脈沖預(yù)激勵(lì)型10kV交聯(lián)聚乙烯電纜殘留電荷檢測(cè)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種脈沖預(yù)激勵(lì)型10kV交聯(lián)聚乙烯電纜殘留電荷檢測(cè)裝置，其主要特點(diǎn)是：包括直流方波電源、脈沖發(fā)生器、交流方波電源、微電壓計(jì)、檢測(cè)主機(jī)、顯示器和開(kāi)關(guān)控制器，檢測(cè)主機(jī)與直流方波電源、脈沖發(fā)生器、交流方波電源、開(kāi)關(guān)控制器及微電壓計(jì)相連接，直流方波電源輸出端口、脈沖發(fā)生器輸出端口和直流方波電源輸出端口經(jīng)開(kāi)關(guān)控制器連接至10kV交聯(lián)聚乙烯電纜線(xiàn)芯上，微電壓計(jì)經(jīng)檢測(cè)阻抗連接至脈沖發(fā)生器與大地之間，開(kāi)關(guān)控制器、直流方波電源接地端及交流方波電源連接大地。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，其在檢測(cè)階段預(yù)加脈沖電壓，使得殘留電荷獲得預(yù)激勵(lì)，在施加交流方波時(shí)，使殘留電荷釋放更加充分，具有準(zhǔn)確可靠、響應(yīng)速度快、便于操作的特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】脈沖預(yù)激勵(lì)型1kV交聯(lián)聚乙烯電纜殘留電荷檢測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于交聯(lián)聚乙烯電力電纜領(lǐng)域，尤其是一種脈沖預(yù)激勵(lì)型1kV交聯(lián)聚乙烯電纜殘留電荷檢測(cè)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]城市電網(wǎng)電纜化程度是衡量城市電網(wǎng)技術(shù)水平的重要標(biāo)志，亦是促進(jìn)城市文明化進(jìn)程迅速向前邁進(jìn)、改善城市生活環(huán)境的必要手段。最近三十年來(lái)，國(guó)內(nèi)外電力電纜各項(xiàng)技術(shù)迅速發(fā)展，特別是三層共擠生產(chǎn)工藝制造XLPE電纜技術(shù)的發(fā)展，使得XLPE電纜與充油電纜相比，有不需要供油設(shè)備、防火性能好、安裝維護(hù)簡(jiǎn)單和機(jī)械電氣性能好等優(yōu)良性能，被越來(lái)越多的國(guó)家所采用，國(guó)內(nèi)上海、北京等大城市敷設(shè)的電纜幾乎都是XLPE電纜。國(guó)內(nèi)電網(wǎng)2007年1kV XLPE電纜使用量達(dá)到40000km，推算各行業(yè)使用量達(dá)到120000km，高壓電纜中僅北京地區(qū)共有220kV電纜線(xiàn)路64路164.lkm, IlOkV電纜線(xiàn)路565路647.4km,國(guó)外以日本為例，22kV等級(jí)及以上電纜中，XLPE電纜占電纜敷設(shè)總量的70%以上，且有逐年增加的趨勢(shì)。另外，高壓XLPE電纜的價(jià)格非常昂貴，一次性投資費(fèi)用比較大，電纜線(xiàn)路不易變動(dòng)和分支。
[0003]近年來(lái)，隨著城市現(xiàn)代化的發(fā)展，機(jī)組容量的不斷增加，電力電纜在城網(wǎng)供電中所占的份額加重，在一些城市的市區(qū)逐步以敷設(shè)電纜取代架空輸電線(xiàn)路；同時(shí)隨著電纜數(shù)量的增多及運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，以前敷設(shè)的XLPE電纜的老化故障頻繁，造成絕緣擊穿事故，甚至引起部分電網(wǎng)停電，給生產(chǎn)和人民生活帶來(lái)中斷和諸多不便，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，由水樹(shù)枝老化造成XLPE電纜的絕緣擊穿事故呈逐年上升趨勢(shì)，水樹(shù)枝已成為電力電纜安全運(yùn)行的重大隱患。國(guó)內(nèi)城網(wǎng)10?35kV系統(tǒng)中，地下使用的普通XLPE電纜，普遍在運(yùn)行8至12年生長(zhǎng)出大量水樹(shù)，致使大量XLPE電纜發(fā)生因水樹(shù)擊穿造成的事故，壽命短，影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。
