专利名称：一种三相交叉互联电缆中间接头局部放电的在线检测方法
技术领域：
本发明涉及一种三相交叉互联电缆中间接头局部放电的在线检测方法，尤其涉及到一种用电容传感器在线检测三相交叉互联电缆中间接头局部放电的方法。
背景技术：
目前，国内外对于电缆的局部放电在线检测已经从传统的IEC60270检测方法发展到今天的VHF (甚高频)频带甚至到了 UHF (特高频)频带的检测，特别是VHF (甚高频)的检测已经得到很好的应用，但都是基于脉冲电流测量线圈在电缆接头附近的检测。对于直埋式电缆，由于地面上只露出交叉互联箱，距电缆接头很远，还没有很好的检测方法。
电容传感器检测方法还从来没有在电缆的在线检测上有所应用。发明内容
本发明的目的是提供一种三相交叉互联电缆中间接头局部放电的在线检测方法， 以克服目前通过电缆局部放电检测不能检测直埋式电缆局部放电的缺点。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现一种三相交叉互联电缆中间接头局部放电的在线检测方法，包括以下步骤 1)将三个电容传感器的高压端通过线缆分别与三相交叉互联箱内三个交叉连接母排的任意一侧的螺栓连接；2)将所述的三个电容传感器的低压端分别与传感器电缆线芯的一端连接；3)将所述的三个传感器电缆线芯的另一端分别与检测阻抗一端连接；4)将所述的三个检测阻抗的另一端和传感器电缆的外皮相连并接地；5)将所述的三个检测阻抗的两端并联上保护间隙；6)将所述的三个检测阻抗与传感器电缆相连的一端与交叉互联箱壁上的BNC头连接；7)将所述的三个BNC(刺刀螺母连接器头)在三相交叉互联箱的外侧通过测量电缆分别与示波器对应的通道连接；8)将示波器与电源连接，通过示波器上显示的图形信息判断线缆是否局部放电。
所述电容传感器为SOpF的电容器，交直流耐压值与相应电压等级的交叉互联箱内的电缆互层保护器的耐压值一致，在交流15kV下无局部放电，介质损耗损失角在IkHz频率下测量范围为(Γ0. 25%，绝缘电阻在直流100V下测量为IOOGQ。
所述传感器电缆优选为50 Ω的同轴电缆。
所述检测阻抗优选为680 Ω的检测电阻。
所述间隙保护阈值优选为5V。
所述示波器优选为三通道高速采集的数字示波器。
本发明的有益效果为为电缆在线运行时的检测，对线路供电没有影响，把电容型传感器和检测阻抗固定安装在互联箱内，测量时仅从互联箱外壁的BNC头引出三根测量电缆进行测量，使得测量方便，安全可靠，通过示波器可直观的看到检测信号的图形信息，根据判据可判断电缆是否有局部放电。
下面根据附图对本发明作进一步详细说明。
图I是本发明实施例所述的三相交叉互联电缆中间接头局部放电的在线检测方法使用设备的连接图；图2是本发明实施例所述的三相交叉互联电缆中间接头局部放电的在线检测方法的流程图；图3是本发明实施例所述的示波器上显示的A相的局部放电波形图；图4是本发明实施例所述的示波器上显示的B相的局部放电波形图；图5是本发明实施例所述的示波器上显示的C相的局部放电波形图；图6是本发明实施例所述的三相交叉互联电缆中间接头局部放电的在线检测方法的流程图。
图中I、电容传感器；2、三相交叉互联箱；3、传感器电缆；4、保护间隙；5、检测阻抗；6、BNC 头；7、测量电缆；8、不波器；9、远端局部放电信号；10、远端电晕信号；11、油杯；12、高压电极;13、GIS内部局放信号。
具体实施方式
如图I所示，本发明实施例所述的一种三相交叉互联电缆中间接头局部放电的在线检测方法，分别用电容传感器I连接三相交叉互联箱2内交叉连接母排的螺栓，电容传感器I上耦合到的局放脉冲信号经过传感器电缆3和检测阻抗5，同时在检测阻抗5两端并联上保护间隙4，经BNC头6将此信号引至互联箱外部，并通过测量电缆7连接示波器8，示波器8显示检测阻抗5检测的结果。
