專利名稱：電力電纜接頭局部放電在線監(jiān)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電氣設(shè)備絕緣監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及電力電纜接頭局部放電現(xiàn)場(chǎng)測(cè)
試方法。
背景技術(shù)：
迄今為止，國(guó)內(nèi)外用于交聯(lián)聚乙烯電纜及其附件局部放電監(jiān)測(cè)的方法有很多。但由于交聯(lián)聚乙烯電纜及其附件局部放電信號(hào)微弱，波形復(fù)雜多變，極易被背景噪聲和外界電磁干擾噪聲淹沒(méi)，所以研究開(kāi)發(fā)電纜及其附件局部放電在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的關(guān)鍵為信號(hào)提取技術(shù)和抗干擾技術(shù)。局部放電法一直是交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣非破壞性電氣檢驗(yàn)的主要項(xiàng)目。根據(jù)信號(hào)提取方式不同可分為電感耦合法和電容耦合法。電容耦合法又可以分為外置法和內(nèi)置法。根據(jù)抗干擾技術(shù)不同可分為差分、極性鑒別、定向耦合、時(shí)延分析、超高頻、數(shù)字濾波和開(kāi)窗等。其中電容耦合內(nèi)置法，需要把電極傳感器安裝在半導(dǎo)體屏蔽層上，這種方式最大的缺點(diǎn)是破壞了電纜接頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使電纜絕緣受到不同程度的損傷，不利于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。電容耦合外置法金屬電極貼附于電纜或接頭的護(hù)套外表面，無(wú)需接觸電纜或接頭內(nèi)部的任何部件，故不影響原有的絕緣性能，而且安裝也非常簡(jiǎn)單。但是由于測(cè)試頻帶較寬(100kHz-100MHz)，很容易受外界干擾影B向，比如各種通信設(shè)備，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)干擾等等。電
感耦合法中單傳感器，是指只安裝在接地線上的傳感器測(cè)量法，耦合接地線上的局部放電信號(hào)，然后進(jìn)行軟件處理。此方法的缺點(diǎn)是電暈放電無(wú)法徹底去除。電感耦合法中雙傳感器法，可以通過(guò)極性鑒別的方式剔除電暈干擾，提高抗干擾能力，但是地線上來(lái)的干擾是無(wú)法剔除的，特別是在交叉互聯(lián)的接地線上，由于其他相位的干擾信號(hào)很容易通過(guò)地線干擾到被測(cè)的電纜接頭，造成誤判為接頭內(nèi)部放電。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有測(cè)量方法與技術(shù)上的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種電力電纜及接頭局部放電在線監(jiān)測(cè)方法，具有增強(qiáng)抗干擾性能的特點(diǎn)。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種電力電纜及接頭局部放電在線監(jiān)測(cè)方法，采用三個(gè)高頻傳感器，兩兩進(jìn)行極性鑒別，每次鑒別都剔除一部分干擾，最后保留的為電纜接頭內(nèi)部放電，其包括以下步驟 第一，將電力電纜分為A相、B相和C相，將A相的高頻傳感器5、高頻傳感器13套在電纜接頭8的兩端電纜本體1上，使高頻傳感器5、高頻傳感器13的方向一致，將高頻傳感器14套在電纜接地線9上，使高頻傳感器14方向與高頻傳感器5、高頻傳感器13方向一致，高頻傳感器5、高頻傳感器13和高頻傳感器14的信號(hào)輸出點(diǎn)分別為點(diǎn)E，點(diǎn)F，點(diǎn)H，按照A相的連接方式，連接好B相和C相的高頻傳感器，高頻傳感器連接完畢；
