專利名稱：電纜絕緣泄漏電流的測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到電纜絕緣泄漏電流的測(cè)量技術(shù)，尤其涉及到一種用介質(zhì)損耗 角正切法測(cè)量電纜絕緣泄漏電流的方法。
背景技術(shù)：
電纜輸電工程主要屬于地下工程，表面無法實(shí)時(shí)觀測(cè)，能監(jiān)測(cè)其"絕緣程度" 就尤為重要；每一條電纜都承載一定量的用戶，線路發(fā)生突發(fā)性停電事故，會(huì) 造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。應(yīng)用在線監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的特點(diǎn) 是可以對(duì)電力電纜的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)或隨時(shí)的監(jiān)測(cè)與判斷，可避免以前周期 性預(yù)防性試驗(yàn)的缺點(diǎn)，使現(xiàn)有的設(shè)備運(yùn)行方式從"到期必修"過渡到"該修則修" 時(shí)代，在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用將為電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來更好的經(jīng)濟(jì)效 益和社會(huì)效益。目前的電纜絕緣在線監(jiān)測(cè)技術(shù)以及存在的問題如下
1、 直流法
1.1現(xiàn)有實(shí)施技術(shù)特點(diǎn) 直流法電纜絕緣在線監(jiān)測(cè)技術(shù)是以電纜絕緣材料固有的水樹枝整流的特 點(diǎn)，水樹枝整流特性變化的情況與電纜本身的絕緣變化情況有很好的相關(guān)性。 通常是在電纜頭接地處安裝"直流電流成分測(cè)量儀"采集又水樹枝整流作用發(fā)生 的直流電流量，通過監(jiān)測(cè)水樹枝整流特性變化的情況可以反映出電纜本身的絕 緣變化情況。
1.2技術(shù)實(shí)施的問題所在
*電流數(shù)額小，測(cè)量精度很難保證，測(cè)試結(jié)果離散性比較大 由水樹枝整流特性產(chǎn)生的直流電流分量很小，如水樹枝整流直流電流分量
小于1nA時(shí)絕緣為良好，直流電流分量大于100nA時(shí)絕緣為不良，介于二者 之間時(shí)需要加強(qiáng)觀測(cè)屬于預(yù)警期。納安級(jí)別的電流信號(hào)采集處理對(duì)目前的儀器 儀表比較困難，測(cè)量精度很難保證，測(cè)試結(jié)果離散性比較大；
*直流法測(cè)量時(shí)需要斷開被監(jiān)測(cè)電纜的所有接地點(diǎn)，這樣對(duì)目前的應(yīng)用 場(chǎng)合來說實(shí)施比較難；應(yīng)用電纜必須有可靠的接地；監(jiān)測(cè)設(shè)備出現(xiàn)異 常會(huì)影響主系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 *應(yīng)用電纜采用外層多處接地，多點(diǎn)接地對(duì)直流分量測(cè)量影響大，多點(diǎn) 接地將起到分流的作用，其它接地點(diǎn)很好再添加監(jiān)測(cè)裝置。 2、流在(低頻)疊加法 2.1現(xiàn)有實(shí)施技術(shù)特點(diǎn)
直流(低頻)疊加法是通過在運(yùn)行的電纜中疊加一直流電壓，在另一端頭 監(jiān)測(cè)對(duì)地的直流電流，測(cè)量絕緣電阻的辦法反映電纜絕緣變化程度。
2.2技術(shù)實(shí)施的問題所在
*直流(低頻)疊加法測(cè)量時(shí)需要斷開被監(jiān)測(cè)電纜的所有接地點(diǎn)，這樣
對(duì)目前的應(yīng)用場(chǎng)合來說實(shí)施比較難；應(yīng)用電纜必須有可靠的接地；監(jiān)
測(cè)設(shè)備出現(xiàn)異常會(huì)影響主系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 *應(yīng)用電纜采用外層多點(diǎn)接地，多點(diǎn)接地對(duì)直流分量測(cè)量影響大，多點(diǎn)
