CN201373905Y - 电力电缆的安全检测评估系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种电缆安全检测评估系统，主要由交流耐压试验系统和局部放电测量系统组成，该交流耐压试验系统包括变频电源、励磁变压器、谐振电抗器和电容式分压器；该局部放电测量系统包括检测阻抗、标准校准器、脉冲发生器、信号调理电路、示波器和计算机；本实用新型可以通过对110kV及以下电压等级的电力电缆施加交流试验电压进行耐压试验，并结合试验技术，局部放电检测技术与定位技术对其绝缘状况进行检测和评估。

Description

电力电缆的安全检测评估系统

技术领域

本实用新型涉及一种能够对110kV及以下电压等级电力电缆绝缘状况进行安全检测与评估的离线系统，主要用于对110kV及以下电压等级的电力电缆施加交流试验电压进行耐压试验，对其局部放电状况进行检测和评估。

背景技术

电力电缆绝缘状况常见的检测方法包括：绝缘电阻测试、介质损耗测量、直流耐压试验、超低频耐压试验，工频或类工频交流耐压试验。上述方法均存在一定缺点：绝缘电阻测试与介质损耗测量尽管简单易行，但无法有效检测局部性、轻微型的故障，对绝缘故障无法提供早期预警；直流耐压试验不仅无法有效检测出XLPE存在的绝缘问题，而且可能导致严重的绝缘击穿故障；超低频耐压试验虽然属于交流耐压试验，并能大大降低试验设备容量，但输出的试验电压一般小于40kV，不能满足国内日益增多的110kV交联聚乙烯电缆的现场耐压试验要求。工频或类工频交流耐压试验能够正确模拟电缆的实际运行条件，试验结果的有效性较好，但过高的试验电压不仅对绝缘有损伤，而且无法定位绝缘的薄弱环节，往往导致检修工作量过大、部分电缆过度检修、更换费用高等缺点。

目前结合试验技术，局部放电检测技术与定位技术的电力电缆检测评估装置存在着以下缺点：基于超低频试验技术的该类装置，适用的电压等级较低，不能满足国内电力工业发展的需要；基于衰减振荡波技术的该类装置，由于无法提供稳定的试验电压，局部放电现象不能稳定地再现，试验结果不具有通用性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够结合交流谐振耐压试验与局部放电的测量结果，对110kV及以下电压等级的电力电缆绝缘状况进行安全检测与评估的离线系统。

一种电力电缆安全检测评估系统，主要由交流耐压试验系统和局部放电测量系统组成，该交流耐压试验系统包括变频电源、励磁变压器、谐振电抗器和电容式分压器；该局部放电测量系统包括检测阻抗、标准校准器、脉冲发生器、信号调理电路、示波器和计算机；

所述的变频电源通过频率调节使得谐振电抗器与被测电力电缆的分布电容产生谐振，在被测电力电缆上获取试验高电压；

所述的励磁变压器用于将变频电源的额定输出电压进行预升压，谐振条件下，在被测电力电缆上可以获得输入电压数倍的试验电压，使得被测电力电缆或其接头的薄弱环节发生局部放电；

所述的电容式分压器用于耦合局部放电产生的高频电流并在检测阻抗上产生一定幅值的电压信号；

所述的检测阻抗可同时有效检测频率为30～300Hz内的试验电压和高频局部放电信号，并且能够使试验电压在30～300Hz范围内的不同试验频率下衰减增益相近和高频局部放电信号的近似无衰减，有利于后续的信号处理与分析；

所述的标准校准器用于向被测电力电缆注入脉冲，根据计算机上专业软件测量结果和标准校准器的标准刻度调整测量设备的放大倍数，以获得同一标准的测量结果；

所述的脉冲发生器主要用于测量被测电力电缆的长度，配合计算机上的专业软件用于局部放电的定位；

所述的信号调理电路用于将检测阻抗的输出信号分成低频试验电压信号和高频局部放电信号两路进行处理，对低频试验电压信号进行滤波，对高频局部放电信号进行滤波，隔离放大。

所述的示波器用于实时显示低频试验电压信号和高频局部放电信号并将信号以数字形式传输到计算机；

所述的计算机可对数字化的局部放电信号序列分析处理，采集的数据经过数字降噪处理后获取信号的幅值，以图形形式显示放电信号的二维、三维图谱，放电位置的二维空间信息；同时引入试验电压信号，用于监测耐压试验的中间数据、电缆放电的起始和熄灭电压、局部放电信号的相位测量。

本实用新型具有以下几个优点：

一、能满足现有的各大电网公司电力电缆交接和预防性试验规程的要求。

二、能够对110kV电力电缆的绝缘状况进行检测和评估。

三、试验电压稳定，能够稳定地再现局部放电现象，检测结果具有通用性。

四、集合局部放电检测和定位技术，用图谱方式对局部放电进行统计分析，以图形方式指示电缆绝缘的薄弱环节，为电缆的计划更换提供依据，减少劳动强度，降低检修费用，提高检修效率。

