一種直流饋電系統(tǒng)電纜絕緣強(qiáng)度檢測(cè)系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種直流饋電系統(tǒng)電纜絕緣強(qiáng)度檢測(cè)系統(tǒng)及方法，包括用于連接在被測(cè)線路直流斷路器兩端的測(cè)試電阻回路，該測(cè)試電阻回路中串接有一個(gè)測(cè)試電阻，可控大功率接觸器，測(cè)試熔斷器，該系統(tǒng)還包括用于檢測(cè)饋電區(qū)段電壓的電壓變送器和用于檢測(cè)測(cè)試電阻回路電流或檢測(cè)饋電區(qū)段電流的電流變送器，電壓變送器和電流變送器的信號(hào)輸出端與一控制設(shè)備連接。本發(fā)明的直流饋電系統(tǒng)電纜絕緣強(qiáng)度檢測(cè)系統(tǒng)及方法通過(guò)在被測(cè)線路的直流斷路器兩端并入測(cè)試電阻，通過(guò)測(cè)量饋電區(qū)段的電壓及電流，分析其剩余電阻值和/或剩余電壓值來(lái)確定線路是否存在絕緣強(qiáng)度不足，以避免在被測(cè)線路存在短路故障時(shí)合閘斷路器。
【專利說(shuō)明】一種直流饋電系統(tǒng)電纜絕緣強(qiáng)度檢測(cè)系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種直流饋電系統(tǒng)電纜絕緣強(qiáng)度檢測(cè)系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)和測(cè)控單元適用于城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)的直流饋線保護(hù)。直流饋電電纜用于高速直流開(kāi)關(guān)(即直流斷路器)到接觸網(wǎng)的供電，是直流供電系統(tǒng)的“瓶頸”。電纜一般采用XLPE電纜或EPR柔性電力電纜，有時(shí)為了防止鼠咬及增加機(jī)械強(qiáng)度等采用軟銅帶鎧裝，但是由于敷設(shè)環(huán)境差，電纜容易因絕緣老化、受損發(fā)生故障，嚴(yán)重威脅著軌道交通安全運(yùn)營(yíng)。
[0003]軌道交通直流饋電電纜絕緣當(dāng)前普遍采用的是將電纜停運(yùn)，用搖表檢測(cè)電纜的絕緣電阻，以此判斷電纜的絕緣狀況。隨著軌道交通系統(tǒng)的迅速發(fā)展，越來(lái)越多的低壓直流電纜投入了使用，這種檢測(cè)方式已經(jīng)不堪重負(fù)，而且由于軌道交通直流系統(tǒng)采用懸浮供電，其測(cè)試數(shù)據(jù)只能作為參考，國(guó)內(nèi)外也沒(méi)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，因此在實(shí)際操作時(shí)只能根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)歷史記錄經(jīng)驗(yàn)判斷，具有較大的主觀性和不確定性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種直流饋電系統(tǒng)電纜絕緣強(qiáng)度檢測(cè)系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有絕緣檢測(cè)方式主觀性和不確定性大的問(wèn)題，同時(shí)提供一種使用該檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種直流饋電系統(tǒng)電纜絕緣強(qiáng)度檢測(cè)系統(tǒng)，包括用于連接在被測(cè)線路直流斷路器兩端的測(cè)試電阻回路，可控大功率接觸器，該測(cè)試電阻回路中串接有一個(gè)測(cè)試電阻R_P，該系統(tǒng)還包括用于檢測(cè)饋電區(qū)段電壓U_s的電壓變送器和用于檢測(cè)測(cè)試電阻回路電流或檢測(cè)饋電區(qū)段電流I_p的電流變送器，所述電壓變送器和電流變送器的信號(hào)輸出端與一控制設(shè)備連接。
[0006]所述測(cè)試電阻回路中還串接有與控制設(shè)備連接的測(cè)試接觸器。