接地將起到分流的作用，其它接地點(diǎn)很好再添加監(jiān)測(cè)裝置。 *直流(低頻)疊加法也是測(cè)量對(duì)納安級(jí)別的電流信號(hào)采集處理，同樣
對(duì)目前的儀器儀表比較困難，測(cè)量精度很難保證，測(cè)試結(jié)果離散性比
較大；
3、 電橋法
電橋法與上述的直流(低頻)疊加法測(cè)量比較相似，測(cè)量中的困難和問 題與上述基本相似。
4、 零序電流監(jiān)測(cè)法 電纜絕緣程度泄漏電流監(jiān)測(cè)一般采用監(jiān)測(cè)零序電流的方式，由于6kV
36kV電纜三相接地由電纜本身結(jié)構(gòu)決定，三相各分相的泄漏電流在外部測(cè) 量時(shí)無法"分離"，通常測(cè)試的電流成分是三相各分相對(duì)地泄漏電流的"矢量 和"，只有電力系統(tǒng)出現(xiàn)"單相接地"故障時(shí)，才能測(cè)量到單相接地電流；正 常監(jiān)測(cè)到的電流成分不能真實(shí)反應(yīng)電纜的絕緣泄漏。
5、 介質(zhì)損耗角正切法
對(duì)6kV 36kV電纜實(shí)施在線介質(zhì)損耗角正切測(cè)量比較困難，目前6kV
36kV電纜的使用又比較大，在線監(jiān)測(cè)工作需求比較迫切。介質(zhì)損耗角正切值是
通過電壓互感器取電壓信號(hào)和用電流互感器取對(duì)地的泄漏電流來實(shí)現(xiàn)介質(zhì)損耗
角正切值的測(cè)量，6kV 36kV電纜三相接地由電纜本身結(jié)構(gòu)決定，是從內(nèi)部交
合到一起的，單相接地電流不能分離測(cè)量，但計(jì)算介質(zhì)損耗角正切需要各相的
對(duì)地電流測(cè)量值。而目前的介質(zhì)損耗角正切測(cè)量只能實(shí)現(xiàn)離線測(cè)量。
如圖1的電力電纜切面圖中，在護(hù)套層1內(nèi)的電力電纜A、 B、 C各相電纜
芯2外的屏蔽層3面是粘合在一起的，不可能做到每相分離，這樣在實(shí)際的應(yīng)
用中為測(cè)量A、 B、 C各相對(duì)地的泄漏電流帶來了困難。
如圖2的電力電纜等效電路圖中，A、 B、C是各相導(dǎo)電電力電纜芯線，Co1、
Co2、 Co3分別是電纜A、 B、 C各相導(dǎo)電芯對(duì)地的等效分布電容，lag、 lbg、
lcg是電纜A、 B、 C各相導(dǎo)電芯對(duì)地的泄漏電流，處于正常運(yùn)行的電纜，流過 電纜屏蔽層的泄漏電流是lag、 lbg、 lcg是電纜A、 B、 C各相導(dǎo)電芯對(duì)地的泄 漏電流的"矢量和"，即lag + lbg + lcg。
如圖3所示，泄漏電流測(cè)量方法1的測(cè)量點(diǎn)選擇在F1處，安裝在F1處的 電流互感器流經(jīng)的電流值是lo=lag + lbg + lcg的"矢量和"，只能適合電力系統(tǒng) 的單相接地保護(hù)測(cè)控使用，達(dá)不到電纜絕緣在線監(jiān)測(cè)的目的，泄漏電流測(cè)量屬 于在屏蔽層面的輸出部位處測(cè)量。屏蔽層面的中部位無法安裝測(cè)量電流互感器， 無法實(shí)現(xiàn)泄漏電流測(cè)量。
在圖4中，泄漏電流測(cè)量方法2的測(cè)量點(diǎn)選擇在F2處，在F2測(cè)量點(diǎn)處， 電纜接頭A、 B、 C的各相端頭分別安裝了電流互感器；在F2測(cè)量點(diǎn)流經(jīng)互感 器的電流值分別是A相測(cè)量點(diǎn)互感器電流值是lag + laf的"電流和"，(其中l(wèi)ag 是A相對(duì)地的泄漏電流分量值，laf是A相的負(fù)載電流值)，B相相測(cè)量點(diǎn)互感 器電流值是lbg+lbf的"電流和"，(其中l(wèi)bg是B相對(duì)地的泄漏電流分量值，lbf 是B相的負(fù)載電流值)，C相相測(cè)量點(diǎn)互感器電流值是lcg + lcf的"電流和"，(其 中l(wèi)cg是C相對(duì)地的泄漏電流分量值，lcf是C相的負(fù)載電流值)。
I3=l3g + laf lb=lbg + lbf lc=lcg + lcf
泄漏電流測(cè)量方法2的測(cè)量點(diǎn)雖然發(fā)現(xiàn)了所需要的lag、 lbg和lcg，但是
又帶來新的問題，在測(cè)量值中同時(shí)有各相的用電負(fù)荷電流值，如何消除各相用 電負(fù)荷的負(fù)荷電流值是新設(shè)計(jì)的電流傳感器的主要目標(biāo)。
