[发明专利]一种对直流XLPE电缆局部放电的检测与评估装置及方法

权利要求书

1.一种直流局部放电测量装置，其特征在于：包括被测电缆以及用于获取局部放电信号的直流局部放电检测装置；被测电缆的两端连接有直流高压输出装置和电流输出装置；被测电缆上布设有温度检测装置；所述直流高压输出装置采用工频试验变压器将工频交流220V升至工频高压U_t，经过硅堆D进行半波整流，再串接限流电阻R向滤波电容C进行充电，最后输出到被测电缆上；所述直流局部放电检测装置包括检测阻抗测量回路、高频电流互感器以及超声传感器；检测阻抗测量回路采用IEC60270标准中的规定，高频电流互感器卡接在被测电缆的接地线上，超声传感器紧贴于被测电缆接头。

2.根据权利要求1所述的直流局部放电测量装置，其特征在于：所述温度检测装置采用布设在被测电缆表面与电缆附件上的PT100热电偶。

3.根据权利要求1所述的直流局部放电测量装置，其特征在于：所述电流输出装置采用穿心变压器，穿心变压器与被测电缆的连接处安装有用于防止发生电晕的均压罩；穿心变压器上还连接有调压器。

4.一种采用权利要求1-3任意一项所述装置的对直流XLPE电缆局部放电的检测与评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在电流输出装置关闭的情况下，利用直流高压输出装置对被测电缆进行加压，升压至设定试验电压，记录温度监测装置显示温度；

2)直流局部放电检测装置将局部放电信号进行耦合；

3)对耦合后的局部放电信号去噪处理；

4)在时域下对局部放电信号中的放电幅值Q进行提取，以时间函数t的函数形式展开，形成用于表现放电幅值随时间的变化规律的Q-t图进行直流局部放电分析；

5)建立适用于直流局部放电分析情况下的三维谱图；

6)通过对多个不同缺陷的被测电缆进行直流局部放电，并将得到的不同H(Q，Δt)三维谱图与相应放电类型进行保存，建立指纹库；将得到的H(Q，Δt)图像与放电图像进行对比，实现对直流局部放电的缺陷类型的判断；

7)对步骤3)得到的局部放电信号进行快速傅里叶变化，在频域下分析局部放电信号在不同频段范围内的分布，通过分析波峰频率对实际放电或噪声、内部放电或电晕放电以及产生放电的缺陷类型进行判断；

8)调节直流高压输出装置，将电压降低到0kV，开启电流输出装置穿心变压器，调节电流模拟电缆带载状况，观察温度监测装置中电缆及其附件表面温度，使其表面温度升高到70℃或以上，以模拟电缆高负荷运行条件下的情况；

9)待温度达到稳定后，再利用直流高压输出装置对被测电缆试样进行加压，升压至设定试验电压后，记录温度监测装置显示温度；

10)重复执行一次步骤2)～步骤7)检测分析过程，完成测量，测量完成后关闭电流输出装置与直流高压输出装置，将被测试样静置使温度降低并进行有效放电24小时。

5.根据权利要求4所述的对直流XLPE电缆局部放电的检测与评估方法，其特征在于：所述步骤2)中，对传感器耦合到的局部放电信号进行放大和滤波处理，然后执行步骤3)。

6.根据权利要求4或5所述的对直流XLPE电缆局部放电的检测与评估方法，其特征在于：所述步骤3)中，去噪处理是通过对脉冲信号进行捕捉，将与施加直流电压极性相反的信号过滤。

7.根据权利要求4所述的对直流XLPE电缆局部放电的检测与评估方法，其特征在于，所述步骤5)中，建立适用于直流局部放电分析情况下的三维谱图的具体方法如下：

以直流局部放电过程中放电脉冲与其前序放电脉冲之间的时间间隔Δt代替相角建立不同放电次数占总放电次数的百分比即放电密度H之间关系H(Q，Δt)，其中放电幅值Q在Q-t图绘制当中已进行提取；对于相邻脉冲时间间隔Δt的提取，根据放电阈值Q_min的设置，以超过放电阈值的脉冲为有效放电脉冲，记录各放电脉冲在Q-t对应坐标参数(Q_i,t_i)，其中Q_i>Q_min，而Δt＝t_i-t_i-1得到Δt。