[发明专利]电缆绝缘局部放电缺陷及绝缘状态耐压检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力设备绝缘局部放电缺陷及绝缘状态耐压检测方法及装置，特别是涉及一种适用于电力电缆绝缘局部放电缺陷及绝缘状态耐压检测方法及装置。

背景技术

近年来，为了改善城市环境，保障电网的安全可靠运行，配电电缆正逐步替代传统的架空线，越来越广泛的应用于配电网建设中。然而随着近年来我国电缆制造行业技术进步以及城市输配电网大量采用地下电力电缆,由于电力电缆本体绝缘制造缺陷、电缆及附件施工安装质量缺陷和电缆附件制造质量缺陷导致电缆线路运行故障的现象日益严重。由于电缆埋于地下，一旦出现故障，其故障查找非常困难、耗时长，影响电网的正常运行，造成较大的经济损失，对居民的日常生活、生产部门的日常生产以及其他社会非生产部门的照常运转造成诸多不便。

国内外已有了大量不同种类的电缆绝缘状态检测技术。相比较可以看出，超低频电压检测技术有着其他几种检测技术没有的优点，在保证测试设备体积轻便的基础上，能充分的激发出电缆试品的局部放电信号，因此，超低频检测技术在电缆水树枝老化检测上更有着很大的优势。按照美国电机学会给出的超低频试验导则，适用于配电电缆超低频检测的电压波形有四种：余弦方波，正弦波，双极性矩形波，调制的其他正负极性变化的直流阶跃波。超低频正弦波产生或需要调制和解调的过程，对滤波功能要求较高，要么使用旋转电机，体积庞大，不够灵活；而余弦方波产生过程中开关的控制策略复杂，需要时刻判断电容峰值。矩形波类似于直流耐压试验，仅仅是多了5s一次的换向过程，无法很好的等效电缆的正常工作状态，而调制的直流阶跃波需要更加复杂的工业数字控制技术。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种控制结构简单，对电缆损伤更小的电缆绝缘局部放电缺陷及绝缘状态耐压检测方法及装置。

本发明采用的技术方案如下：一种电缆绝缘状态诊断方法，具体方法为：在被检测电缆上施加周期变化的指数波形电压；在指数波下降沿或上升沿通过所述指数波高电压，激励所述被检测绝缘电缆的局部放电信号；对局部放电信号进行采集记录，分析局部放电缺陷的局部放电特征参数；

所述周期变化的指数波形电压的波形满足以下表达式：

其中，U₀为所述周期变化的指数波形电压的波形；V_in为预设的电压幅值；α为指数波形衰减参数，其值由指数波形激励源设定参数与被检测电缆电容容值和绝缘电阻参数决定；t₀～t₄依次等时间间隔分布；

所述方法还包括耐压检测：提高施加电压等级，直至达到被检测电缆最高允许施加电压值或加压过程中发现击穿现象或潜在击穿风险，并记录该最高电压值；随着电缆寿命增长重复该耐压检测，记录随着电缆寿命增长发生的耐压变化趋势与数据分散性。

作为优选，所述方法还包括：根据局部放电缺陷检测结果和耐压检测结果，利用识别模拟法对被检测绝缘电缆的电缆绝缘状态进行评估。

作为优选，所述局部放电特征参数包括局部放电脉冲的幅值、相位和重复率参数。

作为优选，分析局部放电缺陷的局部放电特征参数的具体方法为：提取激励电压波形下降沿部分，记录起始与终止时刻，在这些时刻之间局部放电脉冲采集端采集一系列幅值不等的放电电压脉冲信号，设置逐步提高的阈值，每次将阈值以下脉冲滤去，再以固定时间窗分割脉冲序列，根据已知的波速和被检测绝缘电缆长度进行入射脉冲和反射脉冲的匹配，进而根据配对脉冲见的时间差计算局部放电源距离采样端的距离，进行定位，同时对入射脉冲的幅值和与激励电压波形的相位关系进行记录，最终获得被检测绝缘电缆的局部放电特征谱图和定位谱图。

一种电缆绝缘局部放电缺陷及绝缘状态耐压检测装置，其特征在于，包括；

指数波形电压激励源，用于产生周期变化的指数波形电压，并施加在被检测绝缘电缆上；

局部放电缺陷采集模块，与耦合采集单元相反地，在指数波的下降沿或上升沿，采集所述被检测绝缘电缆的局部放电信号；

局部放电特征参数分析模块，通过采集的局部放电信号，分析局部放电缺陷的局部放电特征参数；

作为优选，还包括绝缘状态评估模块，根据局部放电缺陷检测结果和耐压检测结果，利用识别模拟法对被检测绝缘电缆的电缆绝缘状态进行评估。