[發明專利]高頻電流法復合電場電力電纜中間接頭局部放電檢測系統

在審

• 申請號: 201811648525.0
• 申請日: 2018-12-30
• 公開（公告）號: CN109581171A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 杜伯學;馬婷婷;韓濤;朱聞博;王福裕
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01R31/14
• 分類號: G01R31/14;G01R31/16;G01R31/12
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

本發明屬電力設備檢測技術，為實現利用高頻電流互感器的局部放電檢測技術，對復合電場下硅橡膠局部放電進行診斷和識別，本發明，高頻電流法復合電場電力電纜中間接頭局部放電檢測系統，由復合電場局部放電裝置、高頻電流信號采集單元、數據傳輸單元、數據處理單元組成；所述復合電場局部放電裝置包含高壓直流電源、脈沖電源、電壓復合單元和模擬局部放電裝置；所述高壓直流電源和所述脈沖電源的輸出端連接所述電壓復合單元的輸入端；所述模擬局部放電裝置由針板型電極和硅橡膠試樣構成；所述高頻電流信號采集單元采集到的信號經數據傳輸單元傳輸到數據處理單元處理后進行輸出。本發明主要應用于電力設備檢測裝置的設計制造場合。

技術領域

本發明涉及電纜、電力設備，具體涉及高頻電流法復合電場電力電纜中間接頭局部放電檢測系統。

背景技術

目前，硅橡膠預制式中間接頭已被廣泛應用到輸電線路和配電網中。根據相關統計資料，截止2010年底，我國電纜線路總長度較十年前電纜總長度延伸約27％。隨著電纜的伸長中間接頭的使用隨之增多，硅橡膠憑借著其良好的絕緣性能和機械性能被廣泛運用在預制式中間接頭。由于預制式中間接頭為多層固體復合介質絕緣結構，絕緣結構緊湊且需要在現場條件安裝成型，影響其絕緣性能的原因很多，因而發生事故的概率遠遠大于電力電纜本體。對據有關資料統計表明，在電纜運行中由于中間接頭絕緣引發的故障占電纜故障的31％

在電力電纜運行中伴有不同交直流電壓比例的復合電場共同作用。目前，在電力電纜局部放電傳統的研究中，主要有兩種加壓方法，恒壓法和逐步升壓法。這兩種加壓方法與電力電纜實際運行工況均有差異。近年來隨著高壓直流輸電工程(High Voltage DirectCurrent,HVDC)發展，直流電壓，脈沖電壓和諧波電壓作用下硅橡膠絕緣局部放電現象分析成為研究熱點。但是現階段，國內外對復合電場下局部放電的試驗與診斷技術的研究仍然處于起步階段。

高頻電流檢測法通常采用Rogowski線圈高頻互感器，其原理是電纜發生局部放電處會產生高頻的脈沖電流，高頻的脈沖電流會沿著電纜線芯和電纜屏蔽上四處傳播，從而在電纜本體或者接地線上由于不均勻的電場會產生變化的磁場，將傳感器卡在電纜本體或者接地線上，當產生變化的磁場時在Rogowski線圈上的積分電阻上就會感受到局部放電信號。高頻電流檢測法檢測頻段較高(通常為3-30MHz)，具有抗干擾能力強，檢測靈敏度高等優點，可用于電力設備局部放電類缺陷的檢測、故障定位和故障類型識別等。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明旨在提出一種基于高頻電流法的復合電場電力電纜檢測系統，利用高頻電流互感器(high frequency current transformer，HFCT)的局部放電檢測技術，對復合電場下硅橡膠局部放電進行診斷和識別。為此，本發明采用的技術方案是，高頻電流法復合電場電力電纜中間接頭局部放電檢測系統，由復合電場局部放電裝置、高頻電流信號采集單元、數據傳輸單元、數據處理單元組成；所述復合電場局部放電裝置包含高壓直流電源、脈沖電源、電壓復合單元和模擬局部放電裝置；所述高壓直流電源和所述脈沖電源的輸出端連接所述電壓復合單元的輸入端；所述模擬局部放電裝置由針板型電極和硅橡膠試樣構成；所述針板型電極的一個平板電極與所述復合單元的高壓輸出端相連，另一個平板電極與大地相連，兩片平板電極之間是硅橡膠試樣，硅橡膠試樣中插入鋼針，鋼針尖部一端靠近與大地相連的平板電極，鋼針尾部一端與連有復合單元的高壓輸出端的平板電極緊密接觸；所述高頻電流信號采集單元為高頻電流互感器HFCT用以獲取模擬局部放電裝置所產生的高頻電流局部放電信號；所述高頻電流信號采集單元采集到的信號經數據傳輸單元傳輸到數據處理單元處理后進行輸出。

所述高頻電流互感器HFCT采用高磁導率磁環繞制，所述數據處理單元包括放大電路、濾波電路、檢波電路以及電壓反饋放大電路和穩壓電路。

所述電壓復合單元由兩個大紅袍高壓玻璃釉高頻無感放電電阻、三個高壓聚苯乙烯薄膜電容和測量系統搭建而成，所述電阻起限流作用，所述電容起濾波作用。

所述測量系統由分壓器與示波器組成。