一種基于振蕩波測試的配電電纜局部放電測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于局部放電檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于振蕩波測試的配電電纜 局部放電測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在電力系統(tǒng)中，往常通用的電纜測試方法是對被測試的電纜加入直流的高壓電， 以檢查直流泄漏電流的大小，0.1 Hz超低頻的交流耐壓試驗等。通常這些方法一方面都只能 判斷出電纜承受電壓的狀況，而不能判斷出電纜絕緣的缺陷點(diǎn)，更不能發(fā)現(xiàn)以及定位部分 放電的隱患，另一方面這種試驗屬于破壞性的試驗，對于電纜的絕緣具有一定的破壞作用， 特別是直流高壓試驗后，交聯(lián)聚乙烯絕緣內(nèi)部仍然保持極化狀態(tài)的分子排列，不易恢復(fù)到 加壓前的狀態(tài)，從而導(dǎo)致試驗合格的電纜在送電后絕緣很快被擊穿的事故時有發(fā)生。
[0003] 通過對電纜運(yùn)行檢修數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)局部放電引發(fā)的電纜絕緣擊穿故障占有 較大比重，因此迫切需要引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，及時發(fā)現(xiàn)并定位電纜潛伏性局部放電缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于振蕩波測試的配電電纜局部 放電測試方法。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的基于振蕩波測試的配電電纜局部放電測試方法 包括按順序執(zhí)行的下列步驟：
[0006] 步驟1)建立測試系統(tǒng)：建立基于振蕩波測試的電纜局部放電測試與定位系統(tǒng)；
[0007] 步驟2)測試：利用上述電纜局部放電測試與定位系統(tǒng)，通過在被測電纜端加壓至 預(yù)設(shè)值的方法對該電纜進(jìn)行充電，并通過電纜局部放電測試與定位系統(tǒng)中電感與被測電纜 電容發(fā)生諧振而在被測電纜端產(chǎn)生阻尼振蕩電壓；
[0008] 步驟3)定位：當(dāng)被測電纜上距測試端某處發(fā)生局部放電時，脈沖將沿電纜向兩個 方向傳播，根據(jù)入射波和放射波兩個脈沖到達(dá)測試端的時間差，確定出局部放電發(fā)生的位 置。
[0009] 在步驟1)中，所述的電纜局部放電測試與定位系統(tǒng)包括：
[0010] 數(shù)據(jù)采集與分析單元A、第一運(yùn)放B1、第二運(yùn)放B2、濾波器B3、局部耦合單元B4、可 控電源E、電子開關(guān)K、電感器L1、第一電阻R1、第二電阻R2、限流電阻R3、第一電容Cl和第 二電容C2 ;其中：數(shù)據(jù)采集與分析單元A的兩個輸出端分別與可控電源E和電子開關(guān)K的 控制端相連接，可控電源E的負(fù)極與地線連接、正極依次通過限流電阻R3和電感器Ll與被 測電纜D的測試端相連接，電子開關(guān)K的兩個主端子一個與地線相連接、另一個與過限流電 阻R3和電感器Ll的連接點(diǎn)相連接，第一電阻Rl和第一電容Cl并聯(lián)后其一端與被測電纜 D的測試端相連接、另一端與第一運(yùn)放Bl的輸入端相連接，第二電阻R2的一端與第一運(yùn)放 Bl的輸入端、另一端與局部親合單元M的一個輸入端相連接，第二電容C2的一端與第一 運(yùn)放Bl的輸入端相連接、另一端與局部耦合單元M的另一個輸入端相連接，局部耦合單元 B4的參考點(diǎn)與地線相連接，第一運(yùn)放BI的輸出端與數(shù)據(jù)采集與分析單元A的一個輸入端連 接，第二運(yùn)放B2的輸入端與局部耦合單元M的輸出端相連接、輸出端通過濾波器B3與數(shù) 據(jù)采集與分析單元A的另一個輸入端連接，被測電纜D的屏蔽層與地線相連接；
