电缆局部放电检测装置制造方法

电缆局部放电检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种电缆局部放电检测装置，包括荡波电压发生模块，信号采集模块和分析控制模块，振荡波电压发生模块产生振荡波电压，并将振荡波电压施加于待测电缆上，待测电缆在振荡波电压作用下，局部放电部位产生脉冲电流信号，信号采集模块采集该脉冲电流信号，生成采集数据，发送采集数据到分析控制模块，分析控制模块根据内置的局部放电分析软件对采集数据进行分析，获得待测电缆局部放电检测结果。整个装置结构简单，真实模拟待测电缆运行工况环境，不需要复杂、体积巨大的设备，实现了简单、准确检测电缆局部放电情况，所以本实用新型电缆局部放电检测装置是一种结构简单、检测准确、检测成本低廉的装置。
【专利说明】电缆局部放电检测装置

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力电缆【技术领域】，特别是涉及电缆局部放电检测装置。

【背景技术】
[0002]近年来电力电缆在电网中使用比重逐渐增大，但电缆绝缘缺陷造成的电缆安全事故时有发生，经济损失巨大，因此保障电缆安全运行成为了供电部门重点关注的问题。经研究证实，电缆的局部放电特征可以反映出其绝缘状态，因此局部放电检测成为了电力电缆绝缘状态检测的主要手段。由于与工频电压检测具有良好的等效性且不会对被测电缆造成伤害，振荡波电压下的局部放电检测在国内外有着广泛的应用，该检测不仅能够检测出局部放电量，还可定位局部放电发生的部位，方便相关人员找出电缆绝缘缺陷点。
[0003]目前国内对中压电力电缆(3?35kV)局部放电检测及其故障定位采用的是工频耐压试验、超低频(0.1Hz)电压(VLF)试验。然而这两种试验都存在很大的困难。在工频条件下，对几公里长的电缆进行充电检测需要很大的能量，该充电系统包含多个设备，如发电机、高压变压器或谐振器、控制仪器、局部放电探测和故障定位仪器、耦合电容和高压连接电缆。同时运输这些设备需要大型运输车辆，大大增加了检测费用。对于超低频电压试验在考虑非工频条件下对电介质(绝缘)检测的结果时认为，不能将低频检测得出的局部放电结果直接推断到工频条件下的结果。
[0004]综上所述，目前尚无一种结构简单、检测过程准确、检测成本低廉的电缆局部放电检测装置实现对电力电缆局部放电的准确检测。
实用新型内容
[0005]基于此，有必要针对目前尚无一种结构简单、检测准确、检测成本低廉的电缆局部放电检测装置实现对电力电缆局部放电的准确检测的问题，提供一种结构简单、检测准确、检测成本低廉的电缆局部放电检测装置。
[0006]一种电缆局部放电检测装置，包括振荡波电压发生模块，信号采集模块和分析控制模块，所述分析控制模块内置有局部放电分析软件，所述振荡波电压发生模块两端分别与待测电缆两端连接，所述信号采集模块与所述待测电缆并联，所述分析控制模块分别与所述振荡波电压发生模块、所述信号采集模块连接；
[0007]其中，所述振荡波电压发生模块包括电源、限流电阻、高压电子开关和电感线圈，所述电源的一端与所述限流电阻的一端连接，所述限流电阻的另一端分别与所述高压电子开关的一端和所述电感线圈的一端连接，所述电感线圈的另一端与待测电缆的一端连接，所述电源的另一端分别与所述高压电子开关的另一端和所述待测电缆的另一端连接，所述信号采集模块包括分压耦合器和数据采集卡，所述分压耦合器的第一端口和第二端口分别与所述待测电缆的两端连接，所述分压耦合器的耦合端口与所述数据采集卡的输入端连接，所述数据采集卡的输出端与所述分析控制模块连接；
