專利名稱：電力電纜接頭局部放電在線監(jiān)測方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電氣設備絕緣監(jiān)測技術領域，特別涉及電力電纜接頭局部放電現(xiàn)場測
試方法。
背景技術：
迄今為止，國內(nèi)外用于交聯(lián)聚乙烯電纜及其附件局部放電監(jiān)測的方法有很多。但由于交聯(lián)聚乙烯電纜及其附件局部放電信號微弱，波形復雜多變，極易被背景噪聲和外界電磁干擾噪聲淹沒，所以研究開發(fā)電纜及其附件局部放電在線監(jiān)測技術的關鍵為信號提取技術和抗干擾技術。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的主要項目。根據(jù)信號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)抗干擾技術不同可分為差分、極性鑒別、定向耦合、時延分析、超高頻、數(shù)字濾波和開窗等。其中電容耦合內(nèi)置法，需要把電極傳感器安裝在半導體屏蔽層上，這種方式最大的缺點是破壞了電纜接頭的內(nèi)部結構，使電纜絕緣受到不同程度的損傷，不利于現(xiàn)場測試。電容耦合外置法金屬電極貼附于電纜或接頭的護套外表面，無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，而且安裝也非常簡單。但是由于測試頻帶較寬(100kHz-100MHz)，很容易受外界干擾影B向，比如各種通信設備，汽車發(fā)動機干擾等等。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量法，耦合接地線上的局部放電信號，然后進行軟件處理。此方法的缺點是電暈放電無法徹底去除。電感耦合法中雙傳感器法，可以通過極性鑒別的方式剔除電暈干擾，提高抗干擾能力，但是地線上來的干擾是無法剔除的，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很容易通過地線干擾到被測的電纜接頭，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)有測量方法與技術上的不足，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)測方法，具有增強抗干擾性能的特點。 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是一種電力電纜及接頭局部放電在線監(jiān)測方法，采用三個高頻傳感器，兩兩進行極性鑒別，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的信號輸出點分別為點E，點F，點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的輸出端通過數(shù)據(jù)總線17連接到測試 主機18的輸入端，完成整個硬件連接； 第三，打開測試主機18的系統(tǒng)軟件，首先，選擇單周期測試程序，其測試流程為 先選擇"設置各種參數(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，設置完參數(shù)后選擇"開始測試"進行測試，"顯示測試結果"以原始數(shù)據(jù)脈 沖圖的形式顯示，由原始數(shù)據(jù)脈沖圖來看出，在高頻傳感器5信號K的波形的正的最大值時 刻，對應高頻傳感器13信號J的波形為負值的情況下，為異極性，是為一次放電，否則認為 是干擾；其次，在測試單周期之后，退出單周期，從主程序進入50工頻周期測試程序，依次 選擇"設置各種參數(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工頻周期測試時，同步相位發(fā) 生器20在每次采集時給出工頻周期的零相位時刻，保證每次采集的同步性。
第四，在第三步測試結果所保留的放電量中，用高頻傳感器5與高頻傳感器14進 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 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)明采用三個高頻傳感器，兩兩進行極性鑒別，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，所以對電力電纜的電暈干擾和接地線干擾兩個干擾 源有很好抑制效果，增強了系統(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)明方法在實驗室測試脈沖結果圖。 圖4為本發(fā)明方法在實驗室情況下用三個高頻傳感器依次分析后的放電譜圖。
圖5為本發(fā)明測試方法測試流程圖。
具體實施方法 下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。 參見圖1、2，一種電力電纜及接頭局部放電在線監(jiān)測方法，是用三個高頻傳感器， 兩兩進行極性鑒別，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的信號輸出點分別為點E，點F，點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的輸出端通過數(shù)據(jù)總線17連接 到測試主機18的輸入端，完成整個硬件連接。
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參見圖3，圖3是某次測量單周期脈沖結果圖，共分為5個小圖，每幅圖的橫坐標為 在一個工頻周期內(nèi)的時間點，縱坐標為脈沖幅值。其中圖3(a)和圖3(c)是高頻傳感器5、 高頻傳感器13所測量的單周期原始數(shù)據(jù)拉開后的脈沖圖，其中圖3(b)和圖3(d)為相對應 的軟件濾波后的脈沖圖；由原始數(shù)據(jù)脈沖圖來看出，兩路信號在同一時刻明顯為異極性信 號，濾波后更為明顯；圖3(e)為本次測量數(shù)據(jù)計算后所得出放電信息圖。由圖可以看出在 相應的時間點上有放電，說明本系統(tǒng)能有效的識別出放電，而且在一個工頻周期內(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。 參見圖4，"生成的最終放電譜圖"是連續(xù)測試50個工頻周期放電譜圖，其橫坐標 為工頻周期內(nèi)的相位點，縱坐標為放電量大小，圖中每個點代表一次放電。下部有三個統(tǒng)計 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，所測試 的結果中系統(tǒng)最小精度可以到達0.01pC。