基于上述現(xiàn)有電纜絕緣技術(shù)的不足之處，本發(fā)明人設(shè)計(jì)了本發(fā)明"電力電纜 絕緣泄漏電流傳感器"。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足所要解決的技術(shù)問題是提供一種可以對(duì) 運(yùn)行的電力電纜可以實(shí)現(xiàn)泄漏電流在線監(jiān)測(cè)和介質(zhì)損耗角正切值的在線監(jiān)測(cè)電 力電纜絕緣泄漏電流傳感器。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
本發(fā)明采用鏡像電流源測(cè)試技術(shù)，以A相電流測(cè)量為例說明，在新的測(cè)試
方法中將測(cè)試A相電流的傳感器分為兩部分即CT1和CT1'，事先在制作中讓 CT1和它本身的鏡像CT1'的電流流向處于對(duì)稱狀態(tài)；即Ict1= lag + laf
Ict1'=— (laf+(2lag))
lo= Ict1 + lct1' = — lag
如上所述，通過鏡像電流源技術(shù)，測(cè)量出所需要的電流成分一lag (A相對(duì) 地泄漏電流分量)，負(fù)號(hào)對(duì)測(cè)量結(jié)果沒有意義；同樣原理測(cè)量出lbg (B相對(duì)地泄 漏電流分量)和lcg (C相對(duì)地泄漏電流分量)。
本發(fā)明電力電纜絕緣泄漏電流傳感器的有益效果是 1 、 接測(cè)量法監(jiān)測(cè)電纜絕緣泄漏電流 采用電纜絕緣泄漏電流傳感器監(jiān)測(cè)電纜泄漏電流方法技術(shù)特點(diǎn) 1.1直接法測(cè)量各相泄漏電流
直接監(jiān)測(cè)lag (A相對(duì)地泄漏電流值)、lbg (B相對(duì)地泄漏電流值)、leg (C相對(duì)地泄漏電流值)等A、 B、 C三相各相對(duì)地的泄漏電流成分，可以
通過歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)反應(yīng)被監(jiān)測(cè)電纜的絕緣老化過程。
1.2監(jiān)測(cè)方式容易實(shí)現(xiàn)
電纜絕緣泄漏電流傳感器安裝穿心隔離方式安裝，測(cè)試設(shè)備與一次設(shè)
備完全隔離；安裝測(cè)試方法不會(huì)改變正常設(shè)備組織結(jié)構(gòu)，當(dāng)監(jiān)測(cè)設(shè)備出現(xiàn) 異常也不會(huì)影響主系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
2、 介質(zhì)損耗角正切法
由于采用電力電纜絕緣泄漏電流傳感器實(shí)現(xiàn)了 lag (A相對(duì)地泄漏電流 值)、lbg (B相對(duì)地泄漏電流值)、leg (C相對(duì)地泄漏電流值)等A、 B、 C三相各相對(duì)地的泄漏電流成分，結(jié)合監(jiān)測(cè)裝置采集到的電壓信號(hào)，實(shí)現(xiàn) 介質(zhì)損耗角正切值計(jì)算。實(shí)現(xiàn)電纜介質(zhì)損耗角正切值測(cè)量的關(guān)鍵所在是各 相對(duì)地泄漏電流的測(cè)量。
上述監(jiān)測(cè)方法可以從兩個(gè)方面互補(bǔ)現(xiàn)有"電纜絕緣在線監(jiān)測(cè)"檢測(cè)性能，
提高了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可靠性和準(zhǔn)確性。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是電力電纜組成結(jié)構(gòu)切面圖2是電力電纜等效電路圖3是F1點(diǎn)處的泄漏電流測(cè)量電路圖4是F2點(diǎn)處的泄漏電流測(cè)量電路圖5是本發(fā)明在F2點(diǎn)處A相泄漏電流測(cè)量原理電路圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D5，本發(fā)明是這樣實(shí)施的
本發(fā)明采用鏡像電流源測(cè)試技術(shù)，以A相電流測(cè)量為例說明，在新的測(cè)試
方法中將測(cè)試A相電流的傳感器分為兩部分即CT1和CT1'，事先在制作中讓 CT1和它本身的鏡像CT1'的電流流向處于對(duì)稱狀態(tài)；艮卩
Ict1= lag + laf