在实际运行的电力系统中检测局部放电时，会有从地线和空间等各处传至交叉互联线上的干扰，对局部放电的检测造成影响，甚至发生误判，主要干扰信号包括从地线上窜入的干扰信号和从电缆本体远端窜入的信号两大类。因此，在实验室的三相交叉互联系统里注入模拟现场的各种干扰，利用与三相交叉互联系统共地的GIS内部局放信号13和油杯11内高压电极12产生的空气放电信号来模拟地线上的干扰以及空气中福射的干扰；利用三相交叉互联系统终端端部的远端电晕信号10和终端内的远端局部放电信号9来模拟从电缆远端传来的干扰，如图6所示，利用电容传感器I在三相交叉互联箱2的相同位置处对干扰信号进行检测，找出了干扰信号与交叉互联处电缆接头内的局部放电不同的信号特性。
a)从电缆远端产生的远端局部放电信号9，在三个检测阻抗5上检测到的信号极性相同，初始峰幅值衰减厉害，从很小幅值的初始峰，经几个震荡波后达到最高值，后面的震荡波逐渐衰减，整个波形成菱形状。
b)从远端传至检测系统的远端电晕信号10，在三个检测阻抗3上检测到的信号极性形同，初始峰信号幅值较大。
c)当气隙中的击穿放电信号(油杯11内高压电极12之间放电)经过空气或地网传至检测系统时，在三个检测阻抗5上检测到的信号极性相同，初始峰幅值衰减厉害，从很小幅值的初始峰，经几个震荡波后达到最高值，后面的震荡波逐渐衰减，整个波形成菱形状。
d)当从GIS内部局放信号13通过地网传至检测系统时，在三个检测阻抗5上检测到的信号极性相同，初始峰幅值较大。
综上所述，被检测的电缆接头中如果有一相发生局部放电，在示波器8上显示该相电缆信号波形图的极性与其他两相电缆信号波形图的极性相反，如图3-5所示，与其他干扰信号有明显的区别特征，据此可通过这个判据判断该相电缆中间接头存在局部放电。
所述电容传感器为SOpF的电容器，交直流耐压值应与相应电压等级的交叉互联箱内的电缆互层保护器的耐压值一致，在交流15kV下无局部放电，介质损耗损失角在IkHz 频率下测量范围为(Γ0. 25%，绝缘电阻在直流100V下测量为IOOGQ ;传感器电缆优选为 50 Ω的同轴电缆；所述检测阻抗优选为680 Ω的检测电阻；所述测量电缆7为同轴电缆；所述示波器8为数字示波器。
如图2所示，本发明实施例所述的一种三相交叉互联电缆中间接头局部放电的在线检测方法，包括以下步骤1)将三个电容传感器I的高压端通过线缆分别与三相交叉互联箱2内三个交叉连接母排的任意一侧的螺栓连接；2)将所述的三个电容传感器I的低压端分别与传感器电缆3线芯的一端连接；3)将所述的三个传感器电缆3线芯的另一端分别与检测阻抗5—端连接；4)将所述的三个检测阻抗5的另一端和传感器电缆3的外皮相连并接地；5)将所述的三个检测阻抗5的两端并联上保护间隙4；6)将所述的三个检测阻抗5与传感器电缆相连的一端与交叉互联箱壁上的BNC头6连接；7)将所述的三个BNC头6在三相交叉互联箱2的外侧通过测量电缆7分别与示波器8 对应的通道连接；8)将示波器8与电源连接，通过示波器8上显示的图形信息判断线缆是否局部放电。
具体使用时，包括接入的电容传感器在内的检测系统是否会影响系统的正常运行；当电缆系统发生短路故障时，检测系统是否会受到影响，对此通过EMTP_ATP电力仿真软件对接入了检测系统的交叉互联电缆系统进行了仿真，分别仿真了电缆系统正常运行时、电缆护层接地故障、主绝缘接地短路故障以及护层和主绝缘同时发生故障等情况。仿真结果表明检测系统不会影响电缆系统的正常运行，电缆正常运行和发生短路故障时，检测系统所承受的电压和电流均能满足检测系统安全运行的要求。