[0007]所述測(cè)試電阻回路中還串接有測(cè)試熔斷器。
[0008]本發(fā)明直流饋電系統(tǒng)電纜絕緣強(qiáng)度檢測(cè)方法的技術(shù)方案包括如下步驟:
[0009](I)在直流斷路器處于分閘狀態(tài)時(shí)，測(cè)量被測(cè)線路饋電區(qū)段的電壓U_s及被測(cè)線路饋電區(qū)段或測(cè)試電阻回路的電流i_p ；
[0010](2)計(jì)算被測(cè)線路剩余電阻值R_r和/或剩余電壓值U_r ；
[0011 ] (3)根據(jù)剩余電阻值R_r和/或剩余電壓值U_r與對(duì)應(yīng)設(shè)定值的比較結(jié)果，判斷被測(cè)線路的絕緣強(qiáng)度。
[0012]被測(cè)線路剩余電阻值R_r和/或剩余電壓值U_r的計(jì)算公式如下:
[0013]U_r = (I_p.R_p)+U_s
[0014]R_r = U_s/I_p
[0015]其中，U_s為被測(cè)線路饋電區(qū)段的電壓值；I_p為被測(cè)線路饋電區(qū)段或測(cè)試電阻回路的電流值。
[0016]本發(fā)明的直流饋電系統(tǒng)電纜絕緣強(qiáng)度檢測(cè)系統(tǒng)及方法通過(guò)在被測(cè)線路的直流斷路器兩端并入測(cè)試電阻，通過(guò)測(cè)量饋電區(qū)段的電壓及電流，分析其剩余電阻值和/或剩余電壓值來(lái)確定線路是否存在絕緣強(qiáng)度不足，以避免在被測(cè)線路存在絕緣強(qiáng)度不足時(shí)合閘斷路器，產(chǎn)生電力拉弧光現(xiàn)象，致使電纜的絕緣強(qiáng)度進(jìn)一步下降，最終導(dǎo)致短路現(xiàn)象。該檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，檢測(cè)方法簡(jiǎn)單實(shí)用，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0018]圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖及具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步介紹。
[0020]如圖1所示為本發(fā)明直流饋電系統(tǒng)電纜絕緣強(qiáng)度檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖，由圖可知，該檢測(cè)系統(tǒng)包括用于連接在被測(cè)線路直流斷路器兩端的測(cè)試電阻回路，該測(cè)試電阻回路中串接有一個(gè)測(cè)試電阻，該系統(tǒng)還包括用于檢測(cè)饋電區(qū)段電壓U_s的電壓變送器和用于檢測(cè)測(cè)試電阻回路電流I_P的電流變送器，電壓變送器和電流變送器的信號(hào)輸出端與一控制設(shè)備連接。
[0021]如圖1所示本實(shí)施例的電流變送器連接在測(cè)試電阻回路中以測(cè)試其回路電流，由于被測(cè)線路電流與測(cè)試電阻回路的電流相等，也可以將電流變送器連接在被測(cè)饋電區(qū)段線路中測(cè)量其電流，如圖2所示。
[0022]本發(fā)明還提供了一種直流饋電系統(tǒng)電纜絕緣強(qiáng)度檢測(cè)方法，包括如下步驟:
[0023](I)在直流斷路器處于分閘狀態(tài)時(shí)，測(cè)量被測(cè)線路饋電區(qū)段的電壓U_s及被測(cè)線路饋電區(qū)段或測(cè)試電阻回路的電流i_p ；
[0024](2)計(jì)算被測(cè)線路剩余電阻值R_r和/或剩余電壓值U_r ；
[0025](3)根據(jù)剩余電阻值R_r和/或剩余電壓值U_r與對(duì)應(yīng)設(shè)定值的比較結(jié)果，判斷被測(cè)線路的絕緣強(qiáng)度:即當(dāng)剩余電阻值高于設(shè)定值和/或剩余電壓值高于設(shè)定值時(shí)，可以判斷確定被測(cè)線路的絕緣強(qiáng)度達(dá)到達(dá)標(biāo)；反之，如果低于設(shè)定值，則可以斷定被測(cè)線路的電纜存在一定的絕緣問(wèn)題。