第二，從第一步中連接好的高頻傳感器5、高頻傳感器13和高頻傳感器14輸出點(diǎn)用同軸線19連接到相位選擇放大單元21的輸入端，每一相是3根同軸線，三相共9根同軸線，相位選擇放大單元21與采集單元16在同一電路板內(nèi)，完成內(nèi)部連接，同步相位發(fā)生器20輸出端連接到采集單元16的輸入端，采集單元16的輸出端通過(guò)數(shù)據(jù)總線17連接到測(cè)試 主機(jī)18的輸入端，完成整個(gè)硬件連接； 第三，打開(kāi)測(cè)試主機(jī)18的系統(tǒng)軟件，首先，選擇單周期測(cè)試程序，其測(cè)試流程為 先選擇"設(shè)置各種參數(shù)"，包括有相位選擇，放大倍數(shù)為1倍、10倍、100倍，濾波頻帶范圍為 200KHz到50MHz，設(shè)置完參數(shù)后選擇"開(kāi)始測(cè)試"進(jìn)行測(cè)試，"顯示測(cè)試結(jié)果"以原始數(shù)據(jù)脈 沖圖的形式顯示，由原始數(shù)據(jù)脈沖圖來(lái)看出，在高頻傳感器5信號(hào)K的波形的正的最大值時(shí) 刻，對(duì)應(yīng)高頻傳感器13信號(hào)J的波形為負(fù)值的情況下，為異極性，是為一次放電，否則認(rèn)為 是干擾；其次，在測(cè)試單周期之后，退出單周期，從主程序進(jìn)入50工頻周期測(cè)試程序，依次 選擇"設(shè)置各種參數(shù)"，包括有相位選擇，放大倍數(shù)為1倍、10倍、100倍，濾波頻帶范圍為 200KHz到50MHz，選擇閾值系數(shù)范圍為1. 0到5. O，其中在50工頻周期測(cè)試時(shí)，同步相位發(fā) 生器20在每次采集時(shí)給出工頻周期的零相位時(shí)刻，保證每次采集的同步性。
第四，在第三步測(cè)試結(jié)果所保留的放電量中，用高頻傳感器5與高頻傳感器14進(jìn) 行脈沖極性鑒別，剔除干擾后，保留剩余的放電量，高頻傳感器13與高頻傳感器14再次進(jìn) 行脈沖的極性鑒別，再次剔除干擾后，保留剩余的放電量，此即為電纜接頭內(nèi)部的放電量。
由于本發(fā)明采用三個(gè)高頻傳感器，兩兩進(jìn)行極性鑒別，每次鑒別都剔除一部分干 擾，最后保留的為電纜接頭內(nèi)部放電，所以對(duì)電力電纜的電暈干擾和接地線干擾兩個(gè)干擾 源有很好抑制效果，增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾能力。


圖1為本發(fā)明抗干擾原理圖。 圖2為本發(fā)明方法需要的硬件連接圖。 圖3為本發(fā)明方法在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試脈沖結(jié)果圖。 圖4為本發(fā)明方法在實(shí)驗(yàn)室情況下用三個(gè)高頻傳感器依次分析后的放電譜圖。
圖5為本發(fā)明測(cè)試方法測(cè)試流程圖。
具體實(shí)施方法 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。 參見(jiàn)圖1、2，一種電力電纜及接頭局部放電在線監(jiān)測(cè)方法，是用三個(gè)高頻傳感器， 兩兩進(jìn)行極性鑒別，每次鑒別都剔除一部分干擾，最后保留的為電纜接頭內(nèi)部放電，包括以 下步驟 將電力電纜分為A相、B相和C相，分別在電纜接頭處人為做缺陷，模擬現(xiàn)場(chǎng)放電 情況，將A相的高頻傳感器5、高頻傳感器13套在電纜接頭8的兩端電纜本體1上，使高頻 傳感器5、高頻傳感器13的方向一致，將高頻傳感器14套在電纜接地線9上，使高頻傳感 器14方向與高頻傳感器5、高頻傳感器13方向一致，高頻傳感器5、高頻傳感器13和高頻 傳感器14的信號(hào)輸出點(diǎn)分別為點(diǎn)E，點(diǎn)F，點(diǎn)H，按照A相的連接方式，連接好B相和C相的 傳感器，傳感器連接完畢；從高頻傳感器5、高頻傳感器13和高頻傳感器14輸出點(diǎn)用同軸 線19連接到相位選擇放大單元21的輸入端，每一相是3根同軸線，三相共9根同軸線，同 步相位發(fā)生器20輸出端連接到采集單元16的輸入端，由于相位選擇放大單元21與采集單 元16在同一電路板內(nèi)，所以內(nèi)部連接已完成，采集單元16的輸出端通過(guò)數(shù)據(jù)總線17連接 到測(cè)試主機(jī)18的輸入端，完成整個(gè)硬件連接。
