专利名称：电力电缆的安全检测评估系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种能够对llOkV及以下电压等级电力电缆绝 缘状况进行安全检测与评估的离线系统，主要用于对110kV及以下电
压等级的电力电缆施加交流试验电压进行耐压试验，对其局部放电状 况进行检测和评估。
背景技术：
电力电缆绝缘状况常见的检测方法包括绝缘电阻测试、介质损 耗测量、直流耐压试验、超低频耐压试验，工频或类工频交流耐压试 验。上述方法均存在一 定缺点绝缘电阻测试与介质损耗测量
尽管简单易行，但无法有效检测局部性、轻微型的故障，对绝缘故障 无法提供早期预警；直流耐压试验不仅无法有效检测出XLPE存在的 绝缘问题，而且可能导致严重的绝缘击穿故障；超低频耐压试验虽然 属于交流耐压试验，并能大大降低试验设备容量，但输出的试验电压 一般小于40kV，不能满足国内日益增多的110kV交联聚乙烯电缆的
现场耐压试验要求。工频或类工频交流耐压试验能够正确模拟电缆的 实际运行条件，试验结果的有效性较好，但过高的试验电压不仅对绝 缘有损伤，而且无法定位绝缘的薄弱环节，往往导致检修工作量过大、 部分电缆过度检修、更换费用高等缺点。
目前结合试验技术，局部放电检测技术与定位技术的电力电缆检
测评估装置存在着以下缺点基于超低频试验技术的该类装置，适用的电压等级较低，不能满足国内电力工业发展的需要；基于衰减振荡 波技术的该类装置，由于无法提供稳定的试验电压，局部放电现象不 能稳定地再现，试验结果不具有通用性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种能够结合交流谐振耐压试验与
局部放电的测量结果，对110kV及以下电压等级的电力电缆绝缘状况
进行安全检测与评估的离线系统。
一种电力电缆安全检测评估系统，主要由交流耐压试验系统和局 部放电测量系统组成，该交流耐压试验系统包括变频电源、励磁变压
器、谐振电抗器和电容式分压器；该局部放电测量系统包括检测阻抗、 标准校准器、脉冲发生器、信号调理电路、示波器和计算机；
所述的变频电源通过频率调节使得谐振电抗器与被测电力电缆 的分布电容产生谐振，在被测电力电缆上获取试验高电压；
所述的励磁变压器用于将变频电源的额定输出电压进行预升压， 谐振条件下，在被测电力电缆上可以获得输入电压数倍的试验电压， 使得被测电力电缆或其接头的薄弱环节发生局部放电；
所述的电容式分压器用于耦合局部放电产生的高频电流并在检 测阻抗上产生一定幅值的电压信号；
所述的检测阻抗可同时有效检测频率为30~300Hz内的试验电压 和高频局部放电信号，并且能够使试验电压在30~300Hz范围内的不 同试验频率下衰减增益相近和高频局部放电信号的近似无衰减，有利 于后续的信号处理与分析；
所述的标准校准器用于向被测电力电缆注入脉冲，根据计算机上 专业软件测量结果和标准校准器的标准刻度调整测量设备的放大倍数，以获得同一标准的测量结果；
所述的脉冲发生器主要用于测量被测电力电缆的长度，配合计算 机上的专业软件用于局部放电的定位；
所述的信号调理电路用于将检测阻抗的输出信号分成低频试验 电压信号和高频局部放电信号两路进行处理，对低频试验电压信号进 行滤波，对高频局部放电信号进行滤波，隔离放大。
所述的示波器用于实时显示低频试验电压信号和高频局部放电 信号并将信号以数字形式传输到计算机；
所述的计算机可对数字化的局部放电信号序列分析处理，采集的 数据经过数字降噪处理后获取信号的幅值，以图形形式显示放电信号 的二维、三维图谱，放电位置的二维空间信息；同时引入试验电压信 号，用于监测耐压试验的中间数据、电缆放电的起始和熄灭电压、局 部放电信号的相位测量。
本实用新型具有以下几个优点
一、 能满足现有的各大电网公司电力电缆交接和预防性试验规程 的要求。
二、 能够对110kV电力电缆的绝缘状况进行检测和评估。
三、 试验电压稳定，能够稳定地再现局部放电现象，检测结果具 有通用性。
四、 集合局部放电检测和定位技术，用图谱方式对局部放电进行 统计分析，以图形方式指示电缆绝缘的薄弱环节，为电缆的计划更换 提供依据，减少劳动强度，降低检修费用，提高检修效率。
图1是本实用新型的工作原理方框图。以下结合具体实施例对本实用新型作进一步详述。
具体实施方式
本实用新型一种电力电缆安全检测评估系统，主要由交流耐压试
验系统1和局部放电测量系统2组成。
该交流耐压试验系统1包括变频电源11、励磁变压器12、谐振 电抗器13和电容式分压器14;
该局部放电测量系统2包括检测阻抗21、标准校准器22、脉冲 发生器23、信号调理电路24、示波器25和计算机26;