[0004]目前，對(duì)于XLPE電纜的水樹(shù)老化檢測(cè)，國(guó)內(nèi)外已提出了多種方法，主要有:直流分量法、直流疊加法、交流疊加法、低頻疊加法、介質(zhì)損耗法和在線(xiàn)局部放電法等，且已經(jīng)開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的檢測(cè)裝置。這些方法中，各種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，都不能很好地反映電纜絕緣的水樹(shù)老化狀態(tài)。如何對(duì)交聯(lián)聚乙烯電纜進(jìn)行水樹(shù)枝老化檢測(cè)是目前迫切需要解決的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理、靈敏度高、響應(yīng)速度快且使用方便的脈沖預(yù)激勵(lì)型1kV交聯(lián)聚乙烯電纜殘留電荷檢測(cè)裝置。
[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種脈沖預(yù)激勵(lì)型1kV交聯(lián)聚乙烯電纜殘留電荷檢測(cè)裝置，包括直流方波電源、脈沖發(fā)生器、交流方波電源、微電壓計(jì)、檢測(cè)主機(jī)、顯示器和開(kāi)關(guān)控制器，所述的檢測(cè)主機(jī)與直流方波電源、脈沖發(fā)生器、交流方波電源、開(kāi)關(guān)控制器及微電壓計(jì)相連接，所述的直流方波電源輸出端口、脈沖發(fā)生器輸出端口和直流方波電源輸出端口經(jīng)開(kāi)關(guān)控制器連接至1kV交聯(lián)聚乙烯電纜線(xiàn)芯上，所述的微電壓計(jì)經(jīng)檢測(cè)阻抗連接至脈沖發(fā)生器與大地之間，所述的開(kāi)關(guān)控制器、直流方波電源接地端及交流方波電源連接大地。
[0008]而且，所述的檢測(cè)主機(jī)通過(guò)RS232總線(xiàn)與直流方波電源、脈沖發(fā)生器、交流方波電源和開(kāi)關(guān)控制器相連接，所述的檢測(cè)主機(jī)通過(guò)GPIB總線(xiàn)與微電壓計(jì)相連接。
[0009]而且，所述的顯示器為觸摸屏顯示器。
[0010]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0011]本實(shí)用新型通過(guò)直流方波電源、交流方波電源、開(kāi)關(guān)控制器和脈沖發(fā)生器與1kV電纜線(xiàn)芯相連，通過(guò)直流方波電源和交流方波電源進(jìn)行電荷注入、開(kāi)關(guān)控制器接地進(jìn)行感應(yīng)電荷釋放、脈沖發(fā)生器用于殘留電荷激勵(lì)，微電壓計(jì)經(jīng)檢測(cè)阻抗采集泄漏電荷量，檢測(cè)主機(jī)獲得1kV交聯(lián)聚乙烯電纜因水樹(shù)老化而致的殘留電荷，從而實(shí)現(xiàn)水樹(shù)老化程度的檢測(cè)功能。本實(shí)用新型通過(guò)在檢測(cè)階段預(yù)加脈沖電壓，使得殘留電荷獲得預(yù)激勵(lì)，從而在施加交流方波的時(shí)候，殘留電荷的釋放更加充分，因此殘留電荷的檢測(cè)時(shí)間縮短，檢測(cè)裝置的靈敏度更高，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)采集效率的優(yōu)化，具有準(zhǔn)確可靠、響應(yīng)速度快、便于操作的特點(diǎn)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的電路方框圖；
