[發明專利]一種對直流XLPE電纜局部放電的檢測與評估裝置及方法

有效

• 申請號: 201510053432.3
• 申請日: 2015-02-02
• 公開（公告）號: CN104714155B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 徐陽;康強;陳浩;傅明利;侯帥;田野;卓然
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種直流局部放電測量裝置，其特征在于：包括被測電纜以及用于獲取局部放電信號的直流局部放電檢測裝置；被測電纜的兩端連接有直流高壓輸出裝置和電流輸出裝置；被測電纜上布設有溫度檢測裝置；所述直流高壓輸出裝置采用工頻試驗變壓器將工頻交流220V升至工頻高壓U_t，經過硅堆D進行半波整流，再串接限流電阻R向濾波電容C進行充電，最后輸出到被測電纜上；所述直流局部放電檢測裝置包括檢測阻抗測量回路、高頻電流互感器以及超聲傳感器；檢測阻抗測量回路采用IEC60270標準中的規定，高頻電流互感器卡接在被測電纜的接地線上，超聲傳感器緊貼于被測電纜接頭。

2.根據權利要求1所述的直流局部放電測量裝置，其特征在于：所述溫度檢測裝置采用布設在被測電纜表面與電纜附件上的PT100熱電偶。

3.根據權利要求1所述的直流局部放電測量裝置，其特征在于：所述電流輸出裝置采用穿心變壓器，穿心變壓器與被測電纜的連接處安裝有用于防止發生電暈的均壓罩；穿心變壓器上還連接有調壓器。

4.一種采用權利要求1-3任意一項所述裝置的對直流XLPE電纜局部放電的檢測與評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)在電流輸出裝置關閉的情況下，利用直流高壓輸出裝置對被測電纜進行加壓，升壓至設定試驗電壓，記錄溫度監測裝置顯示溫度；

2)直流局部放電檢測裝置將局部放電信號進行耦合；

3)對耦合后的局部放電信號去噪處理；

4)在時域下對局部放電信號中的放電幅值Q進行提取，以時間函數t的函數形式展開，形成用于表現放電幅值隨時間的變化規律的Q-t圖進行直流局部放電分析；

5)建立適用于直流局部放電分析情況下的三維譜圖；

6)通過對多個不同缺陷的被測電纜進行直流局部放電，并將得到的不同H(Q，Δt)三維譜圖與相應放電類型進行保存，建立指紋庫；將得到的H(Q，Δt)圖像與放電圖像進行對比，實現對直流局部放電的缺陷類型的判斷；

7)對步驟3)得到的局部放電信號進行快速傅里葉變化，在頻域下分析局部放電信號在不同頻段范圍內的分布，通過分析波峰頻率對實際放電或噪聲、內部放電或電暈放電以及產生放電的缺陷類型進行判斷；

8)調節直流高壓輸出裝置，將電壓降低到0kV，開啟電流輸出裝置穿心變壓器，調節電流模擬電纜帶載狀況，觀察溫度監測裝置中電纜及其附件表面溫度，使其表面溫度升高到70℃或以上，以模擬電纜高負荷運行條件下的情況；

9)待溫度達到穩定后，再利用直流高壓輸出裝置對被測電纜試樣進行加壓，升壓至設定試驗電壓后，記錄溫度監測裝置顯示溫度；

10)重復執行一次步驟2)～步驟7)檢測分析過程，完成測量，測量完成后關閉電流輸出裝置與直流高壓輸出裝置，將被測試樣靜置使溫度降低并進行有效放電24小時。

5.根據權利要求4所述的對直流XLPE電纜局部放電的檢測與評估方法，其特征在于：所述步驟2)中，對傳感器耦合到的局部放電信號進行放大和濾波處理，然后執行步驟3)。

6.根據權利要求4或5所述的對直流XLPE電纜局部放電的檢測與評估方法，其特征在于：所述步驟3)中，去噪處理是通過對脈沖信號進行捕捉，將與施加直流電壓極性相反的信號過濾。

7.根據權利要求4所述的對直流XLPE電纜局部放電的檢測與評估方法，其特征在于，所述步驟5)中，建立適用于直流局部放電分析情況下的三維譜圖的具體方法如下：

以直流局部放電過程中放電脈沖與其前序放電脈沖之間的時間間隔Δt代替相角建立不同放電次數占總放電次數的百分比即放電密度H之間關系H(Q，Δt)，其中放電幅值Q在Q-t圖繪制當中已進行提取；對于相鄰脈沖時間間隔Δt的提取，根據放電閾值Q_min的設置，以超過放電閾值的脈沖為有效放電脈沖，記錄各放電脈沖在Q-t對應坐標參數(Q_i,t_i)，其中Q_i>Q_min，而Δt＝t_i-t_i-1得到Δt。