[0011] 所述的數(shù)據(jù)采集與分析單元A為數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)，用于從待測設(shè)備自動采集 經(jīng)過耦合單元和濾波器處理的局放信號和末端反射信號，并應(yīng)用相關(guān)程序?qū)Σ杉降男畔?進(jìn)行計算處理；
[0012] 所述的局部耦合單元M用于同時測量局部放電和試驗電壓波形信號；
[0013] 所述的可控電源E為0_28kV直流可控電源，通過控制端能夠控制其打開或關(guān)閉；
[0014] 所述的電子開關(guān)K為采用IGBT的高壓開關(guān)；
[0015] 所述的電感器Ll為0. 8H功率電感器，第一電阻Rl為150ΜΩ電阻器、第二電阻R2 為15k Ω電阻器、限流電阻R3為IkQ電阻器、第一電容Cl為InF電容器和第二電容C2為 IOuF電容器。
[0016] 在步驟2)中，所述的測試的具體方法包括如下步驟：
[0017] 步驟2. 1)對被測電纜充電：利用上述電纜局部放電測試與定位系統(tǒng)對被測電纜D 進(jìn)行充電；
[0018] 步驟2. 2)被測電纜放電：接通上述電纜局部放電測試與定位系統(tǒng)中的放電回路， 使被測電纜D放電；
[0019] 步驟2. 3)記錄測試端電壓、電流信號波形：利用數(shù)據(jù)采集與分析單元A實時記錄 被測電纜D測試端上的電壓、電流信號波形。
[0020] 在步驟2. 1)中，所述充電的具體方法為：利用上述電纜局部放電測試與定位系統(tǒng) 中的直流電源在被測電纜端加壓至預(yù)設(shè)值UdM;
[0021] 通過對振蕩回路分析計算可知測試時加在被測電纜D上的電壓、電流分別為：
[0022] Uc= Ae _8tsin (ω t+ Θ )
【主權(quán)項】
1. 一種基于振蕩波測試的配電電纜局部放電測試方法，其特征在于：其包括按順序執(zhí) 行的下列步驟： 步驟1)建立測試系統(tǒng)：建立基于振蕩波測試的電纜局部放電測試與定位系統(tǒng)； 步驟2)測試：利用上述電纜局部放電測試與定位系統(tǒng)，通過在被測電纜端加壓至預(yù)設(shè) 值的方法對該電纜進(jìn)行充電，并通過電纜局部放電測試與定位系統(tǒng)中電感與被測電纜電容 發(fā)生諧振而在被測電纜端產(chǎn)生阻尼振蕩電壓； 步驟3)定位：當(dāng)被測電纜上距測試端某處發(fā)生局部放電時，脈沖將沿電纜向兩個方向 傳播，根據(jù)入射波和放射波兩個脈沖到達(dá)測試端的時間差，確定出局部放電發(fā)生的位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于振蕩波測試的配電電纜局部放電測試方法，其特征在 于：在步驟1)中，所述的電纜局部放電測試與定位系統(tǒng)包括： 數(shù)據(jù)采集與分析單元A、第一運(yùn)放B1、第二運(yùn)放B2、濾波器B3、局部耦合單元B4、可控電 源E、電子開關(guān)K、電感器L1、第一電阻R1、第二電阻R2、限流電阻R3、第一電容C1和第二電 容C2 ;其中：數(shù)據(jù)采集與分析單元A的兩個輸出端分別與可控電源E和電子開關(guān)K的控制 端相連接，可控電源E的負(fù)極與地線連接、正極依次通過限流電阻R3和電感器L1與被測電 纜D的測試端相連接，電子開關(guān)K的兩個主端子一個與地線相連接、另一個與過限流電阻R3 和電感器L1的連接點(diǎn)相連接，第一電阻R1和第一電容C1并聯(lián)后其一端與被測電纜D的測 試端相連接、另一端與第一運(yùn)放B1的輸入端相連接，第二電阻R2的一端與第一運(yùn)放B1的 輸入端、另一端與局部親合單元B4的一個輸入端相連接，第二電容C2的一端與第一運(yùn)放B1 的輸入端相連接、另一端與局部耦合單元B4的另一個輸入端相連接，局部耦合單元B4的參 考點(diǎn)與地線相連接，第一運(yùn)放B1的輸出端與數(shù)據(jù)采集與分析單元A的一個輸入端連接，第 二運(yùn)放B2的輸入端與局部耦合單元B4的輸出端相連接、輸出端通過濾波器B3與數(shù)據(jù)采集 與分析單元A的另一個輸入端連接，被測電纜D的屏蔽層與地線相連接； 所述的數(shù)據(jù)采集與分析單元A為數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)，用于從待測設(shè)備自動采集經(jīng)過 耦合單元和濾波器處理的局放信號和末端反射信號，并應(yīng)用相關(guān)程序?qū)Σ杉降男畔⑦M(jìn)行 計算處理； 所述的局部耦合單元B4用于同時測量局部放電和試驗電壓波形信號； 所述的可控電源E為0-28kV直流可控電源，通過控制端能夠控制其打開或關(guān)閉； 所述的電子開關(guān)K為采用IGBT的高壓開關(guān)； 所述的電感器L1為0. 