[0013]圖中，1:直流方波電源；2:脈沖發(fā)生器；3:交流方波電源；4:檢測(cè)阻抗；5:微電壓計(jì)；6:檢測(cè)主機(jī)；7:觸摸屏顯示器；8:開(kāi)關(guān)控制器；9 =1kV交聯(lián)聚乙烯電力電纜線(xiàn)芯；10:RS232 總線(xiàn)；11 =GPIB 總線(xiàn)。

【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例做進(jìn)一步詳述:
[0015]一種脈沖預(yù)激勵(lì)型1kV交聯(lián)聚乙烯電纜殘留電荷檢測(cè)裝置，如圖1所示，包括直流方波電源1、脈沖發(fā)生器2、交流方波電源3、微電壓計(jì)5、檢測(cè)主機(jī)6、觸摸屏顯示器7和開(kāi)關(guān)控制器8，所述的檢測(cè)主機(jī)與觸摸屏顯示器相連接，該檢測(cè)主機(jī)還通過(guò)RS232總線(xiàn)10與直流方波電源、交流方波電源、脈沖發(fā)生器和開(kāi)關(guān)控制器相連接，該檢測(cè)主機(jī)通過(guò)GPIB總線(xiàn)11與微電壓計(jì)相連接，所述的直流方波電源輸出端口、交流方波電源輸出端口以及脈沖發(fā)生器輸出端口通過(guò)開(kāi)關(guān)控制器連接至1kV交聯(lián)聚乙烯電纜線(xiàn)芯9上，所述的微電壓計(jì)經(jīng)檢測(cè)阻抗4連接至脈沖發(fā)生器與大地之間，所述的開(kāi)關(guān)控制器、交流方波電源及直流方波電源接地端連接大地。
[0016]在本檢測(cè)裝置中，所述的直流方波電源用于向電纜絕緣注入電荷，其電壓幅值、極性、方波個(gè)數(shù)可由檢測(cè)主機(jī)通過(guò)RS232總線(xiàn)控制調(diào)節(jié)，最大輸出±10kV。所述的開(kāi)關(guān)控制器將導(dǎo)體線(xiàn)芯接地釋放感應(yīng)電荷，該開(kāi)關(guān)控制器由檢測(cè)主機(jī)通過(guò)RS232總線(xiàn)控制，控制其閉合和開(kāi)斷時(shí)間及次序。所述的脈沖發(fā)生器輸出的連續(xù)脈沖用于將被水樹(shù)枝束縛的電荷激發(fā)，其由檢測(cè)主機(jī)通過(guò)RS232總線(xiàn)控制控制產(chǎn)生脈沖，控制其脈沖幅值、極性、脈沖個(gè)數(shù)，最大電壓幅值可達(dá)±15kV，頻率達(dá)到50Hz。所述的交流方波電源用于進(jìn)一步激勵(lì)殘留電荷，使之釋放，其電壓幅值、極性、方波個(gè)數(shù)可由檢測(cè)主機(jī)通過(guò)RS232總線(xiàn)控制調(diào)節(jié)。所述的微電壓計(jì)通過(guò)檢測(cè)阻抗采集釋放的泄漏電流并將采集結(jié)果發(fā)至檢測(cè)主機(jī)，該微電壓計(jì)由檢測(cè)主機(jī)通過(guò)GPIB總線(xiàn)控制。所述的檢測(cè)主機(jī)用于對(duì)殘留電荷的釋放速率和釋放量進(jìn)行分析，評(píng)估水樹(shù)老化程度，所述的觸摸屏顯示器與用于檢測(cè)參數(shù)的設(shè)置、采集、結(jié)果處理。
