[发明专利]高压电缆过电压测试装置及其方法

说明书

本发明涉及一种高压电缆过电压测试装置，包括标准电容器、测录电压波形的电压测录模块、处理电压波形并进行数据计算的CPU、控制模块，所述的标准电容器一端与高压电缆的屏蔽层相连，一端接地，标准电容器的高压端与所述的电压测录模块相接，所述的电压测录模块与所述的CPU相连，所述的CPU分别与所述的控制模块相接。本发明基于电缆自有电容和外加分压电容串联构成电容分压器来进行分压。

技术领域

本发明涉及一种电力系统安全研究领域，尤其是涉及一种高压电缆过电压测试领域。

背景技术

电力电缆与架空线路相比，具有易于敷设、维护简便、绝缘性能优良、占地少且整洁美观等优点，因此在城市电网中得到广泛应用。电缆一般由导体线芯、绝缘层、屏蔽层、护套层、铠装层等构成，运行时屏蔽层通过单端或双端接地。当高压电缆产生过电压时，会对电缆的绝缘及相关电气设备产生极大的影响，因此，研究和监测过电压成为了必要。

目前电力系统主要电压互感器测量电压信号，由于其电电磁单元的存在，频率响应特性比较差，采样频率为1kHz-20kHz 之间，只能测量常规电压信号。而电力系统中的过电压类型多样，其产生原因和危害也各不相同，当出现过电压事故时，其电压信号往往幅值高、陡度大、持续时间短，常规电压互感器无法满足暂态过电压的测量要求。

公开号为CN201410361686公开了一种电力系统暂态过电压采集系统，所述系统包括：电容式套管、电压传感器、二次阻容分压器、传感器、放大器、校正电路，其中，所述电容式套管、所述电压传感器、所述二次阻容分压器、所述传感器、所述放大器、所述液晶显示屏依次连接，所述校正电路输出连接到所述二次阻容分压器，所述电压传感器输出的电压信号传输到所述二次阻容分压器，其中，所述校正电路包括：倍压电路和波形调节电路，实现了能够对系统进行校准，提高系统可靠性，分压系统为电容式套管末屏分压系统。其频率响应好、测试误差小。

但是，该系统必须通过电容式套管的电容作为一级分压电容，而输变电系统除了变压器或气体绝缘开关出线侧就没有套管，因此这一方法无法测试高压电缆线路上的过电压。

发明内容

本发明主要解决现有技术所存在的高压电缆系统过电压难以测试的技术问题，提供一种基于电缆自有电容和外加分压电容串联构成电容分压器来进行分压的高压电缆过电压测试系统及其方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种高压电缆过电压测试装置，包括标准电容器、测录电压波形的电压测录模块、处理电压波形并进行数据计算的CPU、控制模块，所述的标准电容器一端与高压电缆的屏蔽层相连，一端接地，标准电容器的高压端与所述的电压测录模块相接，所述的电压测录模块与所述的CPU相连，所述的CPU分别与所述的控制模块相接。本发明用于屏蔽层单端接地的电缆上。用标准电容器和电缆自有电容串联构成电容分压器，由所述的标准电容器的电容作为电容式分压器的低压臂电容C₂，由电缆内导体与屏蔽层之间本身含有的电容作为电容式分压器的高压臂电容C₁。由于电缆为封闭结构，因此杂散电容基本为零，C1串联C2近似为理想的电容分压器结构。而理想电容分压器在50Hz到数百MHz范围内都为线性分压比，因此该分压器具有良好的频域特性和精度，能够满足电缆系统过电压测量要求。本发明的安装只需要将电缆屏蔽层的接地点解开，接入所述的高压电缆过电压测试装置后，再将高压电缆过电压测试装置接地即可，十分便捷。通过控制模块控制本装置的开始、停止测录。电压测录模块测录标准电容器两端的电压波形，CPU对电压波形进行处理、数据计算，得出高压电缆的暂态电压。

作为优选，所述的电压测录模块为示波器，示波器接入标准电容器的高压端的方式采用抽头接入，示波器采样率设为80-120M/s，波形时间轴为80-120ms。用示波器作为电压测录模块，即可时时监测低压臂上的电压，又可时时显示电压波形。

本发明还提供了一种高压电缆过电压测试装置的测试方法，其过程包括：