Ict1'=— (laf+(2lag))
lo= Ict1+lct1' = — lag
如上所述，通過鏡像電流源技術(shù)，測(cè)量出所需要的電流成分一lag (A相對(duì) 地泄漏電流分量)，負(fù)號(hào)對(duì)測(cè)量結(jié)果沒有意義；同樣原理測(cè)量出lbg (B相對(duì)地 泄漏電流分量)和lcg (C相對(duì)地泄漏電流分量)。
以上所述，僅是本發(fā)明電力電纜絕緣泄漏電流傳感器的一種較佳實(shí)施例而 已，并非對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上 的實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的 范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種電纜絕緣泄漏電流的測(cè)量方法，在電纜接頭A、B、C的各相端頭分別安裝電流互感器用于測(cè)量泄漏電流，在測(cè)量點(diǎn)流經(jīng)互感器的電流值分別是A相測(cè)量點(diǎn)互感器電流值是lag+laf的“電流和”，lag是A相對(duì)地的泄漏電流分量值，laf是A相的負(fù)載電流值；B相相測(cè)量點(diǎn)互感器電流值是lbg+lbf的“電流和”，lbg是B相對(duì)地的泄漏電流分量值，lbf是B相的負(fù)載電流值；C相相測(cè)量點(diǎn)互感器電流值是lcg+lcf的“電流和”，lcg是C相對(duì)地的泄漏電流分量值，lcf是C相的負(fù)載電流值；la＝lag+laflb＝lbg+lbflc＝lcg+lcf用電力電纜絕緣泄漏電流傳感器實(shí)現(xiàn)了lag(A相對(duì)地泄漏電流值)、lbg(B相對(duì)地泄漏電流值)、lcg(C相對(duì)地泄漏電流值)等A、B、C三相各相對(duì)地的泄漏電流成分，結(jié)合監(jiān)測(cè)裝置采集到的電壓信號(hào)，實(shí)現(xiàn)介質(zhì)損耗角正切值計(jì)算，屏蔽層的前面完成lag、lbg、lcg等泄漏電流的分量值的測(cè)量。采用鏡像電流源測(cè)試技術(shù)，將測(cè)試A相電流的傳感器分為兩部分即CT1和CT1’，事先在制作中讓CT1和它本身的鏡像CT1’的電流流向處于對(duì)稱狀態(tài)；即lct1＝lag+laflct1’＝-(laf+(2lag))lo＝lct1+lct1’＝-lag通過鏡像電流源技術(shù)，測(cè)量出所需要的電流成分lo為-lag(A相對(duì)地泄漏電流分量)，負(fù)號(hào)對(duì)測(cè)量結(jié)果沒有意義；用上述原理測(cè)量出lbg(B相對(duì)地泄漏電流分量)和lcg(C相對(duì)地泄漏電流分量)。
全文摘要
本發(fā)明涉及到電纜絕緣泄漏電流的測(cè)量技術(shù)，尤其涉及到一種用介質(zhì)損耗角正切法測(cè)量電纜絕緣泄漏電流的方法。本發(fā)明采用鏡像電流源測(cè)試技術(shù)，以A相電流測(cè)量為例說明，在新的測(cè)試方法中將測(cè)試A相電流的傳感器分為兩部分即CT1和CT1’，事先在制作中讓CT1和它本身的鏡像CT1’的電流流向處于對(duì)稱狀態(tài)；即Ict1＝Iag+Iaf，Ict1’＝-(Iaf+(2Iag))和Io＝Ict1+Ict1’＝-Iag；通過鏡像電流源技術(shù)，測(cè)量出所需要的電流成分-Iag(A相對(duì)地泄漏電流分量)，同樣原理測(cè)量出Ibg和Icg。其有益效果是直接法測(cè)量各相泄漏電流，監(jiān)測(cè)方式容易實(shí)現(xiàn)，互補(bǔ)現(xiàn)有“電纜絕緣在線監(jiān)測(cè)”檢測(cè)性能，提高了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可靠性和準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G01R31/02GK101359028SQ20081014201
公開日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2008年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月21日
發(fā)明者鄧永輝, 陳彥武 申請(qǐng)人:深圳市奇輝電氣有限公司