[0026]本實(shí)施例的測(cè)試電阻回路中還串接有測(cè)試熔斷器及與控制設(shè)備連接的測(cè)試?yán)^電器，該控制設(shè)備采用智能設(shè)備，智能采集區(qū)段電壓U_s和測(cè)量的測(cè)試電流I_p，根據(jù)測(cè)試電阻的電阻，計(jì)算出接觸網(wǎng)端的剩余電壓值U_r，觸網(wǎng)端的剩余電壓值U_r和測(cè)試電流1_?可以計(jì)算線路剩余電阻值R_r,通過(guò)以下公式可求得剩余電壓值U_r和剩余電阻值R_r:U_r=(I_p.R_p)+U_s ；R_r = U_s/I_p。
[0027]本發(fā)明的被測(cè)線路絕緣強(qiáng)度檢測(cè)順序如下:
[0028]I)啟動(dòng)
[0029]電纜檢測(cè)過(guò)程的初始階段有一個(gè)響應(yīng)延遲時(shí)間。這段時(shí)間的長(zhǎng)短取決于線路絕緣強(qiáng)度檢測(cè)啟動(dòng)時(shí)的直流斷路器狀態(tài)。如果直流斷路器處于正常分?jǐn)酄顟B(tài)時(shí)通過(guò)帶測(cè)合閘命令來(lái)啟動(dòng)線路絕緣強(qiáng)度檢測(cè)，此響應(yīng)延遲時(shí)間為t_pr.ο ;如果直流斷路器是由于區(qū)段的故障而脫扣，那么重合閘前的首次線路絕緣強(qiáng)度檢測(cè)過(guò)程須經(jīng)過(guò)響應(yīng)延遲時(shí)間t_pr.t。
[0030]2)檢測(cè)
[0031]響應(yīng)延遲時(shí)間過(guò)后對(duì)區(qū)段進(jìn)行絕緣強(qiáng)度測(cè)試。在測(cè)試時(shí)間(t_test)內(nèi)，測(cè)試電流通過(guò)一阻性電路流向饋電區(qū)段。用電流和電壓變送器來(lái)測(cè)量測(cè)試電流I_P和區(qū)段電壓U_s，根據(jù)測(cè)量計(jì)算得到的剩余電阻R_r和母線電壓來(lái)決定重復(fù)線路絕緣強(qiáng)度檢測(cè)過(guò)程或者合閘直流斷路器。
[0032]3)循環(huán)
[0033]如果被測(cè)區(qū)段上并無(wú)絕緣強(qiáng)度故障而直流斷路器不能合閘，又或者直流斷路器閉合后立刻由于類似短路的過(guò)載而再次脫扣，檢測(cè)過(guò)程將在等待一段時(shí)間(t_cy.p)后重復(fù)進(jìn)行。如果重復(fù)次數(shù)達(dá)到，則結(jié)束線路絕緣強(qiáng)度檢測(cè)。4)合閘
[0034]如果線路絕緣強(qiáng)度檢測(cè)過(guò)程中得到的剩余電阻高于預(yù)定值，剩余電壓高于預(yù)定值，在經(jīng)過(guò)一個(gè)額外延遲時(shí)間(t_wait)后，系統(tǒng)將發(fā)出直流斷路器合閘命令。如果直流斷路器合閘成功，則線路絕緣強(qiáng)度檢測(cè)過(guò)程結(jié)束。自動(dòng)重合閘程序退出等待下一次線路短路檢測(cè)。
[0035]線路絕緣強(qiáng)度檢測(cè)啟動(dòng)條件包括如下幾點(diǎn):
[0036]a)啟動(dòng)觸發(fā)事件。線路絕緣強(qiáng)度檢測(cè)啟動(dòng)觸發(fā)事件有帶測(cè)合閘命令(包括帶測(cè)分閘命令的下降沿帶測(cè)合閘)或直流斷路器自動(dòng)斷開(kāi)。
[0037]b)線路絕緣強(qiáng)度檢測(cè)必須處于未閉鎖狀態(tài)。
[0038]c)直流斷路器必須處于分閘狀態(tài)。
[0039]d)測(cè)試測(cè)試熔斷器正常，無(wú)故障。
[0040]e)手車(chē)位置必須要么只處于服務(wù)位置，要么只處于試驗(yàn)位置。
[0041]f)旁路隔離器狀態(tài)明確，要么分狀態(tài)，要么合狀態(tài)。
[0042]g)額外脫扣約束命令有帶測(cè)分閘命令與不帶測(cè)分閘命令，若有此命令處理存在，則不啟動(dòng)線路絕緣強(qiáng)度檢測(cè)。
[0043]運(yùn)行中的線路絕緣強(qiáng)度檢測(cè)流程能被外界因素強(qiáng)制打斷，以下任何一個(gè)條件都將中斷線路絕緣強(qiáng)度檢測(cè):
