(cè)試軟件控制下位機(jī)5依次進(jìn)行A、 B、C三相電纜金屬護(hù)層感應(yīng)電壓在線檢測(cè)，以及數(shù)據(jù)記錄。參加圖4，感應(yīng)環(huán)流在線檢測(cè)方法為同步測(cè)量線路A、B、C三相每一相電纜的負(fù)載 電流和接地電流，根據(jù)被測(cè)電纜結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算出電纜線路的容性電流幅值大小(圓形導(dǎo)體 單位長(zhǎng)度電容計(jì)算公式為4 = 2^1 ε Q ε/In(Dins/d。)，電容電流(/:=>〔J^O。假設(shè)接地 電流與容性電流之間相位差為180°關(guān)系，阻性泄漏電流忽略不計(jì)，從而可求出感應(yīng)環(huán)流的 最大幅值；假設(shè)接地電流與容性電流之間相位差為0°關(guān)系，阻性泄漏電流忽略不計(jì)，從而 可求出感應(yīng)環(huán)流的最小幅值。將負(fù)載電流傳感器3與接地電流傳感器4分別通過傳輸導(dǎo)線 與下位機(jī)5相連，將下位機(jī)5通過光纖6、USB/光纖轉(zhuǎn)換器7與上位機(jī)8相連；將3只負(fù)載 電流傳感器3分別套裝在A、B、C三相電纜本體上；將3只接地電流傳感器4分別套裝在A、 B、C三相電纜金屬護(hù)層接地引出線上；用上位機(jī)8中測(cè)試軟件控制下位機(jī)進(jìn)行感應(yīng)環(huán)流在 線檢測(cè)，以及數(shù)據(jù)記錄。參加圖5，中高壓?jiǎn)涡窘宦?lián)電纜金屬護(hù)層感應(yīng)電壓與環(huán)流在線檢測(cè)裝置中測(cè)試軟 件采用圖形化編程開發(fā)工具LabVIEW編寫，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)過程中參數(shù)設(shè)置、測(cè)試數(shù)據(jù)分析處理、波形顯示、數(shù)據(jù)記錄、報(bào)告生成和人機(jī)交互等功能。測(cè)試軟件分為參數(shù)設(shè)置、信息錄入、測(cè)量、數(shù)據(jù)保存、生成報(bào)告、理論計(jì)算6個(gè)功能模塊。其中，參數(shù)設(shè)置模塊主要是完成對(duì)數(shù)據(jù)采 集單元的參數(shù)設(shè)置，譬如采樣速率、采樣長(zhǎng)度、觸發(fā)選擇、輸入量程、校準(zhǔn)系數(shù)等；信息錄入 模塊主要是完成測(cè)試前電纜線路相關(guān)信息的錄入；測(cè)量模塊主要是控制下位機(jī)5完成感應(yīng) 電壓與感應(yīng)環(huán)流在線檢測(cè)全過程；數(shù)據(jù)保存模塊主要是將在線檢測(cè)過程中的有關(guān)數(shù)據(jù)及波 形保存在上位機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)上；生成報(bào)告模塊主要是檢測(cè)完成后，生成基于word文檔的檢測(cè) 報(bào)告，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)及波形嵌入到報(bào)告中相應(yīng)位置；理論計(jì)算模塊主要是完成綜合被測(cè)電 纜線路結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)度、敷設(shè)方式等參數(shù)進(jìn)行感應(yīng)電壓與環(huán)流理論計(jì)算分析，以便與實(shí)際檢測(cè)值 進(jìn)行比對(duì)。感應(yīng)電壓在線檢測(cè)步驟第一步驟將感應(yīng)電壓拾取探頭通過傳輸導(dǎo)線與下位機(jī)相連，將下位機(jī)通過光纖、 USB/光纖轉(zhuǎn)換器與上位機(jī)相連；第二步驟對(duì)于線路采用兩端直接接地方式，在A相電纜終端金屬護(hù)層接地引 出線斷開之前，在金屬護(hù)層與接地極之間并聯(lián)輔助接地線與斷路器組件，并保持?jǐn)嗦菲鏖] 合；第三步驟對(duì)于線路采用兩端直接接地方式，將感應(yīng)電壓拾取探頭分別夾在A相 電纜金屬護(hù)層接地引出線和接地極上，斷開金屬護(hù)層接地引出線與接地極之間的連接，將 斷路器由閉合狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)；對(duì)于線路采用一端直接接地，一端經(jīng)護(hù)層保護(hù)器接地 方式，將感應(yīng)電壓拾取探頭直接夾在A相電纜保護(hù)接地側(cè)金屬護(hù)層引出線和接地極上；第四步驟用上位機(jī)中測(cè)試軟件控制下位機(jī)進(jìn)行感應(yīng)電壓在線檢測(cè)，及數(shù)據(jù)記錄。第五步驟在B相與C相電纜上重復(fù)步驟二至四。感應(yīng)環(huán)流在線檢測(cè)步驟第一步驟將負(fù)載電流傳感器與接地電流傳感器分別通過傳輸導(dǎo)線與下位機(jī)相 連，將下位機(jī)通過光纖、USB/光纖轉(zhuǎn)換器與上位機(jī)相連；第二步驟將3只負(fù)載電流傳感器分別套裝在A、B、C三相電纜本體上；第三步驟將3只接地電流傳感器分別套裝在A、B、C三相電纜金屬護(hù)層接地引出線上；
