一种电缆绝缘状态耐压检测方法及检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种电力设备绝缘状态检测中的耐压检测方法及检测装置，特别是设 及一种适用于电力电缆绝缘状态的耐压检测方法及检测装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，为了改善城市环境，保障电网的安全可靠运行，配电电缆正逐步替代传统 的架空线，越来越广泛的应用于配电网建设中。然而随着近年来我国电缆制造行业技术进 步W及城市输配电网大量采用地下电力电缆，由于电力电缆本体绝缘制造缺陷、电缆及附 件施工安装质量缺陷和电缆附件制造质量缺陷导致电缆线路运行故障的现象日益严重。由 于电缆埋于地下，一旦出现故障，其故障查找非常困难、耗时长，影响电网的正常运行，造成 较大的经济损失，对居民的日常生活、生产部口的日常生产W及其他社会非生产部口的照 常运转造成诸多不便。
[0003]国内外已有了大量不同种类的电缆绝缘状态检测技术。按照美国电机学会给出的 超低频试验导则，适用于配电电缆超低频检测的电压波形有四种：余弦方波，正弦波，双极 性矩形波，调制的其他正负极性变化的直流阶跃波。超低频正弦波产生或需要调制和解调 的过程，对滤波功能要求较高，要么使用旋转电机，体积庞大，不够灵活；而余弦方波产生过 程中开关的控制策略复杂，需要时刻判断电容峰值。矩形波类似于直流耐压试验，仅仅是多 了 5s-次的换向过程，无法很好的等效电缆的正常工作状态，而调制的直流阶跃波需要更 加复杂的工业数字控制技术。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种控制结构简单，体积小，重量轻，不存在电荷 累计效应的电缆绝缘状态耐压检测方法及检测装置。
[0005] 本发明采用的技术方案如下：一种电缆绝缘状态耐压检测方法，具体方法为：
[0006] 步骤一、在被检测电缆上施加周期变化的指数波形电压；
[0007] 步骤二、提高施加电压等级，直至达到被检测电缆最高允许施加电压值或加压过 程中发现击穿现象或潜在击穿风险；
[000引步骤S、记录该最高电压值；
[0009]所述周期变化的指数波形电压的波形满足W下表达式：
[0010]
[0011]其中，U。为所述周期变化的指数波形电压的波形；V1。为预设的电压幅值；a为指 数波形衰减参数，其值由指数波形激励源设定参数与被检测电缆电容容值和绝缘电阻参数 决定；t。~t4依次等时间间隔分布。
[0012] 作为优选，所述方法还包括，随着电缆寿命增长重复所述步骤一到步骤=，根据随 着电缆寿命增长发生的耐压变化趋势与数据分散性，对被检测电缆的绝缘状态进行评估。
[0013] 一种电缆绝缘状态耐压检测装置，其特征在于，包括；
[0014] 指数波形电压激励源，用于产生周期变化的指数波形电压，并施加在被检测绝缘 电缆上。
[0015] 作为优选，还包括绝缘状态评估模块，根据随着电缆寿命增长发生的耐压变化趋 势与数据分散性，对被检测电缆的绝缘状态进行评估。
[0016] 作为优选，所述指数波形电压激励源包括交流变压器、半导体开关模块、波形适应 模块和总控单元；所述交流变压器的两个输入端通过一次侧切断装置与交流电源相连；所 述变压器的两个输出端，一端通过保护电阻与半导体开关模块相连，另一端接地；所述半导 体开关模块通过高压娃堆与波形适应模块相连；所述半导体开关模块包括第一半导体开关 模块和第二半导体开关模块；所述第一半导体开关模块仅在正向充电回路与反向放电回 路中工作；所述第二半导体开关模块仅在正向放电回路与反向充电回路中工作；所述波形 适应模块包括，与高压娃堆相连的第一输入端和与交流变压器另一输出端相连的第二输入 端；所述波形适应模块还包括与被检测绝缘电缆线巧相连的第一输出端和与被检测绝缘电 缆接地线极相连的第二输出端；所述总控单元与控制一次切断装置相连，在放电阶段切断 电源，同时短路变压器一次侧；所述总控单元与第一和第二半导体开关模块相连，来调节施 加于被检测绝缘电缆上的指数电压的频率；所述总控单元与波形适应模块相连，来调节施 加于被检测绝缘电缆上的指数电压的波形形状；
[0017] 所述交流变压器的输出电压为0到30kV。
[001引作为优选，所述第一或第二半导体开关模块包括10个W上IGBT开关单元串联结 构的电子电力开关，每个IGBT开关单元结构包括依次相连的隔离变压器、IGBT驱动电路、 IGTB巧片和缓冲保护电路；总控单元与IGBT驱动电路相连。
[0019] 作为优选，所述波形适应模块包括连接于两个输入端或两个输出端之间的隔离电 容；还包括串联与第一输入端和第一输出端之间的两个W上的IGBT模块；所述IGBT模块 包括第一IGBT晶体管和第二IGBT晶体管两个IGBT晶体管和一个参数调节电阻；所述第一 IGBT晶体管的发射极连接于参数调节电阻一端，集电极连接于参数电阻的另一端；所述第 二IGBT晶体管的集电极连接于所述参数调节电阻一端，发射极连接于所述参数电阻的另 一端；总控单元与所有IGBT晶体管的口极相连，控制每个IGBT晶体管的开断。
