模擬交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜局部放電的方法和模擬檢測(cè)平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種模擬交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜局部放電的方法和模擬檢測(cè)平臺(tái)，屬于電力電纜帶電檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明方法是：準(zhǔn)確的模擬XLPE電纜五種不同缺陷類型，實(shí)現(xiàn)缺陷類型和局放檢測(cè)技術(shù)有效性之間一一對(duì)應(yīng)：首先建立XLPE電纜局部放電的圖譜庫；其次通過人為制造交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜不同類型的典型缺陷；最后根據(jù)本模擬檢測(cè)平臺(tái)的輸出信號(hào)的特征實(shí)現(xiàn)缺陷類型及程度的判斷，將缺陷類型與局部放電檢測(cè)技術(shù)有效性一一對(duì)應(yīng)起來。本模擬平臺(tái)可以模擬電纜的五種典型故障，顯著提高XLPE電纜局部放電故障的識(shí)別能力。本發(fā)明具有操作簡(jiǎn)單、提高XLPE電纜局部放電故障識(shí)別能力、適應(yīng)范圍廣、安全可靠的特點(diǎn)。
【專利說明】模擬交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜局部放電的方法和模擬檢測(cè)平臺(tái)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力電纜帶電檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種模擬交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜局部放電的方法和模擬檢測(cè)平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]交聯(lián)聚乙烯(XLPE )電纜在城市供電電網(wǎng)中占有極其重要的地位，其安全運(yùn)行對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定至關(guān)重要。局部放電檢測(cè)是評(píng)價(jià)XLPE電纜絕緣狀況、預(yù)期運(yùn)行壽命及保障電力電纜安全可靠運(yùn)行的重要方法之一。
[0003]近年來，電纜局部放電帶電檢測(cè)技術(shù)在XLPE電纜例行巡檢中，已經(jīng)得到越來越多的應(yīng)用。但是，由于現(xiàn)場(chǎng)存在各種各樣難以預(yù)料的干擾信號(hào)，局部放電帶電檢測(cè)技術(shù)的有效性偏低，更需要依賴于檢測(cè)人員的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)水平定性的對(duì)故障進(jìn)行判斷，這就要求檢測(cè)人員充分了解XLPE電纜局部放電帶電檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)、缺點(diǎn)和有效性。通常，只能根據(jù)檢測(cè)結(jié)果大致給出設(shè)備可能存在的缺陷類型，無法給出明確的判據(jù)，尤其在缺陷類型及程度與信號(hào)特征的關(guān)系研究方面不夠深入，無法提供確鑿的數(shù)據(jù)去驗(yàn)證兩者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。為此，亟需一套能夠模擬XLPE電纜不同缺陷類型，實(shí)現(xiàn)缺陷類型和局放檢測(cè)技術(shù)有效性之間 對(duì)應(yīng)的局部放電檢測(cè)方法和模擬檢測(cè)平臺(tái)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種模擬交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜局部放電的方法和模擬檢測(cè)平臺(tái)，目的是提高XLPE電纜局部放電故障識(shí)別能力，減少檢測(cè)人員評(píng)價(jià)的工作量。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