检测系统在检测安装的时候不需要断电，将三个电容传感器I、检测阻抗5、并联保护间隙4内置于交叉互联箱2内，然后从交叉互联箱2内的交叉母排的螺栓引出导线分别和电容传感器I相连接，再将三个电容传感器I通过三个传感器电缆3分别接一个检测阻抗5，再将检测阻抗5的输出端通过同轴屏蔽传输线与互联箱壁上BNC 6头的一端连接， 整个检测系统从互联箱内仅引出三个BNC 6的一端，检测时仅需三根测量电缆7，一端接从互联箱内引出来的BNC 6头，另一端分别接在示波器8的三个不同的通道上进行显示，当线缆出现局部放电时，电容传感器I将 检测的信号经过传感器电缆3传输到检测阻抗5上，检测阻抗5将信号转变成电压信号传输到示波器8上，通过示波器上的显示结构显示出检测到的各相线缆的信号，如图3-5所示，当检测到的B项线缆的电压的极性与其他两相电压(A 相、C相)的极性相反时，则B相线缆发生局部放电。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种三相交叉互联电缆中间接头局部放电的在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤 1)将三个电容传感器(I)的高压端通过线缆分别与三相交叉互联箱(2)内三个交叉连接母排的任意一侧的螺栓连接； 2)将所述的三个电容传感器(I)的低压端分别与传感器电缆(3)线芯的一端连接； 3)将所述的三个传感器电缆(3)线芯的另一端分别与检测阻抗(5)—端连接； 4)将所述的三个检测阻抗(5)的另一端和传感器电缆(3)的外皮相连并接地； 5)将所述的三个检测阻抗(5)的两端并联上保护间隙(4)； 6)将所述的三个检测阻抗(5)与传感器电缆相连的一端与交叉互联箱壁上的BNC头(6)连接； 7)将所述的三个BNC头(6)在三相交叉互联箱(2)的外侧通过测量电缆(7)分别与示波器(8)对应的通道连接； 8)将示波器(8)与电源连接，通过示波器(8)上显示的图形信息判断线缆是否局部放电。
2.根据权利要求I所述的一种三相交叉互联电缆中间接头局部放电的在线检测方法，其特征在于所述电容传感器(I)为SOpF的电容器，交直流耐压值与相应电压等级的交叉互联箱内的电缆互层保护器的耐压值一致，在交流15kV下无局部放电，介质损耗损失角在IkHz频率下测量范围为(H). 25%，绝缘电阻在直流100V下测量为100GQ。
3.根据权利要求2所述的一种三相交叉互联电缆中间接头局部放电的在线检测方法，其特征在于所述保护间隙(4)的阈值为5V以保护检测阻抗和测量示波器的安全。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种三相交叉互联电缆中间接头局部放电的在线检测方法，其特征在于所述传感器电缆(3)为50Q的电缆。
5.根据权利要求4所述的一种三相交叉互联电缆中间接头局部放电的在线检测方法，其特征在于所述检测阻抗(5)为680 Q的检测电阻。
6.根据权利要求5所述的一种三相交叉互联电缆中间接头局部放电的在线检测方法，其特征在于所述示波器(8)为三通道高速采集数字示波器。
全文摘要
本发明涉及一种三相交叉互联电缆中间接头局部放电的在线检测方法，步骤为1)将三个电容传感器与螺栓连接；2)将三个电容传感器与线芯连接；3)将线芯和检测阻抗连接；4)将三个检测阻抗和传感器电缆的外皮相连接地；5)将三个检测阻抗并联保护间隙；6)将检测阻抗与BNC头连接；7)将BNC头与示波器连接；8)通过示波器判断电缆是否存在局部放电。本发明的有益效果为为电缆在线运行时的检测，对线路供电没有影响，把电容型传感器和检测阻抗固定安装在互联箱内，测量时仅从互联箱外壁的BNC头引出三根测量电缆进行测量，使得测量方便，安全可靠，通过示波器可直观的看到检测信号的图形信息，根据判据可判断电缆是否有局部放电。
文档编号G01R31/12GK102981106SQ20121045204
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月12日 优先权日2012年11月12日
发明者王伟, 陈胜科, 杨凯, 何东欣, 杜家振, 顾杰峰, 李富平 申请人:华北电力大学