[0020] 一种指数波形电压激励源，其特征在于，包括交流变压器、半导体开关模块、波形 适应模块和总控单元；所述交流变压器的两个输入端通过一次侧切断装置与交流电源相 连；所述变压器的两个输出端，一端通过保护电阻与半导体开关模块相连，另一端接地；所 述半导体开关模块通过高压娃堆与波形适应模块相连；所述半导体开关模块包括第一半导 体开关模块和第二半导体开关模块；所述第一半导体开关模块仅在正向充电回路与反向放 电回路中工作；所述第二半导体开关模块仅在正向放电回路与反向充电回路中工作；所述 波形适应模块包括，与高压娃堆相连的第一输入端和与交流变压器另一输出端相连的第二 输入端；所述波形适应模块还包括与被检测绝缘电缆线巧相连的第一输出端和与被检测绝 缘电缆接地线极相连的第二输出端；所述总控单元与控制一次切断装置相连，在放电阶段 切断电源，同时短路变压器一次侧；所述总控单元与第一和第二半导体开关模块相连，来调 节施加于被检测绝缘电缆上的指数电压的频率；所述总控单元与波形适应模块相连，来调 节施加于被检测绝缘电缆上的指数电压的波形形状；
[0021] 所述交流变压器的输出电压为0到30kV。
[0022] 作为优选，所述第一或第二半导体开关模块包括10个W上IGBT开关单元串联结 构的电子电力开关，每个IGBT开关单元结构包括依次相连的隔离变压器、IGBT驱动电路、 IGTB巧片和缓冲保护电路；总控单元与IGBT驱动电路相连。
[0023] 作为优选，所述波形适应模块包括连接于两个输入端或两个输出端之间的隔离电 容；还包括串联与第一输入端和第一输出端之间的两个W上的IGBT模块；所述IGBT模块 包括第一IGBT晶体管和第二IGBT晶体管两个IGBT晶体管和一个参数调节电阻；所述第一 IGBT晶体管的发射极连接于参数调节电阻一端，集电极连接于参数电阻的另一端；所述第 二IGBT晶体管的集电极连接于所述参数调节电阻一端，发射极连接于所述参数电阻的另 一端；总控单元与所有IGBT晶体管的口极相连，控制每个IGBT晶体管的开断。
[0024] 与现有技术相比，本发明的有益效果是；1、采用指数波形电压激励进行耐压检测， 检测设备体积小，更加轻便；2、指数波形交流电压存在电压换向，不存在电荷累积效应。
【附图说明】
[0025] 图1为本发明其中一实施例采用的指数波形形状示意图。
[0026] 图2为本发明其中一实施例的指数波形电压激励源结构示意图。
[0027] 图3为本发明其中一实施例的半导体开关模块结构示意图。
[002引图4为本发明其中一实施例的波形适应模块结构示意图。
【具体实施方式】
[0029] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用W解释本发明，并不 用于限定本发明。
[0030] 本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效 或者具有类似目的的替代特征加W替换。目P，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类 似特征中的一个例子而已。
[0031] 一种电缆绝缘状态耐压检测方法，具体方法为：
[0032] 步骤一、在被检测电缆上施加周期变化的指数波形电压；
[0033] 步骤二、提高施加电压等级，直至达到被检测电缆最高允许施加电压值（3倍额定 电压）或加压过程中发现击穿现象或潜在击穿风险；
[0034] 步骤S、记录该最高电压值，实现对电缆绝缘状态的检测；
[0035] 如图1所示，所述周期变化的指数波形电压的波形满足W下表达式：
[0036]
[0037] 其中，U。为所述周期变化的指数波形电压的波形；V1。为预设的电压幅值；a为指 数波形衰减参数，其值由指数波形激励源（如图4所示，在本具体实施例中，通过IGBT晶体 管的开关选择性动作，对传入指数波形电压激励源的电阻阻值进行变化，达到修改a值进 而调节施加于被检测绝缘电缆两端指数波电压波形的目的。）设定参数与被检测电缆电容 容值和绝缘电阻参数决定；t。~14依次等时间间隔分布。
[003引在本具体实施例中，所述指数波形电压为0. mz周期变化，t。~14依次等时间间 隔分布，每个时间间隔持续2. 5s，电压波形周期为10s。
[0039] 所述方法还包括，随着电缆寿命增长，改变预设的波形参数a值，提高施加电压 等级，重复所述步骤一到步骤=，根据随着电缆寿命增长发生的耐压变化趋势与数据分散 性，对被检测电缆的绝缘状态进行评估。
[0040] 适用于W上电缆绝缘状态检测方法的电缆绝缘状态耐压检测装置，包括；
[0041] 指数波形电压激励源，用于产生周期变化的指数波形电压，并施加在被检测绝缘 电缆上。
[0042] 还包括绝缘状态评估模块，根据随着电缆寿命增长发生的耐压变化趋势与数据分 散性，对被检测电缆的