[發明專利]一種基于多參量的直流電纜絕緣診斷及性能測試系統

在審

• 申請號: 202011271685.5
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112462208A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 孫璐;樂彥杰;張磊;盧正通;彭維龍;李世強;盧志飛;張引賢
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司舟山供電公司;浙江舟山海洋輸電研究院有限公司;國網浙江省電力有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R31/52;G01R31/58;G01R29/24;G01K11/32;G01K7/02
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 王曉燕

本發明公開了一種基于多參量的直流電纜絕緣診斷及性能測試系統，涉及一種直流電纜測試領域。目前，直流電纜絕緣診斷和評價裝置所測量的信號往往比較單一，無法準確、全面評價直流電纜系統絕緣狀況。本發明包括光纖測溫單元、環境控制單元、線芯溫控單元、直流高壓施加單元、空間電荷測量單元、泄漏電流測量單元、局部放電測量單元及與上述單元相連的控制主機；控制主機設有溫控模塊、模擬工況模塊、多工況運行參數計算模塊、模擬缺陷模塊；本技術方案可采集多個表征直流電纜絕緣狀態的關鍵特征參數，綜合性強，克服單一參數分析絕緣狀態的弊端，得到的數據更直接、真實地反映直流電纜絕緣實際狀態。

技術領域

本發明涉及一種直流電纜測試領域，尤其涉及一種基于多參量的直流電纜絕緣診斷及性能測試系統。

背景技術

高壓直流電纜在運行維護過程中的絕緣狀態診斷和性能評估對于保障直流輸電線路的安全運行至關重要。目前,直流電纜絕緣診斷和評價裝置所測量的信號往往比較單一，多從空間電荷、局部放電、泄漏電流等單一參數變化的角度分析直流電纜絕緣狀況。但這些運行參數之間具有關聯性，僅使用單一參數無法準確、全面評價直流電纜系統絕緣狀況。因此需要研究基于多參量的直流電纜系統絕緣診斷和性能測試方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題和提出的技術任務是對現有技術方案進行完善與改進，提供一種基于多參量的直流電纜絕緣診斷及性能測試系統，以達到直流電纜全面診斷和測試目的。為此，本發明采取以下技術方案。

一種基于多參量的直流電纜絕緣診斷及性能測試系統，包括兩段相同型號的被試電纜樣品，其中一段為試驗電纜，一段為模擬電纜；試驗電纜的兩端之間設用于向試驗電纜施加直流高壓的直流高壓施加單元，并形成試驗回路；模擬電纜兩端短接形成模擬回路；模擬電纜的各層設有溫度傳感器，試驗電纜的表面設有溫度傳感器，還包括：

光纖測溫單元：包括纏繞在試驗電纜外部的光纖，用于測量試驗電纜外護層溫度；

環境控制單元：用于控制電纜外界環境溫度；

線芯溫控單元：包括設于試驗電纜、模擬電纜上的升流器、電流互感器和用于采集試驗電纜、模擬電纜溫度的所述溫度傳感器；

空間電荷測量單元：設于微氣候室中，用于測量試驗電纜空間電荷；

泄漏電流測量單元：用于測量試驗電纜泄漏電流；

局部放電測量單元：用于測量試驗電纜局部放電值；

控制主機：與光纖測溫單元、環境控制單元、線芯溫控單元、直流高壓施加單元、空間電荷測量單元、泄漏電流測量單元、局部放電測量單元相連；其設有溫控模塊、模擬工況模塊、多工況運行參數計算模塊、模擬缺陷模塊；溫控模塊基于線芯溫控單元和環境控制單元信息，實現線芯溫度和絕緣溫度梯度的控制；模擬工況模塊模擬電纜運行過程中面臨的不同工況，每一個線芯溫度和絕緣溫度梯度的組合均能代表一種運行工況；多工況運行參數計算模塊基于采集的空間電荷、泄漏電流和局部放電值，根據不同參數的變化趨勢，得到不同工況下多種運行參數變化規律；模擬缺陷模塊模擬制造電纜不同缺陷，得到不同缺陷下各參數變化趨勢，得到直流電纜系統絕緣缺陷的發生、發展以及導致絕緣失效表征規律，以直接、真實地反映直流電纜絕緣實際狀態。采用型號與試驗電纜一致的、各層均有熱電偶測溫的模擬電纜作為溫度參考，測量模擬回路各層溫度分布，間接采集試驗電纜的導體溫度，模擬電纜的溫度作用控制試驗電纜溫度的依據；設模擬回路，可以不破壞試驗電纜絕緣，使試驗電纜與實際接近，提高直流電纜絕緣空間電荷分布測量結果的真實性、準確性。本技術方案集成空間電荷測量、泄漏電流測量、局部放電測量等多種功能，可從多個維度全面綜合評估電纜絕緣狀態。同時，設置環境控制單元和線芯溫控單元，可實現絕緣溫差精確控制，得到電纜絕緣不同運行參數與溫度梯度之間的關聯性，為絕緣高壓直流電纜系統運行狀況評價及運維提供可靠依據。

作為優選技術手段：環境控制單元采用微氣候室，部分試驗電纜和部分模擬電纜位于微氣候室中，環境控制單元控制氣微氣候室的溫度。采用微氣候室，使室內的溫度更為均勻、準確，溫度調節也更為快速，有利于提高工作的準確性。微氣候室可實現室內空氣溫度20~60℃可調，準確控制電纜外界環境溫度。