模擬交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜局部放電的方法是:準(zhǔn)確的模擬XLPE電纜五種不同缺陷類型，實(shí)現(xiàn)缺陷類型和局放檢測(cè)技術(shù)有效性之間 對(duì)應(yīng):
首先建立XLPE電纜局部放電的圖譜庫；
其次，通過人為制造交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜電纜中間接頭制作針尖缺陷1、電纜中間接頭制作氣隙缺陷2、電纜絕緣層低電位制作刀痕缺陷3、電纜終端接頭低電位制作針尖缺陷4以及電纜終端接頭低電位制作氣隙缺陷5不同類型的典型缺陷；
最后，根據(jù)本模擬檢測(cè)平臺(tái)的輸出信號(hào)的特征實(shí)現(xiàn)缺陷類型及程度的判斷，將缺陷類型與局部放電檢測(cè)技術(shù)有效性一一對(duì)應(yīng)起來。
[0006]所述的局部放電的圖譜庫包含若干局部放電種類，是通過對(duì)電纜放電脈沖信號(hào)進(jìn)行的處理、分析，建立電纜局部放電的圖譜庫；
首先在試驗(yàn)室內(nèi)對(duì)各種具有代表性的電纜的典型缺陷進(jìn)行試驗(yàn)，獲得放電數(shù)據(jù)庫中的海量數(shù)據(jù)，經(jīng)過對(duì)海量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)對(duì)電纜放電脈沖信號(hào)的時(shí)域分布、頻譜分布，頻段的譜圖、信號(hào)統(tǒng)計(jì)及特征分離譜圖對(duì)局部放電進(jìn)行分類，從而形成局部放電圖譜庫。
[0007]所述的模擬XLPE電纜五種不同缺陷類型包括:模擬電纜典型缺陷1:將被試電纜A進(jìn)行放電并接地，打開變頻電源控制箱的電源，使勵(lì)磁變壓器的輸出電壓達(dá)到電纜局部放電檢測(cè)電壓，合上開關(guān)A，進(jìn)行缺陷I的模擬；開關(guān)A閉合后，同步信號(hào)和局放信號(hào)分別通過低頻電流傳感器和高頻電流傳感器來完成信號(hào)的傳輸，所得到的信號(hào)進(jìn)入到局放測(cè)量?jī)x，然后傳輸至光電轉(zhuǎn)換器中，進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，最后將數(shù)據(jù)輸送至終端處理器進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果與局部放電圖譜庫進(jìn)行比對(duì)，從而判斷出電纜的缺陷類型，并將結(jié)果進(jìn)行顯示；
模擬電纜典型缺陷2?5:將被試電纜B?電纜E進(jìn)行放電并接地；打開變頻電源控制箱的電源，使勵(lì)磁變壓器的輸出電壓達(dá)到電纜局部放電檢測(cè)電壓，分別合上開關(guān)B?開關(guān)E，進(jìn)行缺陷2?5的模擬；開關(guān)B?開關(guān)E閉合后，同步信號(hào)和局放信號(hào)分別通過低頻電流傳感器和高頻電流傳感器來完成信號(hào)的傳輸，所得到的信號(hào)進(jìn)入到局放測(cè)量?jī)x，然后傳輸至光電轉(zhuǎn)換器中，進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，最后將數(shù)據(jù)輸送至終端處理器進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果與局部放電圖譜庫進(jìn)行比對(duì)，從而判斷出電纜的缺陷類型，并將結(jié)果進(jìn)行顯示；
變頻電源控制箱的輸出端連接至勵(lì)磁變壓器的輸入端，所述勵(lì)磁變壓器的輸出端分別連接避雷器和諧振電抗器，所述避雷器的輸出端分別與分壓器通過開關(guān)A?開關(guān)E和所述被檢測(cè)電纜A?電纜E連接，分壓器的另一端通過所述采集信號(hào)線與變頻電源控制箱相連；所述低頻電流傳感器通過同步信號(hào)傳輸線與局放測(cè)量?jī)x連接；高頻電流傳感器通過局放信號(hào)傳輸線與局放測(cè)量?jī)x連接；所述局放測(cè)量?jī)x與光電轉(zhuǎn)換器連接，所述光電轉(zhuǎn)化器與終端處理器連接。
[0008]本發(fā)明的特殊之處在于，能夠通過人為制造XLPE電纜5種不同類型的典型缺陷，用以模擬XLPE電纜不同缺陷類型，根據(jù)本模擬檢測(cè)平臺(tái)的輸出信號(hào)的特征實(shí)現(xiàn)缺陷類型及程度的判斷，將缺陷類型與局放檢測(cè)技術(shù)有效性一一對(duì)應(yīng)起來，從而提高XLPE電纜局部放電故障識(shí)別能力。
