[發(fā)明專利]一種基于電荷量的多參量電纜絕緣狀態(tài)診斷方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111428535.5
• 申請日: 2021-11-29
• 公開（公告）號: CN114113790A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 聶永杰;趙現(xiàn)平;王科;項恩新;趙騰飛;譚向宇;陳曉云;張少泉;鄧云坤;邱方程
• 申請（專利權(quán)）人: 云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02;G01R31/14
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本申請公開一種基于電荷量的多參量電纜絕緣狀態(tài)診斷方法及裝置，裝置結(jié)構(gòu)為：將待測電纜、電阻、電荷量測試設(shè)備和高壓直流源串聯(lián)，其中電荷量測試設(shè)備包括積分電容、電壓放大器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和信號發(fā)送器；方法具體步驟為：打開高壓直流源，先獲取積分電容電荷量，再轉(zhuǎn)換為待測電纜電荷量，根據(jù)高壓直流源電壓和積分電容電荷量，繪制相關(guān)函數(shù)曲線，并據(jù)此計算待測電纜上電荷變化率、介電常數(shù)和絕緣介質(zhì)電導(dǎo)率；最后根據(jù)電荷變化率、介電常數(shù)、電導(dǎo)率判斷待測電纜的絕緣性能。本發(fā)明通過對電纜多種參數(shù)的完整分析，能夠更準(zhǔn)確的評估出電纜的老化程度。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及電氣絕緣檢測領(lǐng)域，特別涉及一種基于電荷量的多參量電纜絕緣狀態(tài)診斷方法及裝置。

背景技術(shù)

近幾年，隨著國家基礎(chǔ)建設(shè)的日益完善，在輸電電網(wǎng)建設(shè)中，配電電纜正逐步替代傳統(tǒng)的架空電線，越來越廣泛的應(yīng)用于配電網(wǎng)建設(shè)中，與駕空電線相比，輸電電纜由于埋設(shè)于地下，不會與人和物接觸，有改善環(huán)境，保障電網(wǎng)安全運行等優(yōu)勢。

目前輸電電纜設(shè)計壽命一般為30年，在輸電電纜結(jié)構(gòu)中外層絕緣介質(zhì)是電纜的重要組成部分，起到絕緣防護(hù)、支撐定型等作用。但在長時間的使用中，輸電電纜的絕緣層隨時間老化會導(dǎo)致電流擊穿存在損壞的風(fēng)險，一旦發(fā)生這種現(xiàn)象將引起電網(wǎng)線路故障，對各行業(yè)日常運營及人民日常生活造成諸多不便。因此在電網(wǎng)的電氣絕緣檢測領(lǐng)域內(nèi)對電纜的老化狀態(tài)評估及電纜絕緣狀態(tài)的測試判定的研究有著重要的意義。

現(xiàn)有的電纜絕緣狀態(tài)評估只用良好、一般、嚴(yán)重等形容詞將電纜絕緣狀態(tài)按照等級劃分，缺乏定量的劃分標(biāo)準(zhǔn)，無法明確具體的說明輸電電纜絕緣狀態(tài)的受損程度。另外，目前，輸電電纜絕緣狀態(tài)僅以單參數(shù)來衡量，比如采用泄露電流或者電導(dǎo)率等參數(shù)，這一種以單參數(shù)評估絕緣狀態(tài)的判定方法并不能準(zhǔn)確判定電纜的絕緣狀態(tài)。目前仍缺乏一種具體的對電纜絕緣狀態(tài)的判定方法。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┝艘环N基于電荷量的多參量電纜絕緣狀態(tài)診斷方法及裝置，可根據(jù)電纜的多種電學(xué)參數(shù)準(zhǔn)確判斷電纜的絕緣老化狀態(tài)，解決了目前針對大功率輸電電纜絕緣老化狀態(tài)缺乏更專業(yè)具體判定方法的問題。

第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N基于電荷量的多參量電纜絕緣狀態(tài)診斷方法，包括以下步驟：

將待測電纜、電阻、電荷量測試設(shè)備和高壓直流源串聯(lián)組成測試電路來測試及驗證發(fā)明的電纜絕緣老化狀態(tài)的判斷方法。

打開高壓直流源獲取高壓直流源電壓V_app和電荷量測試設(shè)備內(nèi)積分電容的電荷量q。

所述積分電容的電荷量q計算采用以下公式：

q＝V_app×C_int；

式中V_app為高壓直流源電壓，C_int為積分電容的電容值。

將積分電容上的電荷量q轉(zhuǎn)換為待測電纜上的電荷量Q，待測電纜相當(dāng)于一個電容，在接通電源時，串聯(lián)回路中的電流相同，電荷量是電流的積分，那么待測電纜上的電荷量就和積分電容上的電荷量相同，因此，可用積分電容上的電荷量q表示待測電纜上的電荷量Q。

逐漸加大所述直流電源電壓V_app，計算在不同電壓下待測電纜電荷量Q，繪制不同電壓下待測電纜電荷量Q與時間T函數(shù)曲線圖。

根據(jù)高壓直流源電壓V_app和不同電壓下待測電纜電荷量Q與時間T的函數(shù)曲線圖計算介電常數(shù)ε_r的方法具體為：先根據(jù)最終電纜絕緣老化狀態(tài)判定條件，選取適合的電源電壓檔位，找出接通電源4s時待測電纜上的電荷量Q(4s)；再逐次增加直流電源電壓V_app，計算不同電壓下待測電纜上電荷量Q，最后通過如下公式計算介電常數(shù)ε_r：