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參見(jiàn)圖3，圖3是某次測(cè)量單周期脈沖結(jié)果圖，共分為5個(gè)小圖，每幅圖的橫坐標(biāo)為 在一個(gè)工頻周期內(nèi)的時(shí)間點(diǎn)，縱坐標(biāo)為脈沖幅值。其中圖3(a)和圖3(c)是高頻傳感器5、 高頻傳感器13所測(cè)量的單周期原始數(shù)據(jù)拉開(kāi)后的脈沖圖，其中圖3(b)和圖3(d)為相對(duì)應(yīng) 的軟件濾波后的脈沖圖；由原始數(shù)據(jù)脈沖圖來(lái)看出，兩路信號(hào)在同一時(shí)刻明顯為異極性信 號(hào)，濾波后更為明顯；圖3(e)為本次測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算后所得出放電信息圖。由圖可以看出在 相應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)上有放電，說(shuō)明本系統(tǒng)能有效的識(shí)別出放電，而且在一個(gè)工頻周期內(nèi)放電集 中的位置，分別在第二象限和第四象限，完全符合局部放電的特征。 參見(jiàn)圖4，"生成的最終放電譜圖"是連續(xù)測(cè)試50個(gè)工頻周期放電譜圖，其橫坐標(biāo) 為工頻周期內(nèi)的相位點(diǎn)，縱坐標(biāo)為放電量大小，圖中每個(gè)點(diǎn)代表一次放電。下部有三個(gè)統(tǒng)計(jì) 量即最大放電量為13. 8pC，平均放電量為2. 31pC，放電次數(shù)為152次。數(shù)據(jù)表明，所測(cè)試 的結(jié)果中系統(tǒng)最小精度可以到達(dá)0.01pC。最小放電量在lpC以下，說(shuō)明本系統(tǒng)測(cè)量最小測(cè) 試值超過(guò)lpC，完全符合電力電纜的局部放電要求。 參見(jiàn)圖5，測(cè)試放電的主程序包括有單周期測(cè)試程序和50工頻周期測(cè)試程序。單 周期測(cè)試程序的測(cè)試流程為先選擇"設(shè)置各種參數(shù)"，例如選擇A相，選擇放大倍數(shù)為10 倍，濾波頻帶設(shè)置范圍為500KHz到40MHz，設(shè)置完參數(shù)后選擇"開(kāi)始測(cè)試"進(jìn)行測(cè)試，"顯示 測(cè)試結(jié)果"以原始數(shù)據(jù)脈沖圖的形式顯示，由原始數(shù)據(jù)脈沖圖來(lái)看出，高頻傳感器5信號(hào)K 與高頻傳感器13信號(hào)J的波形信號(hào)在同一時(shí)刻明顯為異極性信號(hào)，濾波后更為明顯，判定 是否有放電的標(biāo)準(zhǔn)是在傳感器信號(hào)K的波形的正的最大值時(shí)刻，對(duì)應(yīng)傳感器信號(hào)J的波 形為負(fù)值的情況下，為異極性，是為一次放電。測(cè)試單周期之后，退出單周期，從主程序進(jìn)入 50工頻周期測(cè)試程序，依次選擇"設(shè)置各種參數(shù)"，例如選擇當(dāng)前測(cè)試相位為A相，放大倍數(shù) 選擇10倍，選擇濾波頻帶范圍為300KHz到40MHz，選擇閾值系數(shù)范圍為1. 5，"同步相位信 號(hào)觸發(fā)"選擇為外觸發(fā)模式，"同步采集"等待同步相位信號(hào)后觸發(fā)采集，"顯示本次測(cè)試譜 圖"選擇查看實(shí)時(shí)測(cè)試譜圖功能后，本系統(tǒng)自動(dòng)生成本次測(cè)試放電譜圖，"生成最終放電譜 圖"采集結(jié)束后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成的最終放電譜圖。
實(shí)施例 —種電力電纜及接頭局部放電在線監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟 第一，將電力電纜分為A相、B相和C相，將A相的高頻傳感器5、高頻傳感器13套
在電纜接頭8的兩端電纜本體1上，使高頻傳感器5、高頻傳感器13的方向一致，將高頻傳
感器14套在電纜接地線9上，使高頻傳感器14方向與高頻傳感器5、高頻傳感器13方向一
致，高頻傳感器5、高頻傳感器13和高頻傳感器14的信號(hào)輸出點(diǎn)分別為點(diǎn)E，點(diǎn)F，點(diǎn)H，按