[0017]本實(shí)用新型使用方法為:將直流方波電源、交流方波電源、開(kāi)關(guān)控制器和脈沖發(fā)生器與1kV交聯(lián)聚乙烯電纜線(xiàn)芯相連，將微電壓計(jì)經(jīng)檢測(cè)阻抗連接至脈沖發(fā)生器回路，將檢測(cè)主機(jī)分別與以上各部件相連接。檢測(cè)主機(jī)通過(guò)觸摸屏顯示器設(shè)置直流方波電源、交流方波電源、脈沖發(fā)生器、微電壓計(jì)和開(kāi)關(guān)控制器的參數(shù)以及開(kāi)關(guān)控制器動(dòng)作次序及時(shí)間，設(shè)置結(jié)果顯示、分析及保存。開(kāi)關(guān)控制器動(dòng)作次序?yàn)槭紫仁怪绷鞣讲娫磁c電纜線(xiàn)芯連通時(shí)間tl，之后斷開(kāi)；再使脈沖發(fā)生器與電纜線(xiàn)芯連通時(shí)間t2，之后斷開(kāi)；再使交流方波電源與電纜線(xiàn)芯連通時(shí)間t3，同時(shí)通過(guò)微電壓計(jì)檢測(cè)阻抗兩端電壓并采集，之后斷開(kāi)。
[0018]當(dāng)直流方波電源作用時(shí)，載流子將通過(guò)電纜線(xiàn)芯注入到水樹(shù)枝端部及交聯(lián)聚乙烯絕緣的陷阱處。開(kāi)關(guān)控制器動(dòng)作使電纜線(xiàn)芯經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)接地，使淺陷阱中的載流子泄入大地，此時(shí)僅有水樹(shù)枝端部殘留的電荷即殘留電荷。再次施加脈沖電壓時(shí)，水樹(shù)枝端部被深陷阱俘獲的電荷受到激勵(lì)而變得活躍，當(dāng)施加交流方波電壓時(shí)，已經(jīng)受激的電荷脫離陷阱束縛成為泄漏電流，此電流通過(guò)檢流計(jì)測(cè)量，通過(guò)GPIB總線(xiàn)送入檢測(cè)主機(jī)后。檢測(cè)主機(jī)計(jì)算得到每個(gè)交流方波作用時(shí)的電荷釋放量，并計(jì)算電荷釋放率，分析水樹(shù)枝老化的程度。
[0019]需要強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)用新型所述的實(shí)施例是說(shuō)明性的，而不是限定性的，因此本實(shí)用新型包括并不限于【具體實(shí)施方式】中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種脈沖預(yù)激勵(lì)型1kV交聯(lián)聚乙烯電纜殘留電荷檢測(cè)裝置，其特征在于:包括直流方波電源、脈沖發(fā)生器、交流方波電源、微電壓計(jì)、檢測(cè)主機(jī)、顯示器和開(kāi)關(guān)控制器，所述的檢測(cè)主機(jī)與直流方波電源、脈沖發(fā)生器、交流方波電源、開(kāi)關(guān)控制器及微電壓計(jì)相連接，所述的直流方波電源輸出端口、脈沖發(fā)生器輸出端口和直流方波電源輸出端口經(jīng)開(kāi)關(guān)控制器連接至1kV交聯(lián)聚乙烯電纜線(xiàn)芯上，所述的微電壓計(jì)經(jīng)檢測(cè)阻抗連接至脈沖發(fā)生器與大地之間，所述的開(kāi)關(guān)控制器、直流方波電源接地端及交流方波電源連接大地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖預(yù)激勵(lì)型1kV交聯(lián)聚乙烯電纜殘留電荷檢測(cè)裝置，其特征在于:所述的檢測(cè)主機(jī)通過(guò)RS232總線(xiàn)與直流方波電源、脈沖發(fā)生器、交流方波電源和開(kāi)關(guān)控制器相連接，所述的檢測(cè)主機(jī)通過(guò)GPIB總線(xiàn)與微電壓計(jì)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的脈沖預(yù)激勵(lì)型1kV交聯(lián)聚乙烯電纜殘留電荷檢測(cè)裝置，其特征在于:所述的顯示器為觸摸屏顯示器。
【文檔編號(hào)】G01R29/24GK204008874SQ201420502218
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月2日
【發(fā)明者】于士斌, 李芳 , 孫瑩, 黎鵬, 崔健, 劉建偉, 程宇, 解放, 韓平, 彭青 申請(qǐng)人:天津電力設(shè)計(jì)院