一種電聲聯(lián)合直流局部放電檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電聲聯(lián)合直流局部放電檢測裝置。
【背景技術】
[0002]早在二十世紀五十年代人們便對于交聯(lián)聚乙烯(XLPE)絕緣材料用于直流海底電纜發(fā)展?jié)摿τ兴J識，并進行了一定程度的研宄。并且在二十世紀六十年代，交聯(lián)聚乙烯(XLPE)絕緣直流電纜被成功制造并以200kV電壓等級作為試驗線路運行。然而由于空間電荷效應的影響，交聯(lián)聚乙烯(XLPE)絕緣直流電纜往往無法通過極性翻轉試驗因此導致其商業(yè)發(fā)展受到阻礙。在二十世紀九十年代，由于絕緣材料以及換流技術的發(fā)展，新的柔性直流輸電技術出現(xiàn)，即采用基于可關斷器件的電壓源換流器(VSC)代替電流源換流器(LCC)和XLPE絕緣電纜相結合的直流輸電模式，從而避免了聚合物絕緣在極性反轉時導致?lián)舸┑膯栴}。并且基于電壓源換流器(VSC)的柔性輸電技術，可以向無源負荷或低短路容量的網(wǎng)絡供電，憑借其無需濾波器和無功補償設備、諧波電壓小、占地面積小等優(yōu)勢，在可再生能源接入、遠距離孤島送電、電網(wǎng)互聯(lián)等諸多重要領域得到了越來越廣泛的應用。
[0003]直流輸電技術常用于高電壓、大功率、長距離輸電系統(tǒng)，因此線路重要性高，并且由于世界范圍內對于柔性直流電纜運行經(jīng)驗較少，針對直流XLPE電纜的檢測方法與經(jīng)驗積累不多，如何通過有效的檢測手段，對于直流XLPE電纜進行檢測從而減少故障發(fā)生幾率以保證其安全穩(wěn)定運行對于整個電網(wǎng)系統(tǒng)的安全至關重要。
[0004]局部放電檢測技術可以及時發(fā)現(xiàn)運行電纜中存在的缺陷隱患，因此該項技術在電纜系統(tǒng)診斷測試中得到了較好的應用。在交流XLPE電纜系統(tǒng)檢測當中發(fā)揮了顯著作用也積累了豐富的經(jīng)驗，而在直流XLPE電纜系統(tǒng)當中的研宄仍然較少。由于直流電壓下的局部放電相比交流下，具有放電重復率低、無相位信息等顯著特點，因此傳統(tǒng)的交流局部放電檢測與分析方法不適用于直流電壓下的局部放電。而目前針對應用于直流XLPE電纜的直流局部放電檢測裝置仍有較大空白。
[0005]局部放電過程中會產生電荷轉移以及電能損耗并發(fā)射電磁波，與此同時也會產生各種非電信號，如機械波等。目前根據(jù)其檢測信號的類別，可將局部放電檢測分為以檢測局部放電過程中產生的各種電信號的電測法，以及通過檢測局部放電過程中聲、光等非電信號的非電測法。
[0006]1、脈沖電流法:又稱為耦合電容法，即在電纜終端外接耦合電容和檢測阻抗。該方法是目前技術較為成熟的方法，并且測量靈敏度高，但在絕大多數(shù)情況下，這種檢測方式主要針對傳輸衰減及損耗可忽略的短電纜以及無中間接頭或只有少數(shù)直通接頭的電纜系統(tǒng)，通常電纜長度小于2km，并且需外接耦合電容，只能測量電纜終端，在現(xiàn)場受外部干擾影響較大。
[0007]2、外置式高頻電流互感器(HFCT)法:用于局部放電測量的羅氏線圈稱為高頻電流傳感器(High Frequency Current Transformer)，常簡稱為 HFCT。HFCT 是從局部放電產生的磁場中耦合能量，再經(jīng)羅氏線圈轉化為電信號。局部放電發(fā)生后，放電脈沖電流將沿著電纜的軸向方向傳播，即會在垂直于電流傳播方向的平面上產生磁場，當電纜中存在局部放電時，接地線及金屬屏蔽層中流過脈沖電流，高頻電流互感器利用電流磁效應對于局部放電脈沖電流信號進行耦合，當其穿過傳感器時會在二次繞組上感應出信號，這樣便可獲取局部放電信息。外置式HFCT傳感器按安裝位置不同又可分為接地線HFCT和電纜本體HFCT。安裝在電纜屏蔽接地線或電纜交叉互聯(lián)系統(tǒng)接地線上的HFCT傳感器，內徑一般為幾十毫米；安裝在單芯電力電纜本體上的HFCT傳感器，內徑一般在100毫米以上，傳感器靈敏度相對接地線HFCT較低。