[0008]所述振荡波电压发生模块接受所述分析控制模块控制，产生振荡波电压，并将所述振荡波电压施加于所述待测电缆，所述信号采集模块采集所述待测电缆在所述振荡波电压作用下的脉冲电流信号，获取采集数据，发送所述采集数据到所述分析控制模块，所述分析控制模块根据所述采集数据，利用内置局部放电分析软件分析，获取待测电缆局部放电检测结果。
[0009]本实用新型电缆局部放电检测装置，包括荡波电压发生模块，信号采集模块和分析控制模块，振荡波电压发生模块产生振荡波电压，并将振荡波电压施加于待测电缆上，待测电缆在振荡波电压作用下，局部放电部位产生脉冲电流信号，信号采集模块采集该脉冲电流信号，生成采集数据，发送采集数据到分析控制模块，分析控制模块根据内置的局部放电分析软件对采集数据进行分析，获得待测电缆局部放电检测结果。整个装置结构简单，真实模拟待测电缆运行工况环境，不需要复杂、体积巨大的设备，实现了简单、准确检测电缆局部放电情况，所以本实用新型电缆局部放电检测装置是一种结构简单、检测准确、检测成本低廉的装置。

【专利附图】

【附图说明】
[0010]图1为本实用新型电缆局部放电检测装置第一个实施例的结构示意图；
[0011]图2为本实用新型电缆局部放电检测装置其中一个实施例的模块示意图；
[0012]图3为本实用新型电缆局部放电检测装置第二个实施例的结构示意图。

【具体实施方式】
[0013]如图1、图2所示，一种电缆局部放电检测装置，包括振荡波电压发生模块100，信号采集模块200和分析控制模块300，所述分析控制模块300内置有局部放电分析软件，所述振荡波电压发生模块100两端分别与待测电缆两端连接，所述信号采集模块200与所述待测电缆并联，所述分析控制模块300分别与所述振荡波电压发生模块100、所述信号采集模块200连接；
[0014]所述振荡波电压发生模块100包括电源110、限流电阻120、高压电子开关130和电感线圈140，所述电源110的一端与所述限流电阻120的一端连接，所述限流电阻120的另一端分别与所述高压电子开关130的一端和所述电感线圈140的一端连接，所述电感线圈140的另一端与待测电缆的一端连接，所述电源110的另一端分别与所述高压电子开关130的另一端和所述待测电缆的另一端连接；
[0015]所述信号采集模块200包括分压耦合器210和数据采集卡220，所述分压耦合器210的第一端口和第二端口分别与所述待测电缆的两端连接，所述分压耦合器210的耦合端口与所述数据采集卡220的输入端连接，所述数据采集卡220的输出端与所述分析控制模块300连接；
[0016]所述振荡波电压发生模块100产生振荡波电压，并将所述振荡波电压施加于所述待测电缆，所述信号采集模块200采集所述待测电缆在所述振荡波电压作用下的脉冲电流信号，获取采集数据，发送所述采集数据到所述分析控制模块300，所述分析控制模块300根据所述采集数据，利用内置局部放电分析软件分析，获取待测电缆局部放电检测结果。
[0017]局部放电分析软件是一种现有已知的分析软件，其广泛应用在电力电缆放电分析领域，在本实用新型电缆局部放电检测装置中，分析控制模块内加载有这种现有的放电分析软件，利用局部放电分析软件可控制振荡波电压发生装置输出所需的振荡波电压、控制信号采集系统进行数据采集并对采集的局部放电数据进行分析，给出是否有局部放电发生及局放量大小、发生局部放电的位置等结果，所以分析控制模块并不需要额外的计算机软件来实现其功能，可以依托硬件模块和已有的软件实现其功能。
[0018]具体来说，优选的，电源可以采用60kV程控高压直流电源可产生O — 60kV的直流电压，可直接采用市电供电。高压电子开关耐压值为60kv，开通时间小于I μ S，最大电流80Α.电感线圈可以选用空心电感，具体为低损耗、高品质因素的2.18Η电感，与被测电缆组成LC串联振荡电路，当所述高压直流电源对测试电缆充电后，闭合所述高压电子开关，使得LC回路对地放电产生阻尼振荡电压。其具体的工作过程如下:分析控制模块远距离控制60kV程控高压直流电源对待测电缆进行充电，达到预设电压后，控制高压电子开关闭合，产生振荡波电压。振荡波电压施加于被测电缆后激发电缆缺陷部位产生局部放电。