[0009]本發(fā)明的有效效果是:解決在做XLPE電纜局部放電檢測(cè)時(shí)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果明確判斷出被檢測(cè)電纜所存在的缺陷類型，顯著提高交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜局部放電故障的檢測(cè)水平，并能減少檢測(cè)人員評(píng)價(jià)的工作量。本發(fā)明具有操作簡(jiǎn)單、提高XLPE電纜局部放電故障識(shí)別能力、適應(yīng)范圍廣、安全可靠的特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明專利做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0011]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中:變頻電源控制箱1，勵(lì)磁變壓器2，避雷器3，諧振電抗器4，分壓器5，開關(guān)A6,開關(guān)B7，開關(guān)C8，開關(guān)D9，開關(guān)E10，電纜All,電纜B12，電纜C13，電纜D14，電纜E15，采集信號(hào)線16，低頻電流傳感器17，同步信號(hào)傳輸線18，高頻電流傳感器19，局放信號(hào)傳輸線20，局放測(cè)量?jī)x21，光電轉(zhuǎn)換器22，終端處理器23。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1所示，本發(fā)明是一種模擬交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜局部放電的方法和模擬檢測(cè)
T D O
[0014]模擬交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜局部放電的方法是:準(zhǔn)確的模擬XLPE電纜五種不同缺陷類型，實(shí)現(xiàn)缺陷類型和局放檢測(cè)技術(shù)有效性之間一一對(duì)應(yīng):
首先，建立XLPE電纜局部放電的圖譜庫；
其次，通過人為制造交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜電纜中間接頭制作針尖缺陷1、電纜中間接頭制作氣隙缺陷2、電纜絕緣層低電位制作刀痕缺陷3、電纜終端接頭低電位制作針尖缺陷4以及電纜終端接頭低電位制作氣隙缺陷5不同類型的典型缺陷；
最后，根據(jù)本模擬檢測(cè)平臺(tái)的輸出信號(hào)的特征實(shí)現(xiàn)缺陷類型及程度的判斷，將缺陷類型與局部放電檢測(cè)技術(shù)有效性一一對(duì)應(yīng)起來。
[0015]本發(fā)明的特殊之處在于，可以準(zhǔn)確的模擬XLPE電纜五種不同缺陷類型，實(shí)現(xiàn)缺陷類型和局放檢測(cè)技術(shù)有效性之間 對(duì)應(yīng)。
[0016]其中建立XLPE電纜局部放電的圖譜庫，所述局部放電的圖譜庫包含若干局部放電種類。是通過對(duì)電纜放電脈沖信號(hào)進(jìn)行的處理、分析，建立電纜局部放電的圖譜庫。
[0017]為了能夠獲得所述局部放電的圖譜庫，首先在試驗(yàn)室內(nèi)對(duì)各種具有代表性的電纜的典型缺陷進(jìn)行研究。通過試驗(yàn)，獲得放電數(shù)據(jù)庫中的海量數(shù)據(jù)，經(jīng)過對(duì)海量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)對(duì)電纜放電脈沖信號(hào)的時(shí)域分布、頻譜分布，頻段的譜圖、信號(hào)統(tǒng)計(jì)及特征分離譜圖對(duì)局部放電進(jìn)行分類，從而形成局部放電圖譜庫。
[0018]能夠通過人為制造交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜電纜中間接頭制作針尖缺陷1、電纜中間接頭制作氣隙缺陷2、電纜絕緣層低電位制作刀痕缺陷3、電纜終端接頭低電位制作針尖缺陷4以及電纜終端接頭低電位制作氣隙缺陷5不同類型的典型缺陷，用以模擬XLPE電纜五種不同缺陷類型，根據(jù)本模擬檢測(cè)平臺(tái)的輸出信號(hào)的特征實(shí)現(xiàn)缺陷類型及程度的判斷，將缺陷類型與局部放電檢測(cè)技術(shù)有效性一一對(duì)應(yīng)起來。
[0019]本發(fā)明模擬交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜局部放電的方法和模擬檢測(cè)平臺(tái)模擬5種典型缺陷的說明表，詳見表I。