附图说明

图1是本实用新型的工作原理方框图。

以下结合具体实施例对本实用新型作进一步详述。

具体实施方式

本实用新型一种电力电缆安全检测评估系统，主要由交流耐压试验系统1和局部放电测量系统2组成。

该交流耐压试验系统1包括变频电源11、励磁变压器12、谐振电抗器13和电容式分压器14；

该局部放电测量系统2包括检测阻抗21、标准校准器22、脉冲发生器23、信号调理电路24、示波器25和计算机26；

所述的变频电源11通过频率调节使得谐振电抗器13与被测电缆3的分布电容产生谐振，获取符合试验要求的试验电压，使被测电缆3或其接头发生局部放电；该局部放电产生的高频电流经过电容式分压器15的耦合在检测阻抗21上产生一定幅值的电压信号；

所述的励磁变压器12用于将变频电源的额定输出电压进行预升压，谐振条件下，在被测电力电缆3上可以获得输入电压数倍试验电压，使得被测电力电缆3及其接头的薄弱环节发生局部放电；

所述的电容式分压器14用于耦合局部放电产生的高频电流并在检测阻抗21上产生一定幅值的电压信号；

所述的检测阻抗21可同时有效检测试验电压频率为30～300Hz下的试验电压和高频局部放电信号，并且能够使30～300Hz范围内试验电压在不同试验频率下衰减相近和高频局部放电信号的近似无衰减，有利于后续的信号处理与分析；

所述的标准校准器22向被测电力电缆3注入脉冲，根据计算机26上专业软件测量结果和标准校准器22的标准刻度调整测量设备的放大倍数，以获得同一标准的测量结果；

所述的脉冲发生器23向被测电力电缆3注入脉冲，根据脉冲的返回时间和传播速度计算被测电缆的长度，配合计算机26上的专业软件用于局部放电的定位；

所述的信号调理电路24用于将检测阻抗的输出信号分成低频试验电压信号和高频局部放电信号两路进行处理，对低频试验电压信号进行滤波，对高频局部放电信号进行滤波，隔离放大。

所述的示波器25用于实时显示低频试验电压信号和高频局部放电信号并将信号以数字形式传输到计算机26；

所述的计算机26可对数字化的局部放电信号序列分析处理，采集的数据经过数字降噪处理后获取信号的幅值，以图形形式显示放电信号的二维、三维图谱；

当局部放电发生时，局放脉冲从放电点向电力电缆两侧传播，直接向测量端传播的直达脉冲和向反方向传播后被反射回来反射脉冲到达检测阻抗21具有时间差，计算机26可对直达脉冲、反射脉冲及二者时间差进行分析确定放电位置，并以图形形式显示放电位置的二维空间信息；

计算机26同时引入试验电压信号的检测和分析，用于监测耐压试验的中间数据、电缆放电的起始和熄灭电压、局部放电信号的相位测量；

计算机26对采集的局部放电信号保存到数据库进行管理并支持数据报表生成和打印。

Claims (1)

1、一种电力电缆安全检测评估系统，其特征在于：主要由交流耐压试验系统和局部放电测量系统组成，该交流耐压试验系统包括变频电源、励磁变压器、谐振电抗器和电容式分压器；该局部放电测量系统包括检测阻抗、标准校准器、脉冲发生器、信号调理电路、示波器和计算机；

所述的变频电源通过频率调节使得谐振电抗器与被测电力电缆的分布电容产生谐振，在被测电力电缆上获取试验电压；

所述的励磁变压器用于将变频电源的额定输出电压进行预升压，谐振条件下，在被测电力电缆上可以获得输入电压数倍试验电压，使得被测电力电缆或其接头的薄弱环节发生局部放电；

所述的电容式分压器耦合局部放电产生的高频电流并在检测阻抗上产生一定幅值的电压信号；

所述的检测阻抗可同时有效检测试验电压频率为30～300Hz下的试验电压和高频局部放电信号，并且能够使30～300Hz范围内试验电压在不同试验频率下衰减相近和高频局部放电信号的近似无衰减，有利于后续的信号处理与分析；

所述的标准校准器用于向被测电力电缆注入脉冲，根据计算机上专业软件测量结果和标准校准器的标准刻度调整测量设备的放大倍数，以获得同一标准的测量结果；

所述的脉冲发生器主要用于测量被测电力电缆的长度，配合计算机上的专业软件用于局部放电的定位；

所述的信号调理电路用于将检测阻抗的输出信号分成低频试验电压信号和高频局部放电信号两路进行处理，对低频试验电压信号进行滤波，对高频局部放电信号进行滤波，隔离放大；

所述的示波器用于实时显示低频试验电压信号和高频局部放电信号并将信号以数字形式传输到计算机；

所述的计算机可对数字化的局部放电信号序列分析处理，采集的数据经过数字降噪处理后获取信号的幅值，以图形形式显示放电信号的二维、三维图谱，放电位置的二维空间信息；同时引入试验电压信号，用于监测耐压试验的中间数据、电缆放电的起始和熄灭电压、局部放电信号的相位测量。