[發明專利]一種電纜耐壓和局部放電一體化試驗系統及其操作方法

有效

• 申請號: 202110273676.8
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113009299B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 趙學風;盧雨欣;蒲路;林濤;琚澤立;段瑋;候喆;孫浩飛;王辰曦;李洪杰
• 申請（專利權）人: 國網陜西省電力公司電力科學研究院;西安交通大學;國家電網有限公司
• 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: 范巍

本發明公開了一種電纜耐壓和局部放電一體化試驗系統及其操作方法，所述系統包括：整流單元、逆變單元、三繞組變壓器單元、干擾脈沖提取單元、諧振電抗器、檢測單元、信號處理單元和主機；逆變單元包括2個并聯的開關橋臂；三繞組變壓器單元包括變比為1:3:1的繞組W1、繞組W2、繞組W3；繞組W1與逆變單元的輸出端相連接；繞組W2一端與諧振電抗器相連接，另一端接地；繞組W3與干擾脈沖提取單元的輸入端相連接；檢測單元用于測量被測電力電纜的高壓波形和局部放電波形并輸出至信號處理單元；信號處理單元用于將干擾脈沖序列和局部放電波形進行差模處理，獲取處理后的局部放電脈沖序列。本發明可顯著提升局部放電靈敏度。

技術領域

本發明屬于電力設備的絕緣狀態檢測技術領域，涉及電力電纜耐壓試驗和局部放電檢測試驗領域，特別涉及一種電纜耐壓和局部放電一體化試驗系統及其操作方法。

背景技術

隨著城市化改造的不斷推進，電力電纜憑借其美觀、安全性強等特點，已逐漸取代架空線路成為電力系統的主動脈，電力電纜的安全穩定運行對于提高供電系統的可靠性與以及改善供電質量至關重要；然而，受生產工藝、敷設施工質量和絕緣劣化等因素的影響，電纜及其附件中存有可能危及絕緣壽命的各類缺陷，實現缺陷檢測、排查缺陷電纜是保障電網系統安全穩定運行的前提。

經過數十年的學術研究和工業應用，調頻式串聯諧振系統憑借其便攜型好、控制簡單、與工頻等效性好等特點，已被廣泛應用于電力電纜現場耐壓試驗中。隨著應用案例的逐漸積累，發現一些局部非貫穿性的缺陷在耐壓試驗過程中并不一定會導致擊穿故障，使得通過耐壓試驗的電力電纜在運行一段時間后發生故障的案例并不少見；因此，在開展耐壓試驗的同時對這類局部非貫穿性缺陷開展檢測勢在必行。

局部放電作為電力電纜絕緣故障早期的主要表現形式，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數，因此局部放電檢測是一種檢測電力電纜非貫穿性缺陷的典型方法。傳統的調頻式串聯諧振系統會產生幅值較大的脈沖干擾，該干擾脈沖與局部放電脈沖的特性較為相似，難以采用小波濾波等電信濾波手段濾波該干擾脈沖，導致傳統的調頻式串聯諧振設備難以用于局部放電檢測試驗。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電纜耐壓和局部放電一體化試驗系統及其操作方法，以解決上述存在的當前調頻式串聯諧振系統難以用于電力電纜局部放電檢測試驗的技術問題。本發明通過差模脈沖消除法濾除脈沖干擾，獲取低噪聲水平的局部放電信號，可顯著提升局部放電靈敏度；可以提升電纜絕緣狀態評估領域的技術水平，具有廣闊的應用前景。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明的一種電纜耐壓和局部放電一體化試驗系統，包括：整流單元、逆變單元、三繞組變壓器單元、干擾脈沖提取單元、諧振電抗器、檢測單元、信號處理單元和主機；

所述整流單元的輸出端與所述逆變單元的輸入端相連接；

所述逆變單元包括2個并聯的開關橋臂，采用等脈寬調制控制方法控制各開關的通斷狀態；

所述三繞組變壓器單元包括變比為1:3:1的繞組W1、繞組W2、繞組W3；繞組W1與逆變單元的輸出端相連接；繞組W2一端與諧振電抗器相連接，另一端接地；繞組W3與干擾脈沖提取單元的輸入端相連接；其中，所述諧振電抗器用于與被測電力電纜形成諧振電路；所述干擾脈沖提取單元用于獲取由逆變單元電路狀態改變而產生的脈沖序列，并將測量得到的干擾脈沖序列發送至信號處理單元；

所述檢測單元用于測量被測電力電纜的高壓波形和局部放電波形并輸出至信號處理單元；

所述信號處理單元用于將干擾脈沖序列和局部放電波形進行差模處理，獲取處理后的局部放電脈沖序列；

所述主機用于輸出試驗的實時加壓波形和處理后的局部放電脈沖序列。