照A相的連接方式，連接好B相和C相的高頻傳感器，高頻傳感器連接完畢； 第二，從第一步中連接好的高頻傳感器5、高頻傳感器13和高頻傳感器14輸出點(diǎn)
用同軸線19連接到相位選擇放大單元21的輸入端，每一相是3根同軸線，三相共9根同軸
線，同步相位發(fā)生器20輸出端連接到采集單元16的輸入端，由于位選擇放大單元21與采
集單元16在同一電路板內(nèi)，所以內(nèi)部連接已完成，采集單元16的輸出端通過(guò)數(shù)據(jù)總線17
連接到測(cè)試主機(jī)18的輸入端，完成整個(gè)硬件連接； 第三，打開(kāi)測(cè)試主機(jī)18的系統(tǒng)軟件，把被測(cè)電力電纜的三相同時(shí)加高壓，首先，選 擇單周期測(cè)試程序，其測(cè)試流程為先選擇"設(shè)置各種參數(shù)":選擇A相，選擇放大倍數(shù)為10
5倍，濾波頻帶設(shè)置范圍為500KHz到40MHz ;設(shè)置完參數(shù)后選擇"開(kāi)始測(cè)試"進(jìn)行測(cè)試，"顯示 測(cè)試結(jié)果"以原始數(shù)據(jù)脈沖圖的形式顯示，由原始數(shù)據(jù)脈沖圖來(lái)看出，高頻傳感器5信號(hào)K 與高頻傳感器13信號(hào)J的波形信號(hào)在同一時(shí)刻明顯為異極性信號(hào)，濾波后更為明顯，判定 是否有放電的標(biāo)準(zhǔn)是，在高頻傳感器5信號(hào)K的波形的正的最大值時(shí)刻，對(duì)應(yīng)高頻傳感器13 信號(hào)J的波形為負(fù)值的情況下，為異極性，是為一次放電；其次，在測(cè)試單周期之后，退出單 周期，從主程序進(jìn)入50工頻周期測(cè)試程序，依次選擇"設(shè)置各種參數(shù)":選擇當(dāng)前測(cè)試相位為 A相，放大倍數(shù)選擇IO倍，選擇濾波頻帶范圍為300KHz到40MHz，選擇閾值系數(shù)范圍為1. 5， "同步相位信號(hào)觸發(fā)"選擇為外觸發(fā)模式，"同步采集"等待同步相位信號(hào)后觸發(fā)采集，"顯示 本次測(cè)試譜圖"選擇查看實(shí)時(shí)測(cè)試譜圖功能后，本系統(tǒng)自動(dòng)生成本次測(cè)試放電譜圖，最大放 電量為15. 09pC，平均放電量為0. 97pC，放電次數(shù)為3893次；"生成最終放電譜圖"查看本 系統(tǒng)自動(dòng)生成的生成最終放電譜圖；最大放電量為13. 8pC，平均放電量為2.31pC，放電次 數(shù)為152次； 第四，在第三步所測(cè)試結(jié)果所保留的放電量中，用高頻傳感器5與高頻傳感器14 進(jìn)行脈沖極性鑒別，剔除干擾后，保留剩余的放電量，高頻傳感器13與高頻傳感器14再次 進(jìn)行脈沖的極性鑒別，再次剔除干擾后，保留剩余的放電量，此即為電纜接頭內(nèi)部的放電。
以上實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果表明從單周期數(shù)據(jù)來(lái)看，本發(fā)明能有效地分辨出異極性放 電信號(hào)，剔除同極性干擾信號(hào)；從前后兩個(gè)放電譜圖分析來(lái)看，相比放電次數(shù)明顯減少，總 體表明本發(fā)明能有效的剔除接地線干擾和電暈放電干擾兩大干擾源，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性和 準(zhǔn)確性。 圖中1為電纜本體；2為線芯；3為屏蔽層；4為線圈；5為高頻傳感器；6為同軸 線；7為內(nèi)部放電；8為電纜接頭；9為接地線；10為接地線干擾信號(hào)；11為信號(hào)地線；12為 電暈干擾信號(hào)；13為高頻傳感器；14為高頻傳感器；15為一相的三路信號(hào)；16為采集單元； 17為數(shù)據(jù)總線；18為測(cè)試主機(jī)；19為同軸線；20為同步相位發(fā)生器；21為相位選擇放大單 元；22為1/0控制信號(hào)。
權(quán)利要求
