[發明專利]高壓電纜局部放電在線監測裝置的抗干擾性能評價方法

有效

• 申請號: 201210559652.X
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN103048635A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 夏榮;趙健康;蒙紹新
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00;G01R31/12
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武

技術領域

本發明屬于高電壓試驗設備及測量技術領域，涉及一種高壓電纜局部放電在線監測裝置的抗干擾性能評價方法，適用于針對110（66）kV～500?kV電壓等級交聯聚乙烯電力電纜，采用寬頻帶電磁耦合法進行分布式局部放電在線監測的裝置或設備。

背景技術

隨著我國城市電網的快速發展與升級改造，交聯聚乙烯（XLPE，以下簡稱交聯）電纜作為電力電纜工程主流產品已經廣泛應用于輸配電線路中。近十年來，交聯電纜的敷設回路長度以超過15%的年平均增長率穩步增長。高壓、超高壓交聯電纜線路已成為我國電網的重要組成部分。相關研究表明，局部放電（Partial?Discharge，以下簡稱PD）作為電纜線路早期絕緣故障的主要表現形式，既是引起絕緣老化的主要原因，又是表征絕緣狀況的主要特征參量。

電纜線路相比具有單元式結構特征的電力設備如變壓器、互感器、環網柜等，其在長度上分布式特征顯著。交聯電纜線路的分布式參數傳輸線特性使其內部的PD信號沿線路傳播時，幅值呈指數規律衰減，波形發生明顯畸變，不再具有陡峭的上升沿及下降沿。研究表明，每km的局部放電信號幅值衰減率達90%，100pC的局部放電信號經過1km電纜的衰減后，其幅值在現場條件下從端頭基本就測不到了。因此，基于集總參數模型的IEC60270標準所推薦的脈沖電流法不適用于現場長距離交聯電纜線路的局部放電檢測。

電網中高壓交聯電纜線路運行電壓下采用分布式PD在線監測技術是國內外密切關注的技術熱點與難點，實際應用中一般采用寬頻帶電磁耦合法，在電纜附件側（主要是接頭）的電纜本體金屬套接地引出線或交叉互聯線上卡裝高頻傳感器（HFCT）來拾取PD信號，具有在運行工況下實時監測線路接頭本身與兩側150~250m范圍內電纜PD量值及其變化趨勢的技術特點，較好地解決了長距離電纜線路PD信號遠距離傳播過度衰減不便檢測的問題。

由于電纜線路運行現場條件復雜，各種電磁干擾現象嚴重，外界干擾或背景噪聲往往比線路內部PD信號在幅值上高出幾個數量級，通過耦合效應極易將微弱的PD信號淹沒在其中，導致即使距離監測傳感器很近的放電源產生的PD小信號也難以直接檢測出。因此，抗干擾性被視為PD在線監測裝置的核心技術指標之一，直接決定了裝置在現場狀態監測應用的有效性與適用性。

當前，國內市場上各類高壓電纜局放在線監測裝置品牌繁多，產品層出不窮，性能與效用高低有別，再加上相關的IEC62478標準尚在編制之中，沒有標準方法規定如何評價判定監測裝置的抗干擾性能，致使電力系統用戶面對眾多產品眼花繚亂，不知如何選取，“應配未配、配而無用”現象時有發生。

有鑒于此，本發明提出一種高壓電纜局部放電在線監測裝置的抗干擾性能評價方法，以填補當前國內外高壓電纜局部放電在線監測裝置抗干擾性能評價方法缺失的現實問題，實現指導電力系統用戶如何采購先進適用的監測裝置，同時促進監測裝置制造商優化提升產品質量與性能的目標。

發明內容

本發明的目的是填補當前國內外高壓電纜局部放電在線監測裝置抗干擾性能判定方法缺失的技術空白，提出一種高壓電纜局部放電在線監測裝置的抗干擾性能評價方法，針對在110（66）kV～500?kV電壓等級交聯聚乙烯電力電纜線路上采用寬頻帶電磁耦合法進行分布式局部放電在線監測的裝置或設備。

本發明的技術方案是：一種高壓電纜局部放電在線監測裝置的抗干擾性能評價方法，其特征在于，包括如下步驟：

第一步驟，評價試驗前，在屏蔽實驗室內搭建1回長度為200m且一側端頭含絕緣接頭的220kV真型交聯電纜試品系統；

第二步驟，在試品系統中絕緣接頭非端頭側安裝1條非同軸結構的電纜金屬套引出線，并將引出線接地；

第三步驟，將1支HFCT傳感器卡裝在接地引出線上，并通過同軸信號纜與接受測評的局部放電在線監測裝置的相連；

第四步驟，根據試品系統的長度與結構尺寸計算其特征阻抗值，將輸出幅值可調、上升沿時間為T_r、脈寬為T的脈沖發生器通過阻抗適配器和末端帶雙頭銅夾的同軸信號纜與試品系統非接頭側端頭的電纜斷口相連接，其中同軸信號纜的芯線與電纜線芯相連，屏蔽線與電纜金屬套相連；

第五步驟，采用脈沖發生器對裝置從最小測量值到最大測量值范圍進行全量程自校準，在關閉校準脈沖后記錄裝置自身的系統噪聲最大值Q；

第六步驟，將電磁耦合傳感器卡裝在接地引出線上，且位于HFCT的上方，并通過高頻信號纜與任意波函數發生器的輸出通道相連接；