[發(fā)明專利]高壓大電流下電纜附件的電熱老化裝置及其試驗方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210241089.1
• 申請日: 2012-07-12
• 公開（公告）號: CN102735977A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周凱;萬利;李旭濤;趙威;陶霰韜;熊慶;陶文彪;潘榮超
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/12
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司 51202
• 代理人: 鄧?yán)^軒

1.一種高壓大電流下電纜附件的電熱老化試驗裝置，其特征在于該試驗裝置包括高壓發(fā)生單元（1），試驗回路單元（2），大電流發(fā)生單元（3）和信號測量單元（4）四個功能部分；高壓發(fā)生單元（1）與試驗回路單元（2）連接，將高壓引入至試驗回路中；試驗回路單元（2）穿過大電流發(fā)生單元（3），形成磁場耦合，產(chǎn)生大電流，老化實驗時，高壓發(fā)生單元和大電流發(fā)生單元同時工作，實現(xiàn)在試驗回路單元中施加高電壓和通以大電流的目的；信號測量單元（4）裝設(shè)于試驗回路單元（2）中，通過采集檢測樣本電纜附件中的局部放電等電氣特性參量，實現(xiàn)對電纜附件的絕緣老化狀態(tài)檢測。

2.如權(quán)利要求1所述高壓大電流下電纜附件的電熱老化裝置，其特征在于高壓發(fā)生單元（1）包括無暈高壓試驗變壓器（5）、輸入調(diào)壓器一（6）、保護電阻（7）和高壓無暈導(dǎo)線（8），無暈高壓試驗變壓器輸入端與輸入調(diào)壓器一連接，無暈高壓試驗變壓器輸出端與保護電阻連接，保護電阻與無暈導(dǎo)線連接，無暈導(dǎo)線將試驗變壓器產(chǎn)生的高壓引入到試驗回路。

3.如權(quán)利要求1所述高壓大電流下電纜附件的電熱老化裝置，其特征在于試驗回路單元（2）為四段電力電纜串聯(lián)形成的“口”字形金屬環(huán)路，包括電纜附件試驗樣本一（11）和試驗樣本二（12）及連接電纜一（13）和連接電纜二（14），兩組電纜附件試驗樣本的一端制成內(nèi)部有典型安裝缺陷的電纜附件（15），另一端插入電纜試驗油終端（16）中，試驗油終端內(nèi)部充滿絕緣油，排除樣本另一端引入的放電干擾；連接電纜一（13）和連接電纜二（14）將試驗樣本一（11）和試驗樣本二（12）連接起來形成電流回路，連接電纜二（14）穿過電流互感器（9）的中心，形成磁路上的耦合關(guān)系，由于穿過電流互感器中心，連接電纜二（14）是整個回路加壓后離地電位最近的位置，其表面均勻套上多層硅橡膠絕緣層，利用固體絕緣材料的擊穿場強大于空氣擊穿場強的原理有效解決絕緣距離的問題，電纜相互連接的部位均采用高壓接線端子連接，高壓接線端子上固定有均壓環(huán)，防止回路在高壓下接頭處發(fā)生電暈放電。

4.如權(quán)利要求1所述高壓大電流下電纜附件的電熱老化裝置，其特征在于大電流發(fā)生單元（3）包括穿心式電流互感器（9），輸入調(diào)壓器二（10），穿心式電流互感器輸入工頻電壓后，其原邊線圈中流過交變電流，通過電磁感應(yīng)原理在試驗回路中產(chǎn)生大電流，電流互感器輸入端電壓受輸入調(diào)壓器二（10）控制，改變輸入電壓的大小，相應(yīng)地改變電流互感器原邊線圈中流過的電流大小，實現(xiàn)對試驗回路電流的控制，大電流發(fā)生單元在試驗回路中產(chǎn)生的電流通過鉗形電流表（17）進行測量。

5.如權(quán)利要求1所述高壓大電流下電纜附件的電熱老化裝置，其特征在于信號測量單元（4）包括溫度紅外成像儀（18）、羅氏線圈（19）、超高頻天線（20）、信號處理電路和數(shù)字示波器，溫度紅外成像儀（18）在老化試驗時監(jiān)測電纜附件表面的溫升情況；羅氏線圈、超高頻天線將采集到的局部放電信號通過信號處理電路進行信號放大、濾波處理，輸入至數(shù)字示波器觀察；所述信號處理電路實現(xiàn)濾波和放大功能，其連接方式為：輸入端連接控制高頻截止頻率的電阻R₁與電容C₁進行高頻信號濾波，穩(wěn)壓二極管D₁、D₂作為輸入過電壓保護并聯(lián)于輸入端，信號經(jīng)高頻濾波后與控制運算放大倍數(shù)的電阻R₂與R₃連接，反饋電阻R₃并聯(lián)于運算放大器U₁的輸入端與輸出端之間，經(jīng)放大后的信號輸入控制低頻截止頻率的電阻R₄與電容C₂進行低頻信號濾波，電容C₃將信號中的直流分量濾除后連接至輸出端，穩(wěn)壓二極管D₃?、D₄作為輸出過電壓保護支路并聯(lián)于輸出端。

6.如權(quán)利要求1～5之一所述高壓大電流下電纜附件的電熱老化裝置的試驗方法，其特征在于此試驗方法包括如下步驟：

1).試驗準(zhǔn)備

在安裝電纜附件試驗樣本一和試驗樣本二時，內(nèi)部制作人為的絕緣缺陷，加入人為缺陷可以加速電纜附件的絕緣老化，處理試驗樣本后，連接試驗裝置中的高壓發(fā)生單元（1）、試驗回路單元（2）、大電流發(fā)生單元（3），將信號測量單元（4）安裝于試驗回路中，使用通信電纜將測量信號引出之后進行調(diào)試試驗，在裝置通過耐壓試驗后，利用高壓發(fā)生單元（1）加壓至局部放電測量電壓，通過信號測量單元（4）對預(yù)處理后的電纜附件進行局部放電檢測，記錄初始狀態(tài)下電纜附件的局部放電參數(shù)信息。

2).高壓大電流老化

調(diào)節(jié)無暈高壓試驗變壓器（5）輸入調(diào)壓器一（6）的輸出電壓，使無暈高壓試驗變壓器輸出額定老化電壓至試驗回路單元（2），改變變壓器輸入端的電壓類型和大小，相應(yīng)地控制高壓端輸出電壓，調(diào)節(jié)電流互感器（9）輸入調(diào)壓器（10）的輸出電壓，使試驗回路單元（2）中流過額定的老化電流，回路中流過的電流通過鉗形電流表進行測量，無暈高壓試驗變壓器和電流互感器同時工作，試驗回路進行電纜附件的電熱老化試驗。

3).采集絕緣狀態(tài)信息

老化試驗時，通過信號測量單元（4）對電纜附件的絕緣狀態(tài)信息進行檢測，使用溫度紅外成像儀（18）監(jiān)測電纜附件的表面溫升情況；使用羅氏線圈（19）、超高頻天線（20）兩種局部放電檢測方式檢測電纜附件的局部放電信號，采集到的放電信號輸入至信號處理電路，進行信號放大和濾波，分析此局部放電信號對電纜附件的絕緣狀態(tài)進行評估。