一種電力電纜及接頭局部放電在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，采用三個(gè)高頻傳感器，兩兩進(jìn)行極性鑒別，每次鑒別都剔除一部分干擾，最后保留的為電纜接頭內(nèi)部放電，其包括以下步驟第一，將電力電纜分為A相、B相和C相，將A相的高頻傳感器(5)、高頻傳感器(13)套在電纜接頭(8)的兩端電纜本體(1)上，使高頻傳感器(5)、高頻傳感器(13)的方向一致，將高頻傳感器(14)套在電纜接地線(9)上，使高頻傳感器(14)方向與高頻傳感器(5)、高頻傳感器(13)方向一致，高頻傳感器(5)、高頻傳感器(13)和高頻傳感器(14)的信號(hào)輸出點(diǎn)分別為點(diǎn)(E)，點(diǎn)(F)，點(diǎn)(H)，按照A相的連接方式，連接好B相和C相的高頻傳感器；第二，從第一步中連接好的高頻傳感器(5)、高頻傳感器(13)和高頻傳感器(14)輸出點(diǎn)用同軸線(19)連接到相位選擇放大單元(21)的輸入端，其中每一項(xiàng)是(3)根同軸線，三相共(9)根同軸線，相位選擇放大單元(21)與采集單元(16)在同一電路板內(nèi)，完成內(nèi)部連接，同步相位發(fā)生器(20)輸出端連接到采集單元(16)的輸入端，采集單元(16)的輸出端通過(guò)數(shù)據(jù)總線(17)連接到測(cè)試主機(jī)(18)的輸入端；第三，打開(kāi)測(cè)試主機(jī)(18)的系統(tǒng)軟件，首先，選擇單周期測(cè)試程序，其測(cè)試流程為先選擇“設(shè)置各種參數(shù)”，包括有相位選擇，放大倍數(shù)為1倍、10倍、100倍，濾波頻帶范圍為200KHz到50MHz，設(shè)置完參數(shù)后選擇“開(kāi)始測(cè)試”進(jìn)行測(cè)試，“顯示測(cè)試結(jié)果”以原始數(shù)據(jù)脈沖圖的形式顯示，由原始數(shù)據(jù)脈沖圖來(lái)看出，若高頻傳感器5信號(hào)(K)與高頻傳感器13信號(hào)(J)的波形在同一時(shí)刻明顯為異極性信號(hào)，濾波后兩路波形的異極性更為明顯，在高頻傳感器5信號(hào)(K)的波形的正的最大值時(shí)刻，對(duì)應(yīng)高頻傳感器13信號(hào)(J)的波形為負(fù)值的情況下，為異極性，是為一次放電，否則認(rèn)為是干擾；其次，在測(cè)試單周期之后，退出單周期，從主程序進(jìn)入50工頻周期測(cè)試程序，依次選擇“設(shè)置各種參數(shù)”，相位選擇，放大倍數(shù)為1倍、10倍、100倍，濾波頻帶范圍為200KHz到50MHz，選擇閾值系數(shù)范圍為1.0到5.0，其中在50工頻周期測(cè)試時(shí)，同步相位發(fā)生器20在每次采集時(shí)給出工頻周期的零相位時(shí)刻，保證每次采集的同步性；第四，在第三步所測(cè)試結(jié)果所保留的放電量中，用高頻傳感器(5)與高頻傳感器(14)進(jìn)行脈沖極性鑒別，剔除干擾后，保留剩余的放電量，高頻傳感器(13)與高頻傳感器(14)再次進(jìn)行脈沖的極性鑒別，再次剔除干擾后，保留剩余的放電量，此即為電纜接頭內(nèi)部的放電量。
全文摘要
一種電力電纜及接頭局部放電在線監(jiān)測(cè)方法，第一，將電力電纜分為A相、B相和C相，將A相的高頻傳感器5、高頻傳感器13套在電纜本體1上，按照A相連接方式，連接好B相和C相的高頻傳感器；第二，將高頻傳感器各輸出點(diǎn)用同軸線連接到相位選擇放大單元，同步相位發(fā)生器通過(guò)采集單元連接測(cè)試主機(jī)；第三，打開(kāi)測(cè)試主機(jī)，首先，選擇單周期測(cè)試程序；其次，從主程序進(jìn)入50工頻周期測(cè)試程序，經(jīng)過(guò)50個(gè)工頻測(cè)試后，三路信號(hào)兩兩極性鑒別后，生成最終放電譜圖；第四，在第三步測(cè)試結(jié)果所保留的放電量中，用高頻傳感器5與高頻傳感器14進(jìn)行脈沖極性鑒別，剔除干擾后，保留剩余的放電量，具有增強(qiáng)抗了干擾性能的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R31/12GK101710166SQ20091002392
公開(kāi)日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月15日
發(fā)明者李高峰, 梁紅軍, 王長(zhǎng)安 申請(qǐng)人:西安博源電氣有限公司