[发明专利]一种配电网电缆接头故障诊断设备和诊断方法

说明书

本发明提出一种配电网电缆接头故障诊断设备和诊断方法，包括电场强度采集装置（RSM）、无线级联中继器(WRM)、手持单元（MTU），电场强度采集装置（RSM）卡在被测电缆接头上，通过稳态和暂态电场传感器完成电缆接头电场强度采集，将采集信号传输给无线级联中继器(WRM)，根据电场与电压特征数据库，将所述电场强度采集装置测量得到的电场强度转换成电压，根据所述电压值进行故障诊断。本发明实现了远程监测诊断，为检修运行人员提供一种新型测试手段，提高工作人员工作效率，减少了停电时间，增加效益、降低变压器运行安全风险。

技术领域

本发明属于电力电缆技术领域，具体涉及一种配电网电缆接头故障诊断设备和诊断方法。

背景技术

随着我国经济进一步发展，城镇化进程持续加速，加之聚乙烯材料交联化工艺不断成熟，交联聚乙烯（XLPE）电力电缆凭借其优异的机械性能以及优质的绝缘特性，得到广为认可，已在电力行业中大量使用。与此同时，与电力电缆配套的中间接头也在大量使用。其原因在于电力电缆出厂时长度已为定值，在现场施工敷设时需要进行剪切，并用电缆接头对电缆进行衔接。然而，从电力电缆开始使用至今，在电力供电系统中接头依然是线路中最薄弱的环节。由此产生的人身伤害、财产损失屡见不鲜。目前，110kV 输电线路所使用的电力电缆中间接头多数是以硅橡胶（SIR）为主要材料进行制作。电力电缆在线运行的实际经验表明，电缆绝缘层与接头绝缘层之间的交界面最容易发生击穿放电现象。由实际安装规程可知，在电缆附件安装时，需将电缆金属屏蔽层、外半导电层、内半导电层按规定长度依次剥剥切。剥切时改变了断面的应力，从而导致在断口断面处电位呈现出非均匀分布。电缆中电场分量包括径向分量与轴向分量，在接头处都呈现出不同程度的电场分布不均匀的情况，并且等位面畸变严重。场强分布不均，过于集中，都会引发局部放电现象。

实际运行故障表明XLPE-SIR 接头界面发生击穿现象的原因主要是界面间有过多气隙存在以及导电屑的残留。主要体现在安装时在界面上留下的摩擦划伤，残留的半导电层微粒或导电微屑参入绝缘界面，以及导体断面余留的毛刺等等。但是，接头是如何被击穿的，其中击穿发展的规律与过程仍无定论。根据现实情况，需要更深一步地探究界面气隙、界面导电微屑等主要因素对界面击穿过程的影响以及由此导致的电痕破坏特性。诊断中间接头击穿故障的原因，从而改进接头设计，规范接头的安装，进而提高电力系统电能传输的安全性与稳定性，具有重要的实用价值和现实意义。

发明内容

本发明针对上述问题，提出一种配电网电缆接头故障诊断设备和诊断方法，基于电场强度传感器采集技术和无线中继技术，将电缆接头电场强度、电缆接头绝缘电压值、电缆接头故障类别三者进行对应，实现对电缆接头故障诊断。

本发明的技术方案如下：

一种配电网电缆接头故障诊断设备，包括电场强度采集装置（RSM）、无线级联中继器(WRM)、手持单元（MTU），其特征在于，根据电场与电压特征数据库，将所述电场强度采集装置测量得到的电场强度转换成电压，根据所述电压值进行故障诊断。

所述电场强度采集装置（RSM）卡在被测电缆接头上，通过稳态和暂态电场传感器完成电缆接头电场强度采集，将采集信号传输给无线级联中继器(WRM)。

所述无线级联中继器(WRM)用于将所述电场强度采集装置（RSM）采集的数据进行中继放大。

所述手持单元（MTU）包括收集子系统、特征数据库、诊断子系统和人机交互系统，所述收集子系统将获取的电场数据传输给所述特征数据库，所述特征数据库是根据已有电缆的检测结果，建立的电场强度与电压的对应关系。

所述诊断子系统还包括特征库，所述特征库中存储有电压值与故障原因的对应关系。

所述诊断子系统接收所述特征数据库输出的电压值，如果电压值参数超出设定范围，则判定出现故障。

一种配电网电缆接头故障诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：