第四步驟用上位機(jī)中測(cè)試軟件控制下位機(jī)進(jìn)行感應(yīng)環(huán)流在線檢測(cè)，以及數(shù)據(jù)記錄。本發(fā)明的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證將本發(fā)明的裝置在上海市電力公司市東電纜工區(qū)管轄的6座變電站內(nèi)9條 35kV630mm2單芯交聯(lián)電力電纜線路上進(jìn)行金屬護(hù)層感應(yīng)電壓和感應(yīng)環(huán)流現(xiàn)場(chǎng)在線檢測(cè)。通 過現(xiàn)場(chǎng)在線檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，線路乙的A、C相金屬護(hù)層環(huán)流值異常，存在多點(diǎn)接地的可能；導(dǎo)體負(fù) 載電流達(dá)到載流量的30%至50%時(shí)，線路甲、乙、丙的金屬護(hù)層感應(yīng)電壓將超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 值50V?，F(xiàn)場(chǎng)在線檢測(cè)表明本發(fā)行裝置可以有效地在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中高壓?jiǎn)涡窘宦?lián)電纜線路的 金屬護(hù)層感應(yīng)電壓與環(huán)流。以上內(nèi)容是結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明 的具體實(shí)施方式
僅局限于此，對(duì)于本發(fā)明所述技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本 發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定專利保護(hù)范圍 。
權(quán)利要求
中高壓?jiǎn)涡窘宦?lián)電纜感應(yīng)電壓與環(huán)流在線檢測(cè)方法，技術(shù)核心包括感應(yīng)電壓在線檢測(cè)方法和感應(yīng)環(huán)流在線檢測(cè)方法，其特征在于感應(yīng)電壓在線檢測(cè)方法若線路采用兩端直接接地方式，依次斷開線路一側(cè)的A、B、C三相電纜終端金屬護(hù)層接地引出線，直接測(cè)量金屬護(hù)層引出線斷點(diǎn)與接地極之間的電壓差，即金屬護(hù)層非接地側(cè)感應(yīng)電壓幅值，為保護(hù)檢測(cè)裝置并考慮到不影響電纜線路的安全可靠運(yùn)行，在電纜終端金屬護(hù)層接地引出線斷開之前，在金屬護(hù)層與接地極之間并聯(lián)輔助接地線與斷路器組件；在電纜終端金屬護(hù)層接地引出線斷開之后，借助輔助接地線與斷路器組件實(shí)現(xiàn)金屬護(hù)層引出線與接地極之間電氣連接的斷開和閉合；若線路采用一端直接接地，一端經(jīng)護(hù)層保護(hù)器接地的方式，在線路保護(hù)接地側(cè)直接測(cè)量A、B、C三相電纜終端金屬護(hù)層引出線和接地極之間的電壓差；感應(yīng)環(huán)流在線檢測(cè)方法采取同步測(cè)量線路A、B、C三相每一相電纜的負(fù)載電流和接地電流，根據(jù)被測(cè)電纜結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算出電纜線路的容性電流幅值大小，電容電流，假設(shè)接地電流與容性電流之間相位差為180°關(guān)系，阻性泄漏電流忽略不計(jì)，從而可求出感應(yīng)環(huán)流的最大幅值；假設(shè)接地電流與容性電流之間相位差為0°關(guān)系，阻性泄漏電流忽略不計(jì)，從而可求出感應(yīng)環(huán)流的最小幅值。
2.中高壓?jiǎn)涡窘宦?lián)電纜感應(yīng)電壓與環(huán)流在線檢測(cè)裝置，按照信號(hào)與數(shù)據(jù)流從前到后的 關(guān)系，依次包括輔助接地線與斷路器組件、感應(yīng)電壓拾取探頭、負(fù)載電流傳感器、接地電流 傳感器、下位機(jī)、光纖、USB/光纖轉(zhuǎn)換器與上位機(jī)，其特征在于輔助接地線與斷路器組件 串聯(lián)在電纜線路金屬護(hù)層接地線引出端和接地極之間；感應(yīng)電壓拾取探頭中一只與金屬護(hù) 層接地引出線相連，另一只與接地極相連，分別通過傳輸導(dǎo)線與下位機(jī)相連；負(fù)載電流傳感 器和接地電流傳感器分別套裝在電纜本體和電纜金屬護(hù)層接地引出線上，分別通過傳輸導(dǎo) 線與下位機(jī)相連；USB/光纖轉(zhuǎn)換器一側(cè)與光纖相連，另一側(cè)通過USB接頭與上位機(jī)相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中高壓?jiǎn)涡窘宦?lián)電纜感應(yīng)電壓與環(huán)流在線檢測(cè)方法及裝置，該方法通過在帶電運(yùn)行情況下的電纜本體上套裝負(fù)載電流傳感器來耦合電纜負(fù)載電流；通過在電纜金屬護(hù)層接地引出線上套裝接地電流傳感器來耦合電纜金屬護(hù)層接地電流；通過夾在電纜金屬護(hù)層接地引出線斷口和接地極之間或夾在電纜線路保護(hù)接地側(cè)金屬護(hù)層引出線和接地極之間的感應(yīng)電壓拾取探頭來獲取電纜金屬護(hù)層感應(yīng)電壓。通過光纖、上位機(jī)和下位機(jī)可以獲取帶電運(yùn)行情況下中高壓?jiǎn)涡窘宦?lián)電纜金屬護(hù)層感應(yīng)電壓與環(huán)流數(shù)值，從而為診斷、評(píng)估電纜金屬護(hù)層和外護(hù)層的健康狀況提供有效參考，為電纜運(yùn)行單位調(diào)整優(yōu)化電纜線路接地方式和護(hù)層保護(hù)器選型提供技術(shù)依據(jù)。
文檔編號(hào)G01R19/25GK101825657SQ20101017030
公開日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2010年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月12日
發(fā)明者夏榮, 李文杰, 章紅軍, 羅俊華, 蒙紹新 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院