[0020]模擬電纜典型缺陷1:將被試電纜All進(jìn)行放電并接地。打開變頻電源控制箱I的電源，使勵(lì)磁變壓器2的輸出電壓達(dá)到電纜局部放電檢測(cè)電壓，合上開關(guān)A6，進(jìn)行缺陷I的模擬。開關(guān)A6閉合后，同步信號(hào)和局放信號(hào)分別通過低頻電流傳感器17和高頻電流傳感器19來完成信號(hào)的傳輸，所得到的信號(hào)進(jìn)入到局放測(cè)量?jī)x21，然后傳輸至光電轉(zhuǎn)換器22中，進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，最后將數(shù)據(jù)輸送至終端處理器23進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果與局部放電圖譜庫進(jìn)行比對(duì)，從而判斷出電纜的缺陷類型，并將結(jié)果進(jìn)行顯示。
[0021]進(jìn)一步的，模擬電纜典型缺陷2?5時(shí):將被試電纜B12?電纜E15進(jìn)行放電并接地。打開變頻電源控制箱I的電源，使勵(lì)磁變壓器2的輸出電壓達(dá)到電纜局部放電檢測(cè)電壓，分別合上開關(guān)B7?開關(guān)E10，進(jìn)行缺陷2?5的模擬。模擬電纜典型缺陷2?5:將被試電纜B12?電纜E15進(jìn)行放電并接地；打開變頻電源控制箱I的電源，使勵(lì)磁變壓器2的輸出電壓達(dá)到電纜局部放電檢測(cè)電壓，分別合上開關(guān)B7?開關(guān)E10，進(jìn)行缺陷2?5的模擬；開關(guān)B7?開關(guān)ElO閉合后，同步信號(hào)和局放信號(hào)分別通過低頻電流傳感器17和高頻電流傳感器19來完成信號(hào)的傳輸，所得到的信號(hào)進(jìn)入到局放測(cè)量?jī)x21，然后傳輸至光電轉(zhuǎn)換器22中，進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，最后將數(shù)據(jù)輸送至終端處理器23進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果與局部放電圖譜庫進(jìn)行比對(duì)，從而判斷出電纜的缺陷類型，并將結(jié)果進(jìn)行顯示。
[0022]模擬交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜局部放電的模擬檢測(cè)平臺(tái)是:由變頻電源控制箱I的輸出端連接至勵(lì)磁變壓器2的輸入端，所述勵(lì)磁變壓器2的輸出端分別連接避雷器3和諧振電抗器4，所述避雷器3的輸出端分別與分壓器5通過開關(guān)A6~開關(guān)ElO和所述被檢測(cè)電纜All~電纜E15連接，分壓器5的另一端通過所述采集信號(hào)線16與變頻電源控制箱I相連。所述低頻電流傳感器17通過同步信號(hào)傳輸線18與局放測(cè)量?jī)x21連接；高頻電流傳感器19通過局放信號(hào)傳輸線20與局放測(cè)量?jī)x21連接。所述局放測(cè)量?jī)x21與光電轉(zhuǎn)換器22連接，所述光電轉(zhuǎn)化器22與終端處理器23連接。
[0023]上述【具體實(shí)施方式】為本發(fā)明專利的優(yōu)選實(shí)施例，并不能對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限定，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實(shí)際情況來確定具體的實(shí)施方式，其他的任何為背離本發(fā)明的技術(shù)方案而所做的改變或其它等效的置換方式，都包含在發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.模擬交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜局部放電的方法，其特征是:準(zhǔn)確的模擬XLPE電纜五種不同缺陷類型，實(shí)現(xiàn)缺陷類型和局放檢測(cè)技術(shù)有效性之間一一對(duì)應(yīng): 首先建立XLPE電纜局部放電的圖譜庫； 其次，通過人為制造交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜電纜中間接頭制作針尖缺陷(I)、電纜中間接頭制作氣隙缺陷(2)、電纜絕緣層低電位制作刀痕缺陷(3)、電纜終端接頭低電位制作針尖缺陷(4)以及電纜終端接頭低電位制作氣隙缺陷(5)不同類型的典型缺陷； 