[发明专利]一种交联聚乙烯微观放电的光电联合检测系统及检测方法

说明书

本发明公开了一种交联聚乙烯微观放电的光电联合检测系统及检测方法。检测系统包括试样电压调节回路，试样状态调整装置和电树枝生长过程检测装置；试样电压调节回路包括高压电源，导线，试样导电连接片和针电极；试样状态调整装置包括三维移动平台和敞口玻璃容器；电树枝生长过程检测装置包括工控机，CCD相机，显微镜，透射光源，光电倍增管和电流传感器。检测方法包括以下步骤：a.采集电树枝形状图像信息；b.采集电树枝发光强度信息及电树枝空间电荷分布信息；c.采集电树枝各个时期局部放电的电信号；d.对所采集的上述电树枝形状图像信息。它具有抗干扰性能强、噪声低、响应快、灵敏性高以及特高频检测范围广等特点。

技术领域

本发明涉及交联聚乙烯微观放电检测技术领域。

背景技术

随着中国经济高速发展，城镇现代化趋势已越来越明显。交联聚乙烯电缆凭借其优越的电气性能和机械性能在跨海电网联接、异步电网陆上互联、大城市供电增容、孤立负荷送电和可再生能源电力输送等方面的应用日益增多。然而，电缆在生产、运输、安装等过程中可能会引入尖端、微孔、杂质等绝缘缺陷，这些缺陷会使得绝缘介质内部场强发生畸变，局部电场强度较高，进而产生局部放电。短暂的局部放电并不会对设备造成严重的影响,但是随着电缆的长期运行和绝缘的不断老化，局部放电的频率增加，局部电场集中区域的XLPE电缆绝缘中就会形成气隙。气隙逐渐生长成细丝状电腐蚀通道并呈现出树枝状结构,最终引发电树枝。此外，空间电荷积聚及动态分布特性对电树枝诱发、引发及生长也会造成一定的影响，空间电荷对电树枝引发及生长特征造成影响的根本原因在于空间电荷的注入、迁移、抽出、复合等过程影响了电树枝的微观放电特性。因此，为了更深入探究各电压下电树枝劣化特性的影响机制，需要分析各电压下电树枝内部微观放电特性。

目前，国内应用较为普遍的局部放电检测方法主要有脉冲电流法、特高频检测法等，而单一的局部放电检测方法无法检测电树枝缺陷发生前的放电信息，并且对局部放电的具体发生位置无法检测，无法对电树枝放电机理进行深入了解，因此需要设计出新的微观放电检测系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种交联聚乙烯微观放电的光电联合检测系统及检测方法，它具有抗干扰性能强、噪声低、响应快、灵敏性高以及特高频检测范围广等特点。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种交联聚乙烯微观放电的光电联合检测系统，包括试样电压调节回路，试样状态调整装置和电树枝生长过程检测装置；

试样电压调节回路包括高压电源(高压直流电源或高压交流电源)，导线，试样导电连接片和针电极，高压电源的正极通过导线与针电极电连接，针电极用于插入试样的上端，高压电源的负极通过导线与试样导电连接片电连接，试样导电连接片用于电连接试样的下端；

试样状态调整装置包括三维移动平台和盛装有二甲基硅油的敞口玻璃容器，三维移动平台上放置盛装有二甲基硅油的敞口玻璃容器，以对敞口玻璃容器5进行位置调整，敞口玻璃容器内盛装的二甲基硅油用于浸泡试样及与试样电连接的试样导电连接片和针电极；

电树枝生长过程检测装置包括工控机，CCD相机，显微镜，透射光源，光电倍增管和电流传感器，显微镜安装在CCD相机镜头前端，以使CCD相机通过显微镜采集针电极与试样电连接位置(电树枝产生位置)图像信号，并将所采集的图像信号输入至工控机；透射光源用于照射针电极与试样电连接位置(电树枝产生位置)，工控机控制透射光源电源开或关；光电倍增管用于检测针电极与试样电连接位置(电树枝产生位置)的光强度信号，并将所采集的光强度信号输入至工控机；电流传感器用于采集试样电压调节回路电流信号，并将所采集的电流信号输入至工控机。

本发明进一步改进在于：

电流传感器11设置在试样导电连接片与高压电源1的负极之间的导线上。

敞口玻璃容器5为高透石英材质；敞口玻璃容器5底部设有用于固定试样的绝缘试样夹12。