[发明专利]一种用电容跳线来测量电缆局部放电的方法

说明书

技术领域

本发明涉及高压电缆长距离输电。具体而言，本发明涉及一种测量高压电缆长距离输电过程中电缆局部放电的方法。

背景技术

随着城镇化和工业化的不断深入，高压电缆的应用越来越广泛。电缆导体由多根导线绞合而成，它与绝缘层之间易形成气隙，导体表面不光滑，会造成电场集中。因此在常用的电缆结构上增加一层所谓“屏蔽层”，实质上是一种改善电场分布的措施。具体地，在电缆导体的表面加一层半导电材料的屏蔽层，它与被屏蔽的导体等电位并与绝缘层良好接触，从而避免在导体与绝缘层之间发生局部放电，这一层屏蔽为内屏蔽层；同样在绝缘表面和护套接触处也可能存在间隙，是引起局部放电的因素，故在绝缘层表面加一层半导电材料的屏蔽层，它与被屏蔽的绝缘层有良好接触，与金属护套等电位，从而避免在绝缘层与护套之间发生局部放电，这一层屏蔽为外屏蔽层；没有金属护套的挤包绝缘电缆，除半导电屏蔽层外，还要增加用铜带或铜丝绕包的金属屏蔽层，这个金属屏蔽层的作用，在正常运行时通过电容电流；当系统发生短路时，作为短路电流的通道，同时也起到屏蔽电场的作用。为了解决高压电缆长距离输电过程中屏蔽线上不断增大的感应电压，现在高压电缆在架设的过程中都采用交叉互联的结构。但是在引入交叉互联箱以后，虽然有助于提高电缆运行的可靠性，但是却给电缆的局部放电检测造成了极大的麻烦。

在以往的检测技术中，通常利用电流互感器在电缆的接地线处获取局部放电的脉冲信号。但是在采用交叉互联技术以后，使得原有的检测技术变得难以实现。主要的难点在于引入交叉互联箱以后，局部放电信号在传播的过程中流经不同的介质。具体说来当信号沿着接地线进入另一个同轴线结构的波导（即图2中A1与A2组成的同轴线）中就发生了变化。因为脉冲波形传播到不同介质的界面处，电磁波将发生反射和折射。在界面上入射波、反射波和投射波之间的关系与界面两侧波导的特征阻抗有关所以难以检测到有效的放电信号。

针对这个问题目前仍然没有很有效的检测手段。有文献资料阐述了一种直接将高频电流互感器套在电缆头两端的屏蔽线出线上进行检测的方法。这种方法在理论上使得局部放电信号确实通过了屏蔽线，但是由于脉冲信号在到达交叉互联箱以后遇到阻抗不匹配导致放电信号反射，因此检测到的是由入射波与反射波相互叠加的放电信号。另一方面屏蔽线在交叉互联箱内只是实现了三相间放电信号的交叉并没有与地相连，使得放电信号没有构成完整的流通回路。因此在这种情况下就更加难以检测到放电信号。

因此，需要一种在使用交叉互联结构的高压电缆中进行局部放电检测的方法，可以有效地检测到局部放电信号。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用电容跳线来测量电缆局部放电的方法，包括以下步骤：(a)定位待测电缆的电缆头的位置以及该电缆头附近的交叉互联箱的位置；(b)将导电夹分别夹在所述交叉互联箱内待检测的一相的电缆头两端屏蔽线分开的位置，获取待测量的屏蔽线信号；(c)将所获取的屏蔽线信号构成同轴电缆，并将跳线电容桥接在所述交叉互联箱内待测量一相的所述同轴电缆之间；(d)将连接电容跳线的信号线连接到宽频带电流互感器，作为所述宽频带电流互感器的一次侧；(e)将经过所述宽频带电流互感器耦合后的信号输入到放大器进行放大；和(f)将经所述放大器放大后的信号通过检测仪器读取，以判定所述待测电缆是否发生局部放电。

优选地，所述宽频带电流互感器的一次侧通过连接匹配阻抗与所述同轴电缆相连。

优选地，所述电容跳线的电容值为0.1nF到100nF之间。

优选地，所述匹配阻抗为50欧姆。

优选地，所述电缆为110kV及以上。

优选地，所述放大器为宽频带高增益放大器。

优选地，所述检测仪器为局部放电仪。

根据本发明的另一方面，还提供了一种用电容跳线来测量电缆局部放电的系统，所述系统包括电容跳线、与电容跳线匹配的阻抗、宽频带电流互感器、放大器和检测仪器，其中所述电容跳线桥接在交叉互联箱内待测量一相的所述同轴电缆之间，以便为所述放电的脉冲信号构造放电通道，其中所述同轴电缆是由导电夹分别在所述交叉互联箱内的待检测的一相的电缆头两端屏蔽线分开的位置上获取的待测量屏蔽线信号构成的；所述阻抗连接在所述同轴电缆和所述宽频带电流互感器的一次侧之间；所述宽频带电流互感器的一次侧连接电容跳线，用以对所述放电的脉冲信号进行电磁耦合；所述放大器用于对经过所述宽频带电流互感器耦合后的信号进行放大；所述检测仪器用于对经所述放大器放大后的信号进行读取检测，以判定所述待测电缆是否发生局部放电。