[發明專利]一種用于高壓XLPE電纜的在線監測方法

無效

• 申請號: 201210010798.9
• 申請日: 2012-01-14
• 公開（公告）號: CN102565588A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 杜伯學;馬宗樂;高宇;韓濤;劉勇;程欣欣;胡文佳
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 溫國林

技術領域

本發明涉及電力設備絕緣故障檢測領域，特別涉及一種用于高壓XLPE電纜的在線監測方法。

背景技術

近年來，隨著國內外電纜行業的不斷發展，研究人員開發了多種XLPE電力電纜的監測及檢測方法，其中有些方法已在運行單位得到了應用。

(1)外置式電容耦合傳感器

外置式電容耦合傳感器結構如圖1(a)所示，將一對電極安裝在電纜接頭兩側(接頭中間的屏蔽層用絕緣墊圈隔開)，再用檢測阻抗將兩電極相連。其等效電路如圖1(b)所示，圖中C₁、C₂為金屬屏蔽層與線芯導體形成的等效電容，C₃、C₄為金屬電極與金屬屏蔽層形成的等效電容，Z_d為檢測阻抗。

(2)外置式電感耦合傳感器

參見圖2，M為Rogowski線圈結構電流傳感器線圈的互感，Ls為線圈的自感，Cs為線圈的等效雜散電容，Rs為線圈的等效電阻，C0、R0為線圈的取樣阻抗。

(3)超聲波檢測法

超聲波技術是在現場條件下較早應用成功的技術之一。超聲波檢測系統通常采用壓電晶體作傳感器，其工作頻帶多取60～300kHz。目前，該技術主要用于電纜接頭及附近的局放檢測，可以采用傳感器固定安裝的在線監測方法，也可以采用移動傳感器進行便攜式檢測。

(4)紫外成像技術

紫外成像技術目前已廣泛應用于電力設備電暈放電的檢測，且發展到了可在白天進行檢測的水平。該技術可用于對電纜終端發生的電暈放電信號進行采集，從而發現電纜終端電暈嚴重部位，并采取相應措施保證高壓電纜系統的安全運行。

(5)介質損耗法

參見圖3，該方法對零點的檢測精度要求高，因此對過零檢測器的穩定性(包括長時間工作的穩定性及溫度穩定性等)有較高的要求。這種方法對測量信號本身的要求也較高，因為疊加在正弦波電壓上的過零點附近的一些干擾，往往會影響過零點檢測的準確性，諧波對正確檢測過零點也有舉足輕重的影響。因此，要使用穩定性很好的濾波器來濾除諧波分量。常用高阻進行分壓取得電壓信號，之后，與流經電纜絕緣的電流相量進行相位比較，但事先要驗證電阻測量時的角差。有關資料提出，當tanδ大于1％時，絕緣可判斷為不良。由此法得到的信息是反映絕緣缺陷的平均程度，也有研究者認為該方法只能反映電纜的吸水程度。

(6)光學檢測法

隨著光學技術的不斷發展，國外學者近幾年還提出了通過光檢測法來獲取XLPE電纜絕緣信息的想法。一般來講，電樹枝起始前聚合物中電場強度增高點發射出的光稱為場致發光(EL)，這一現象已被加拿大、日本和瑞典等國所認識。由于EL在水樹轉化為電樹之前就發射出來，可以據此察覺聚合物材料的老化狀態。EL的強度比局部放電(PD)至少低兩個數量級，EL的光譜不同于PD的光譜，為此，采取高靈敏度的光學聚集裝置來顯示EL光譜的波長、強度和色調等特征，且按不同的EL起始電壓測出光譜強度與波長、電樹枝起始時間、老化生成范圍等的關系，可據此實現電纜絕緣的評價。該方法目前還處在試驗室研究階段，離實用化技術還有很長的一段距離。

發明人在實現本發明的過程中發現現有技術中至少存在以下的缺點和不足：

①外置式電容耦合傳感器受到外界噪聲的干擾，包括廣播信號，白噪聲信號，以及線路諧波的影響，并且安裝后運行環境惡劣，尤其直埋電纜上不能長期使用；②電感耦合傳感器法適用于隧道敷設的電纜接頭和終端，且抗干擾性能不佳，經常受到電暈放電的干擾；③超聲波檢測法由于超聲信號在電纜中衰減較快，傳感器靈敏度不高；④紫外檢測法只能檢測電纜終端表面放電信號，對于電纜附件內部的缺陷無能為力；⑤光學檢測法目前尚處于實驗室研究階段，離實際應用還有一段距離，且該方法難以實現在線監測。

發明內容

本發明提供了一種用于高壓XLPE電纜的在線監測方法，本發明消除了外界環境的干擾，提高了抗干擾性；實現了對電纜本體及附件內部缺陷的檢測；能準確定位缺陷位置和大小，實現在線監測，詳見下文描述：

一種用于高壓XLPE電纜的在線監測方法，所述方法包括以下步驟：

(1)在高壓XLPE電纜附件中距橡膠件第一預設距離處電纜外半導電層上安裝內置式電容耦合傳感器；

(2)在所述高壓XLPE電纜上施加一個測試信號，測試由所述內置式電容耦合傳感器、同軸電纜、濾波器、放大器組成的電路是否能調通；如果是，執行步驟(4)；如果否，執行步驟(3)；