所述的变频电源11通过频率调节使得谐振电抗器13与被测电缆 3的分布电容产生谐振，获取符合试验要求的试验电压，使被测电缆 3或其接头发生局部放电；该局部放电产生的高频电流经过电容式分 压器15的耦合在检测阻抗21上产生一定幅值的电压信号；
所述的励磁变压器12用于将变频电源的额定输出电压进行预升 压，谐振条件下，在被测电力电缆3上可以获得输入电压数倍试验电 压，使得被测电力电缆3及其接头的薄弱环节发生局部放电；
所述的电容式分压器14用于耦合局部放电产生的高频电流并在 检测阻抗21上产生一定幅值的电压信号；
所述的检测阻抗21可同时有效检测试验电压频率为30~300Hz 下的试验电压和高频局部放电信号，并且能够使30~300Hz范围内试 验电压在不同试验频率下衰减相近和高频局部放电信号的近似无衰 减，有利于后续的信号处理与分析；
所述的标准校准器22向被测电力电缆3注入脉冲，根据计算机 26上专业软件测量结果和标准校准器22的标准刻度调整测量设备的 放大倍数，以获得同一标准的测量结果；所述的脉冲发生器23向被测电力电缆3注入脉冲，根据脉冲的 返回时间和传播速度计算被测电缆的长度，配合计算机26上的专业 软件用于局部放电的定位；
所述的信号调理电路24用于将检测阻抗的输出信号分成低频试 验电压信号和高频局部放电信号两路进行处理，对低频试验电压信号 进行滤波，对高频局部放电信号进行滤波，隔离放大。
所述的示波器25用于实时显示低频试验电压信号和高频局部放 电信号并将信号以数字形式传输到计算机26;
所述的计算机26可对数字化的局部放电信号序列分析处理，釆 集的数据经过数字降噪处理后获取信号的幅值，以图形形式显示放电 信号的二维、三维图谱；
当局部放电发生时，局放脉冲从放电点向电力电缆两侧传播，直 接向测量端传播的直达脉冲和向反方向传播后被反射回来反射脉冲 到达检测阻抗21具有时间差，计算机26可对直达脉冲、反射脉冲及 二者时间差进行分析确定放电位置，并以图形形式显示放电位置的二 维空间信息；
计算机26同时引入试验电压信号的检测和分析，用于监测耐压 试验的中间数据、电缆放电的起始和熄灭电压、局部放电信号的相位 测量；
计算机26对采集的局部放电信号保存到数据库进行管理并支持 数据报表生成和打印。
权利要求1、一种电力电缆安全检测评估系统，其特征在于主要由交流耐压试验系统和局部放电测量系统组成，该交流耐压试验系统包括变频电源、励磁变压器、谐振电抗器和电容式分压器；该局部放电测量系统包括检测阻抗、标准校准器、脉冲发生器、信号调理电路、示波器和计算机；所述的变频电源通过频率调节使得谐振电抗器与被测电力电缆的分布电容产生谐振，在被测电力电缆上获取试验电压；所述的励磁变压器用于将变频电源的额定输出电压进行预升压，谐振条件下，在被测电力电缆上可以获得输入电压数倍试验电压，使得被测电力电缆或其接头的薄弱环节发生局部放电；所述的电容式分压器耦合局部放电产生的高频电流并在检测阻抗上产生一定幅值的电压信号；所述的检测阻抗可同时有效检测试验电压频率为30～300Hz下的试验电压和高频局部放电信号，并且能够使30～300Hz范围内试验电压在不同试验频率下衰减相近和高频局部放电信号的近似无衰减，有利于后续的信号处理与分析；所述的标准校准器用于向被测电力电缆注入脉冲，根据计算机上专业软件测量结果和标准校准器的标准刻度调整测量设备的放大倍数，以获得同一标准的测量结果；所述的脉冲发生器主要用于测量被测电力电缆的长度，配合计算机上的专业软件用于局部放电的定位；所述的信号调理电路用于将检测阻抗的输出信号分成低频试验电压信号和高频局部放电信号两路进行处理，对低频试验电压信号进行滤波，对高频局部放电信号进行滤波，隔离放大；所述的示波器用于实时显示低频试验电压信号和高频局部放电信号并将信号以数字形式传输到计算机；所述的计算机可对数字化的局部放电信号序列分析处理，采集的数据经过数字降噪处理后获取信号的幅值，以图形形式显示放电信号的二维、三维图谱，放电位置的二维空间信息；同时引入试验电压信号，用于监测耐压试验的中间数据、电缆放电的起始和熄灭电压、局部放电信号的相位测量。
专利摘要本实用新型一种电缆安全检测评估系统，主要由交流耐压试验系统和局部放电测量系统组成，该交流耐压试验系统包括变频电源、励磁变压器、谐振电抗器和电容式分压器；该局部放电测量系统包括检测阻抗、标准校准器、脉冲发生器、信号调理电路、示波器和计算机；本实用新型可以通过对110kV及以下电压等级的电力电缆施加交流试验电压进行耐压试验，并结合试验技术，局部放电检测技术与定位技术对其绝缘状况进行检测和评估。
文档编号G01R31/12GK201373905SQ20092013701
公开日2009年12月30日 申请日期2009年3月4日 优先权日2009年3月4日
发明者吴笃贵, 张周胜, 翁道磊 申请人:厦门红相电力设备股份有限公司