8H功率電感器，第一電阻R1為150MQ電阻器、第二電阻R2為 15kD電阻器、限流電阻R3為lkQ電阻器、第一電容C1為InF電容器和第二電容C2為 10uF電容器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于振蕩波測試的配電電纜局部放電測試方法，其特征在 于：在步驟2)中，所述的測試的具體方法包括如下步驟： 步驟2. 1)對被測電纜充電：利用上述電纜局部放電測試與定位系統(tǒng)對被測電纜D進(jìn)行 充電； 步驟2. 2)被測電纜放電：接通上述電纜局部放電測試與定位系統(tǒng)中的放電回路，使被 測電纜D放電； 步驟2. 3)記錄測試端電壓、電流信號波形：利用數(shù)據(jù)采集與分析單元A實時記錄被測 電纜D測試端上的電壓、電流信號波形。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于振蕩波測試的配電電纜局部放電測試方法，其特征在 于：在步驟2. 1)中，所述充電的具體方法為：利用上述電纜局部放電測試與定位系統(tǒng)中的 直流電源在被測電纜端加壓至預(yù)設(shè)值U。_; 通過對振蕩回路分析計算可知測試時加在被測電纜D上的電壓、電流分別為： Uc=Ae^in(?t+ 0 )
其中，R為被測電纜D電阻和該電纜接地部分電阻之和，L為系統(tǒng)電感0.8H，C為被測 電纜D的等效電容值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于振蕩波測試的配電電纜局部放電測試方法，其特征在 于：在步驟2. 2)中，所述放電的具體方法為：閉合上述電纜局部放電測試與定位系統(tǒng)中的 電子開關(guān)K，通過電感L1與被測電纜電容D發(fā)生諧振，在被測電纜D測試端上產(chǎn)生阻尼振蕩 電壓。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于振蕩波測試的配電電纜局部放電測試方法，其特征在 于：在步驟3)中，所述的定位的具體方法為：對于一條長為1的被測電纜D，如果在距測試 端x處發(fā)生局部放電，脈沖將以波速v沿被測電纜D向兩個方向傳播；入射波經(jīng)過時間tjlj 達(dá)測試端，反射波向測試對端傳播，并在被測電纜D末端發(fā)生反射，之后再向測試端傳播， 經(jīng)過時間t2到達(dá)測試端，根據(jù)兩個脈沖到達(dá)測試端的時間差A(yù)t計算出局部放電發(fā)生位 置，S
可推算出
【專利摘要】一種基于振蕩波測試的配電電纜局部放電測試方法。其包括：建立基于振蕩波測試的電纜局部放電測試與定位系統(tǒng)；利用上述測試系統(tǒng)，通過在被測電纜端加壓至預(yù)設(shè)值的方法對該電纜進(jìn)行充電，并通過系統(tǒng)中電感與被測電纜電容發(fā)生諧振而在被測電纜端產(chǎn)生阻尼振蕩電壓；當(dāng)被測電纜上距測試端某處發(fā)生局部放電時，脈沖將沿電纜向兩個方向傳播，根據(jù)入射波和放射波兩個脈沖到達(dá)測試端的時間差，確定出局部放電發(fā)生的位置。本發(fā)明是將振蕩波用于配電電纜的局部放電測試，使用固定的電感以及電纜的諧振產(chǎn)生正弦振蕩波對電纜進(jìn)行加壓。使用本發(fā)明的系統(tǒng)能夠在短時間內(nèi)及時了解電纜的絕緣狀況，從而可以有效地防止電纜發(fā)生事故。
【IPC分類】G01R31-12
【公開號】CN104808121
【申請?zhí)枴緾N201510173365
【發(fā)明人】張曉虹, 馬力, 耿芳, 范偉, 張梅, 侯彩龍
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)天津市電力公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月13日