最小放電量在lpC以下，說明本系統(tǒng)測量最小測 試值超過lpC，完全符合電力電纜的局部放電要求。 參見圖5，測試放電的主程序包括有單周期測試程序和50工頻周期測試程序。單 周期測試程序的測試流程為先選擇"設置各種參數(shù)"，例如選擇A相，選擇放大倍數(shù)為10 倍，濾波頻帶設置范圍為500KHz到40MHz，設置完參數(shù)后選擇"開始測試"進行測試，"顯示 測試結果"以原始數(shù)據(jù)脈沖圖的形式顯示，由原始數(shù)據(jù)脈沖圖來看出，高頻傳感器5信號K 與高頻傳感器13信號J的波形信號在同一時刻明顯為異極性信號，濾波后更為明顯，判定 是否有放電的標準是在傳感器信號K的波形的正的最大值時刻，對應傳感器信號J的波 形為負值的情況下，為異極性，是為一次放電。測試單周期之后，退出單周期，從主程序進入 50工頻周期測試程序，依次選擇"設置各種參數(shù)"，例如選擇當前測試相位為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 號觸發(fā)"選擇為外觸發(fā)模式，"同步采集"等待同步相位信號后觸發(fā)采集，"顯示本次測試譜 圖"選擇查看實時測試譜圖功能后，本系統(tǒng)自動生成本次測試放電譜圖，"生成最終放電譜 圖"采集結束后，系統(tǒng)會自動生成的最終放電譜圖。
實施例 —種電力電纜及接頭局部放電在線監(jiān)測方法，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的信號輸出點分別為點E，點F，點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
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的輸出端通過數(shù)據(jù)總線17
連接到測試主機18的輸入端，完成整個硬件連接； 第三，打開測試主機18的系統(tǒng)軟件，把被測電力電纜的三相同時加高壓，首先，選 擇單周期測試程序，其測試流程為先選擇"設置各種參數(shù)":選擇A相，選擇放大倍數(shù)為10
5倍，濾波頻帶設置范圍為500KHz到40MHz ;設置完參數(shù)后選擇"開始測試"進行測試，"顯示 測試結果"以原始數(shù)據(jù)脈沖圖的形式顯示，由原始數(shù)據(jù)脈沖圖來看出，高頻傳感器5信號K 與高頻傳感器13信號J的波形信號在同一時刻明顯為異極性信號，濾波后更為明顯，判定 是否有放電的標準是，在高頻傳感器5信號K的波形的正的最大值時刻，對應高頻傳感器13 信號J的波形為負值的情況下，為異極性，是為一次放電；其次，在測試單周期之后，退出單 周期，從主程序進入50工頻周期測試程序，依次選擇"設置各種參數(shù)":選擇當前測試相位為 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， "同步相位信號觸發(fā)"選擇為外觸發(fā)模式，"同步采集"等待同步相位信號后觸發(fā)采集，"顯示 本次測試譜圖"選擇查看實時測試譜圖功能后，本系統(tǒng)自動生成本次測試放電譜圖，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，在第三步所測試結果所保留的放電量中，用高頻傳感器5與高頻傳感器14 進行脈沖極性鑒別，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。
以上實驗室測試結果表明從單周期數(shù)據(jù)來看，本發(fā)明能有效地分辨出異極性放 電信號，剔除同極性干擾信號；從前后兩個放電譜圖分析來看，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，增強系統(tǒng)的可靠性和 準確性。 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；11為信號地線；12為 電暈干擾信號；13為高頻傳感器；14為高頻傳感器；15為一相的三路信號；16為采集單元； 17為數(shù)據(jù)總線；18為測試主機；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。
權利要求
一種電力電纜及接頭局部放電在線監(jiān)測方法，其特征在于，采用三個高頻傳感器，兩兩進行極性鑒別，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)的信號輸出點分別為點(E)，點(F)，點(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)的輸出端通過數(shù)據(jù)總線(17)連接到測試主機(18)的輸入端；第三，打開測試主機(18)的系統(tǒng)軟件，首先，選擇單周期測試程序，其測試流程為先選擇“設置各種參數(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，設置完參數(shù)后選擇“開始測試”進行測試，“顯示測試結果”以原始數(shù)據(jù)脈沖圖的形式顯示，由原始數(shù)據(jù)脈沖圖來看出，若高頻傳感器5信號(K)與高頻傳感器13信號(J)的波形在同一時刻明顯為異極性信號，濾波后兩路波形的異極性更為明顯，在高頻傳感器5信號(K)的波形的正的最大值時刻，對應高頻傳感器13信號(J)的波形為負值的情況下，為異極性，是為一次放電，否則認為是干擾；其次，在測試單周期之后，退出單周期，從主程序進入50工頻周期測試程序，依次選擇“設置各種參數(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工頻周期測試時，同步相位發(fā)生器20在每次采集時給出工頻周期的零相位時刻，保證每次采集的同步性；第四，在第三步所測試結果所保留的放電量中，用高頻傳感器(5)與高頻傳感器(14)進行脈沖極性鑒別，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)生器通過采集單元連接測試主機；第三，打開測試主機，首先，選擇單周期測試程序；其次，從主程序進入50工頻周期測試程序，經(jīng)過50個工頻測試后，三路信號兩兩極性鑒別后，生成最終放電譜圖；第四，在第三步測試結果所保留的放電量中，用高頻傳感器5與高頻傳感器14進行脈沖極性鑒別，剔除干擾后，保留剩余的放電量，具有增強抗了干擾性能的特點。
文檔編號G01R31/12GK101710166SQ20091002392
公開日2010年5月19日 申請日期2009年9月15日 優(yōu)先權日2009年9月15日
發(fā)明者李高峰, 梁紅軍, 王長安 申請人:西安博源電氣有限公司