最后，根據(jù)本模擬檢測(cè)平臺(tái)的輸出信號(hào)的特征實(shí)現(xiàn)缺陷類型及程度的判斷，將缺陷類型與局部放電檢測(cè)技術(shù)有效性一一對(duì)應(yīng)起來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜局部放電的方法，其特征是:所述的局部放電的圖譜庫包含若干局部放電種類，是通過對(duì)電纜放電脈沖信號(hào)進(jìn)行的處理、分析，建立電纜局部放電的圖譜庫； 首先在試驗(yàn)室內(nèi)對(duì)各種具有代表性的電纜的典型缺陷進(jìn)行試驗(yàn)，獲得放電數(shù)據(jù)庫中的海量數(shù)據(jù)，經(jīng)過對(duì)海量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)對(duì)電纜放電脈沖信號(hào)的時(shí)域分布、頻譜分布，頻段的譜圖、信號(hào)統(tǒng)計(jì)及特征分離譜圖對(duì)局部放電進(jìn)行分類，從而形成局部放電圖譜庫。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜局部放電的方法，其特征是:所述的模擬XLPE電纜五種不同缺陷類型包括: 模擬電纜典型缺陷1:將被試電纜A (11)進(jìn)行放電并接地，打開變頻電源控制箱(I)的電源，使勵(lì)磁變壓器(2)的輸出電壓達(dá)到電纜局部放電檢測(cè)電壓，合上開關(guān)A (6)，進(jìn)行缺陷I的模擬；開關(guān)A (6)閉合后，同步信號(hào)和局放信號(hào)分別通過低頻電流傳感器(17)和高頻電流傳感器(19)來完成信號(hào)的傳輸，所得到的信號(hào)進(jìn)入到局放測(cè)量?jī)x(21)，然后傳輸至光電轉(zhuǎn)換器(22 )中，進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，最后將數(shù)據(jù)輸送至終端處理器(23)進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果與局部放電圖譜庫進(jìn)行比對(duì)，從而判斷出電纜的缺陷類型，并將結(jié)果進(jìn)行顯示； 模擬電纜典型缺陷2?5:將被試電纜B (12)?電纜E (15)進(jìn)行放電并接地；打開變頻電源控制箱(I)的電源，使勵(lì)磁變壓器(2)的輸出電壓達(dá)到電纜局部放電檢測(cè)電壓，分別合上開關(guān)B (7)?開關(guān)E (10)，進(jìn)行缺陷2?5的模擬；開關(guān)B (7)?開關(guān)E (10)閉合后，同步信號(hào)和局放信號(hào)分別通過低頻電流傳感器(17)和高頻電流傳感器(19)來完成信號(hào)的傳輸，所得到的信號(hào)進(jìn)入到局放測(cè)量?jī)x(21)，然后傳輸至光電轉(zhuǎn)換器(22)中，進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，最后將數(shù)據(jù)輸送至終端處理器(23)進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果與局部放電圖譜庫進(jìn)行比對(duì)，從而判斷出電纜的缺陷類型，并將結(jié)果進(jìn)行顯示。
4.模擬交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜局部放電的模擬檢測(cè)平臺(tái)，其特征是:變頻電源控制箱(I)的輸出端連接至勵(lì)磁變壓器(2)的輸入端，所述勵(lì)磁變壓器(2)的輸出端分別連接避雷器(3)和諧振電抗器(4)，所述避雷器(3)的輸出端分別與分壓器(5)通過開關(guān)A (6)?開關(guān)E (10)和所述被檢測(cè)電纜A (11)?電纜E (15)連接，分壓器(5)的另一端通過所述采集信號(hào)線(16)與變頻電源控制箱(I)相連；所述低頻電流傳感器(17)通過同步信號(hào)傳輸線(18 )與局放測(cè)量?jī)x(21)連接；高頻電流傳感器(19 )通過局放信號(hào)傳輸線(20 )與局放測(cè)量?jī)x(21)連接；所述局放測(cè)量?jī)x(21)與光電轉(zhuǎn)換器(22)連接，所述光電轉(zhuǎn)化器(22)與終端處理器(23)連接。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK103926512SQ201410113121
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】李學(xué)斌, 隋東硼, 魯旭臣, 康激揚(yáng), 韋德福, 郭鐵, 胡大偉, 耿莉娜, 韓洪剛, 羅斌 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院