[0044]A、線路絕緣強(qiáng)度檢測(cè)由開(kāi)關(guān)命令打斷(包括分閘/復(fù)位、不帶測(cè)分閘)。
[0045]B、直流斷路器變成合位
[0046]C、手車(chē)位置狀態(tài)發(fā)生變化或位置變成不明確。
[0047]D、測(cè)試測(cè)試熔斷器出現(xiàn)故障信號(hào)。
[0048]線路絕緣強(qiáng)度檢測(cè)閉鎖:線路絕緣強(qiáng)度檢測(cè)合閘失敗，則測(cè)試程序?qū)⒈唤箞?zhí)行，只有在閉鎖解除后才允許再一次啟動(dòng)線路絕緣強(qiáng)度檢測(cè)?？梢酝ㄟ^(guò)“分閘/復(fù)位”命令解除閉鎖。
[0049]以上實(shí)施例僅用于幫助理解本發(fā)明的核心思想，不能以此限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，凡是依據(jù)本發(fā)明的思想，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上所做的任何改動(dòng)，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種直流饋電系統(tǒng)電纜絕緣強(qiáng)度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:包括用于連接在被測(cè)線路直流斷路器兩端的測(cè)試電阻回路，可控大功率接觸器，該測(cè)試電阻回路中串接有一個(gè)測(cè)試電阻R_p，該系統(tǒng)還包括用于檢測(cè)饋電區(qū)段電壓u_s的電壓變送器和用于檢測(cè)測(cè)試電阻回路電流或檢測(cè)饋電區(qū)段電流I_P的電流變送器，所述電壓變送器和電流變送器的信號(hào)輸出端與一控制設(shè)備連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流饋電系統(tǒng)電纜絕緣強(qiáng)度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述測(cè)試電阻回路中還串接有與控制設(shè)備連接的測(cè)試接觸器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直流饋電系統(tǒng)電纜絕緣強(qiáng)度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述測(cè)試電阻回路中還串接有測(cè)試熔斷器。
4.一種利用權(quán)利要求1所述的直流饋電系統(tǒng)電纜絕緣強(qiáng)度檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)在直流斷路器處于分閘狀態(tài)時(shí)，測(cè)量被測(cè)線路饋電區(qū)段的電壓U_s及被測(cè)線路饋電區(qū)段或測(cè)試電阻回路的電流I_P ； (2)計(jì)算被測(cè)線路剩余電阻值R_r和/或剩余電壓值U_r； (3)根據(jù)剩余電阻值R_r和/或剩余電壓值U_r與對(duì)應(yīng)設(shè)定值的比較結(jié)果，判斷被測(cè)線路的絕緣強(qiáng)度。
5.根據(jù)利用權(quán)利要求4所述的直流饋電系統(tǒng)電纜絕緣強(qiáng)度檢測(cè)方法，其特征在于，被測(cè)線路剩余電阻值R_r和剩余電壓值U_r的計(jì)算公式如下:
U_r = (I—P.R—p)+U—s
R_r = U—s/I—p 其中，U—s為被測(cè)線路饋電區(qū)段的電壓值；I—P為被測(cè)線路饋電區(qū)段或測(cè)試電阻回路的電流值。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK104297640SQ201410181428
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】劉永祥, 成印沙, 李緒勇, 張文俊, 樊海松, 羊陽(yáng), 韓學(xué)軍, 汪相坤, 胡超然, 席亞舉 申請(qǐng)人:河南許繼智能控制技術(shù)有限公司