[0019]振荡波电压施加于被测电缆后激发电缆缺陷部位产生局部放电，经耦合于电缆两端的分压耦合器后，由信号采集装置进行信号的采集和处理，然后将数据发送给前台控制机算机进行保存和分析。具体来说分压耦合器可以选用灵敏度50pC，响应频带为60kHz—4MHz，符合IEC60270标准的要求，对IkHz以下的低频信号，尤其是50Hz的工频信号有较强的隔绝能力的耦合器。数据采集卡可以选用NI或ADLINK的100MS/s，8位数字化采集卡，实现单/双通道局部放电信号分别采样。
[0020]本实用新型电缆局部放电检测装置，包括荡波电压发生模块，信号采集模块和分析控制模块，振荡波电压发生模块产生振荡波电压，并将振荡波电压施加于待测电缆上，待测电缆在振荡波电压作用下，局部放电部位产生脉冲电流信号，信号采集模块采集该脉冲电流信号，生成采集数据，发送采集数据到分析控制模块，分析控制模块根据内置的局部放电分析软件对采集数据进行分析，获得待测电缆局部放电检测结果。整个装置结构简单，真实模拟待测电缆运行工况环境，不需要复杂、体积巨大的设备，实现了简单、准确检测电缆局部放电情况，所以本实用新型电缆局部放电检测装置是一种结构简单、检测准确、检测成本低廉的装置。
[0021]如图3所示，在其中一个实施例中，所述电缆局部放电检测装置还包括局部放电校准仪400，所述局部放电校准仪400与所述待测电缆可拆卸连接。
[0022]当荡波电压发生模块，信号采集模块和分析控制模块按照规定的连接关系与待测电缆连接上时，可能存在各个模块以及环境影响带来检测误差。在本实施例中，设置待测电缆可拆卸连接的局部放电校准仪，在对待测电缆进行局部放电检测前，先进行局部放电检测装置校准，校准完毕后断开局部放电校准仪与待测电缆的连接，确保检测结果的真实、准确。
[0023]在其中一个实施例中，所述信号采集模块还包括WIFI通信模块，所述数据采集卡通过所述WIFI通信模块与所述分析控制模块连接。
[0024]信号采集模块内置WIFI通信模块后，其采集到的数据可以通过WIFI方式直接传输到分析控制模块中，可以实现数据高效，灵动传输。
[0025]如图3所示，在其中一个实施例中，所述信号采集模块200还包括嵌入式工控计算机230，所述数据采集卡220通过所述嵌入式工控计算机230与所述分析控制模块300连接。
[0026]嵌入式工控计算机控制数据采集装置，并与分析控制模块连接进行数据传输。具体来说，嵌入式工控计算机可以根据分析控制模块的指令控制数据采集装置的工作状态(工作或不工作)，当数据采集卡工作时，其采集到的数据可以通过嵌入式工控计算机传输到分析控制模块，嵌入式工控计算机可以通过WIFI或网线方式与分析控制模块连接。
[0027]在其中一个实施例中，所述电源为60kV程控高压直流电源。
[0028]为了更进一步详细解释本实用新型电缆局部放电检测装置的工作过程及其带来的有益效果，下面将采用一具体实施例进行说明。
[0029]在本具体实施例中，其整个工作过程如下:
[0030]首先连接好测试设备与被测电缆，使用局部放电校准仪对测试系统进行校准，保存相关测量参数。系统校准完成后，分析控制模块远距离控制60kV程控高压直流电源对待测电缆进行充电，达到预设电压后，控制高压电子开关闭合，产生振荡波电压。振荡波电压施加于被测电缆后激发电缆缺陷部位产生局部放电，经耦合于电缆两端的分压耦合器后，由信号采集装置进行信号的采集和处理，然后将数据发送给分析控制模块进行保存和分析。分析控制模块的局部放电分析软件对数据分析得出有无局部放电发生以及局放量大小和局部放电发生的位置等分析结果，最终对电缆的绝缘状态做出判断。
