[發(fā)明專利]一種極不均勻電場(chǎng)下電纜緩沖層局部放電測(cè)試系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010532778.2
• 申請(qǐng)日: 2020-06-12
• 公開（公告）號(hào): CN111551833B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜伯學(xué);杜曉雨;孔曉曉;李進(jìn);李志堅(jiān);張弛;李旭;宋鵬先;朱明正
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/12
• 分類號(hào): G01R31/12;G01R1/18;G06K9/62
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 王利文

本發(fā)明涉及一種極不均勻電場(chǎng)下電纜緩沖層局部放電測(cè)試系統(tǒng)，其主要技術(shù)特點(diǎn)是：包括交流電壓源、高壓電極、接地電極、屏蔽箱與局部放電采集裝置；高壓電極、接地電極和待測(cè)試樣安裝在屏蔽箱內(nèi)用來屏蔽電磁干擾信號(hào)，高壓電極通過保護(hù)電阻連接交流電壓源的高壓側(cè)，接地電極連接交流高壓源的地線側(cè)，待測(cè)試樣放置于高壓電極和接地電極之間并緊密接觸，局部放電采集裝置安裝在接地電極與交流電壓源的地線側(cè)之間。本發(fā)明將高壓電極、接地電極及待測(cè)試樣安裝在屏蔽箱內(nèi)，有效屏蔽了外界的噪聲信號(hào)，更準(zhǔn)確地進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量，能夠?qū)植糠烹娒}沖波形分析，并通過模糊聚類分析區(qū)分不同類型的放電源，實(shí)現(xiàn)放電信號(hào)的分離，滿足了局部放電測(cè)試要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高壓設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種極不均勻電場(chǎng)下電纜緩沖層局部放電測(cè)試系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電力需求也不斷增長(zhǎng)。而我國(guó)負(fù)荷中心與能源中心呈現(xiàn)逆向分布的特點(diǎn)，為了解決這一問題，我國(guó)采用“西電東輸”發(fā)展戰(zhàn)略。電纜輸電具有可靠性高、安全性好與適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，是未來輸電的主要方式。由于高壓交聯(lián)聚乙烯電纜具有優(yōu)異的力學(xué)性能、穩(wěn)定的化學(xué)性能與良好的電氣性能而被廣泛的應(yīng)用，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)高壓XLPE電纜的使用率已經(jīng)超過90％，其安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)輸電網(wǎng)絡(luò)具有重要影響。

近些年來，高壓XLPE電纜故障時(shí)有發(fā)生，經(jīng)過解剖發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)多位于絕緣屏蔽層與鋁護(hù)套之間的緩沖層中。緩沖層作為電纜的重要結(jié)構(gòu)，由于行業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)尚不規(guī)范，近些年來關(guān)注度較少。經(jīng)過初步檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，緩沖層內(nèi)存在放電燒蝕痕跡。同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果，發(fā)現(xiàn)部分電纜內(nèi)部可以檢測(cè)到局部放電信號(hào)。局部放電檢測(cè)是電纜狀態(tài)評(píng)估的一種常用手段，然而目前針對(duì)電纜的局部放電檢測(cè)多集中于電纜的絕緣層中，而對(duì)緩沖層內(nèi)的局部放電檢測(cè)較少。因此搭建緩沖層局部放電測(cè)試平臺(tái)，進(jìn)行電纜緩沖層局部放電測(cè)試，對(duì)于深入分析電纜緩沖層故障機(jī)理來說至關(guān)重要。

有些研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行了電纜內(nèi)部放電故障分析與機(jī)理研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電纜鋁護(hù)套出現(xiàn)松動(dòng)時(shí)，可以檢測(cè)到明顯的局部放電信號(hào)。當(dāng)電纜鋁護(hù)套出現(xiàn)松動(dòng)時(shí)，緩沖層與鋁護(hù)套接觸狀態(tài)發(fā)生變化，緩沖層內(nèi)存在氣隙，通過時(shí)域有限元仿真計(jì)算可知，氣隙內(nèi)的最大電場(chǎng)強(qiáng)度超過空氣擊穿場(chǎng)強(qiáng)，最終引起局部放電。不僅緩沖層接觸狀態(tài)變化會(huì)引起放電現(xiàn)象，緩沖層性能突變與結(jié)構(gòu)改變同樣可以引起其內(nèi)部電場(chǎng)分布的變化，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度超過閾值時(shí)會(huì)引發(fā)局部放電。

緩沖層內(nèi)的電場(chǎng)分布是實(shí)際電纜運(yùn)行中不可忽視的因素，實(shí)際工況下由于部分電纜鋁護(hù)套加工工藝不當(dāng)，易在其表面形成金屬尖端，當(dāng)出現(xiàn)鋁護(hù)套松動(dòng)現(xiàn)象時(shí)易引起嚴(yán)重的電場(chǎng)畸變。如何進(jìn)行極不均勻電場(chǎng)下電纜緩沖層局部放電測(cè)試并分析電場(chǎng)分布對(duì)緩沖層局部放電特性的影響是目前迫切需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種極不均勻電場(chǎng)下電纜緩沖層局部放電測(cè)試系統(tǒng)，解決了在極不均勻電場(chǎng)下電纜緩沖層局部放電測(cè)試以及對(duì)分析電場(chǎng)分布對(duì)緩沖層局部放電特性的影響的問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種極不均勻電場(chǎng)下電纜緩沖層局部放電測(cè)試系統(tǒng)，包括交流電壓源、高壓電極、接地電極、屏蔽箱與局部放電采集裝置；所述高壓電極、接地電極和待測(cè)試樣安裝在屏蔽箱內(nèi)用來屏蔽電磁干擾信號(hào)，所述高壓電極通過保護(hù)電阻連接交流電壓源的高壓側(cè)，所述接地電極連接交流高壓源的地線側(cè)，所述待測(cè)試樣放置于高壓電極和接地電極之間并緊密接觸，所述局部放電采集裝置安裝在接地電極與交流電壓源的地線側(cè)之間。

所述屏蔽箱的屏蔽信號(hào)頻率范圍為10kHz-100MHz，電場(chǎng)屏蔽性能10dB，適用溫度范圍為-10℃-50℃，濕度范圍為5％-40％，并且符合局部放電測(cè)試條件。