[0008]3、超聲局部放電檢測法:聲波是一種機械振動波。當局部放電發(fā)生時，在放電的區(qū)域中分子間產生劇烈的碰撞，這種撞擊在會產生壓力，由于放電是一連串的脈沖形成，由此產生的壓力波也是脈沖形成的，它含有各種頻率分量，它的頻譜分布很廣，1-1O7Hz數(shù)量級范圍。根據(jù)在局部放電過程中，會發(fā)生震動而產生聲信號的現(xiàn)象，因而利用超聲信號來對于局部放電信號進行測量并利用超聲信號的傳播特性可以對局部放電發(fā)生部位進行定位。超聲傳感器為壓電材料，對超聲信號進行耦合后即轉化為電信號。目前超聲局部放電測試已經(jīng)被廣泛的使用于GIS以及變壓器等，而使用在電纜中間接頭上的則較少。局部放電過程中產生的機械振動信號的傳播特性依賴于介質的特性，GIS，變壓器，電纜本體以及電纜中間接頭中傳播介質分別主要為SF6氣體、變壓器油、交聯(lián)聚乙烯和硅橡膠，這些介質中可傳播的聲波振動模式是不同的，因此超聲傳感器的頻帶等特性應當根據(jù)測試的電氣對象不同而有所不同。超聲局部放電檢測最突出的優(yōu)點是受電磁噪聲干擾小，并且是一種無損檢測，測量方法簡單，并且利用超聲檢測可以進行故障定位。但其無法進行校準，并且靈敏度較低，在長距離檢測當中聲信號衰減尤為嚴重。
[0009]綜合以上，局部放電檢測手段具有不同特性與優(yōu)缺點，根據(jù)直流電纜運行工況如綜合采用多種方法配合適用于直流局部放電檢測的檢測分析系統(tǒng)，可以更為有效地對于檢測與評估。

【發(fā)明內容】

[0010]本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術中的問題，提供一種針對于直流電纜局部放電檢測的電聲聯(lián)合直流局部放電檢測裝置，可通過后臺專用直流局部放電分析系統(tǒng)，對于各傳感器采集信號進行綜合處理分析，能夠實現(xiàn)缺陷檢測、缺陷定位以及缺陷類別的模式識別功能。
[0011]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過以下技術方法實現(xiàn)的:
[0012]一種電聲聯(lián)合直流局部放電檢測裝置，包括卡接在接地線上的電流互感器以及緊貼于被試電纜接頭的超聲傳感器，超聲傳感器通過前置放大器連接到工控機的第一數(shù)據(jù)采集卡上，高頻電流互感器通過寬頻放大器連接到工控機的第二數(shù)據(jù)采集卡上；第一數(shù)據(jù)采集卡和第二數(shù)據(jù)采集卡將數(shù)據(jù)傳送給直流局部放電分析系統(tǒng)，直流局部放電分析系統(tǒng)用于提供長時間檢測與錄波功能，通過Q-t圖分析圖像，并提供記錄參數(shù)。
[0013]所述超聲傳感器通過BNC接頭與前置放大器連接。
[0014]所述被試電纜接頭上設置有兩個超聲傳感器，并分別連接兩個前置放大器，兩前置放大器的信號輸出端匯合后，連接到第一數(shù)據(jù)采集卡上。
[0015]所述超聲傳感器采用檢測頻率35kHz_100kHz、中心頻率為55kHz的接觸式超聲傳感器.
[0016]所述前置放大器設置有20/40/60dB三個檔位，工作頻率為10kHZ-1200kHZ。
[0017]所述前置放大器通過28V直流電源進行供電。
[0018]所述電流互感器通過BNC接頭與寬頻放大器相連。
[0019]所述電流互感器采用_6dB頻段范圍為IMHz-60MHz、最高靈敏度為42MHz的高頻電流互感器。
[0020]所述寬頻放大器采用頻段為1ΜΗζ-500ΜΗζ的放大器，寬頻放大器與電流互感器之間還設置有用于保護元件的濾波器。
[0021]所述寬頻放大器和濾波器均使用工頻220V供電。
[0022]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0023]本發(fā)明利用1ΜΗζ-30ΜΗζ外置式高頻電流互感器以及超聲局部放電檢測法兩種檢測方法，可以實現(xiàn)實驗室環(huán)境以及現(xiàn)場環(huán)境的直流局部放電檢測，可對于被測電纜中是否存在制造或安裝過程中可能存在的各種絕緣缺陷進行檢測。本發(fā)明針對直流局部放電與交流局部放電不同的特點，采用適用于直流局部放電檢測分析的手段，填補了直流局部放電分析的空白。局部放電電測法與聲測法互有利弊，電測法靈敏、準確但易受到電磁噪聲信號的干擾，而聲測法不受電磁干擾的影響，并且實現(xiàn)放缺陷定位，但聲測法無法校正、靈敏度低。而本發(fā)明采用電聲綜合分析，結合二者優(yōu)勢在能夠提供更為準確與完備的參考信息。本發(fā)明同時適用于現(xiàn)場與實驗室環(huán)境，并且能夠進行長時間檢測以及在線監(jiān)測。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的整體結構示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明的使用方式示意圖；
[0026]圖