[0031 ] 采用60kV程控高压直流电源，设计能应用于60kV直流电压等级的信号采集系统，设计能工作于60kV直流加压等级的高压电子开关和高品质空心电感，产生符合35kV及以下电缆的振荡波局放检测所要求的振荡波电压。使振荡波局放检测适用于国内所有中、低压等级电缆的局放测试。
[0032]在实际操作过程中，本实用新型电缆局部放电检测装置还具有如下有益特性:
[0033]I)局部诊断在振荡波测试电压下进行，电场强度分布和正常工作状态一样；
[0034]2)局放评估和摸式识别在正常电压级别下进行；
[0035]3)自动校准和连接定位工具；
[0036]4)局放等级测量根据IEC60270，在50?100Hz带宽下进行；
[0037]5)电缆等效电容值和被测对象的tan δ值通过电压波形的特征衰减来计算；
[0038]6)菜单驱动设备完成测试流程，用法简单，便于操作；
[0039]7)设计紧凑,重量轻。
[0040]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种电缆局部放电检测装置，其特征在于，包括振荡波电压发生模块，信号采集模块和分析控制模块，所述分析控制模块内置有局部放电分析软件，所述振荡波电压发生模块两端分别与待测电缆两端连接，所述信号采集模块与所述待测电缆并联，所述分析控制模块分别与所述振荡波电压发生模块、所述信号采集模块连接；其中，所述振荡波电压发生模块包括电源、限流电阻、高压电子开关和电感线圈，所述电源的一端与所述限流电阻的一端连接，所述限流电阻的另一端分别与所述高压电子开关的一端和所述电感线圈的一端连接，所述电感线圈的另一端与待测电缆的一端连接，所述电源的另一端分别与所述高压电子开关的另一端和所述待测电缆的另一端连接，所述信号采集模块包括分压耦合器和数据采集卡，所述分压耦合器的第一端口和第二端口分别与所述待测电缆的两端连接，所述分压耦合器的耦合端口与所述数据采集卡的输入端连接，所述数据采集卡的输出端与所述分析控制模块连接；所述振荡波电压发生模块接受所述分析控制模块控制，产生振荡波电压，并将所述振荡波电压施加于所述待测电缆，所述信号采集模块采集所述待测电缆在所述振荡波电压作用下的脉冲电流信号，获取采集数据，发送所述采集数据到所述分析控制模块，所述分析控制模块根据所述采集数据，利用内置局部放电分析软件分析，获取待测电缆局部放电检测结果。
2.根据权利要求1所述的电缆局部放电检测装置，其特征在于，还包括局部放电校准模块，所述局部放电校准模块与所述待测电缆可拆卸连接，所述局部放电校准模块用于在所述待测电缆进行局部放电检测前进行放电校准。
3.根据权利要求1或2所述的电缆局部放电检测装置，其特征在于，所述信号采集模块还包括WIFI通信模块，所述数据采集卡通过所述WIFI通信模块与所述分析控制模块连接。
4.根据权利要求1或2所述的电缆局部放电检测装置，其特征在于，所述信号采集模块还包括嵌入式工控计算机，所述数据采集卡通过所述嵌入式工控计算机与所述分析控制模块连接。
5.根据权利要求1或2所述的电缆局部放电检测装置，其特征在于，所述电源为60kV程控高压直流电源。
【文档编号】G01R31/12GK203950010SQ201420074944
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年2月20日 优先权日:2014年2月20日
【发明者】陆国俊, 熊俊, 叶加骅, 何志雄, 陈旭恒, 敖昌民, 李汉豪 申请人:广州供电局有限公司, 广州安电测控技术有限公司