电力电缆劣化检测装置及其方法

1.本发明涉及电力电缆劣化检测装置及其方法。


背景技术：

2.电力电缆劣化检测中大部分会使用一部分防电检测，但这存在对电缆的主绝缘层诊断缺陷时难以提供较高可靠性的问题。
3.根据以往技术，尝试了脉冲传播特性分析法，但存在难以获得在电缆内发生的缺陷的大小、渗透深度等与缺陷的具体的进行状态相关的信息的问题。


技术实现要素：

4.发明要解决的课题
5.本发明是为了解决如上述的问题而提出的，本发明的目的在于提供一种构成诊断脉冲且利用反射特性，可获得与电缆缺陷相关的具体的进行状态信息的电力电缆劣化检测装置及方法。
6.用于解决课题的手段
7.本发明的电力电缆劣化检测装置包括存储有电力电缆劣化检测程序的存储器及执行程序的处理器，处理器构成包括大小和宽度不同的多个短脉冲的诊断脉冲串来执行脉冲传播特性分析。
8.处理器施加大小和宽度隔着预设的时间间隔而依次变化的诊断脉冲串。
9.诊断脉冲串具备大小和宽度依次增加的形态。
10.时间间隔根据诊断对象电缆长度和脉冲行进速度而设定。
11.处理器对按照时间顺序检测的反射波的组进行分析而检测电缆内的缺陷信息。
12.处理器利用反射波的形态而推测电缆的缺陷大小。
13.处理器利用反射波的大小而推测电缆的缺陷渗透深度。
14.发明效果
15.根据本发明的实施例，构成脉冲的大小(h)和宽度(w)隔着一定的时间间隔(t)而依次变化的一系列诊断脉冲串，并分析反射波组的特性而诊断电缆缺陷，从而解决以往技术中的使用短脉冲形态的诊断脉冲的脉冲传播特性分析法的问题。
16.利用短脉冲形态的诊断脉冲，可检测无法检测的电缆缺陷(与缺陷的进行情况相关的具体信息)。
17.可利用所形成的反射波的形态而预测电缆内的缺陷的分布大小。
18.可利用对特定脉冲宽度体现的反射波的大小而预测电缆内缺陷的渗透深度。
19.本发明的效果不限于以上提及的效果，本领域技术人员可从以下的内容清楚地理解在此未提及的其他效果。
附图说明
20.图1表示以往技术的脉冲传播特性分析法的原理。
21.图2表示以往技术的短脉冲的结构。
22.图3及图4表示本发明的实施例的电力电缆劣化检测装置。
23.图5表示相对本发明的实施例的反射波大小比率的信噪比(sn ratio)。
24.图6表示本发明的实施例的诊断脉冲串的结构。
25.图7表示本发明的实施例的施加到包括两个缺陷的电缆的诊断脉冲串的结构。
26.图8表示本发明的实施例的电力电缆劣化检测方法。
具体实施方式
27.通过参照与附图一起详细后述的实施例，可清楚地理解本发明的上述目的及其以外的目的和优点及特征、达到其目的和优点及特征的方法。
28.但是，本发明不限于以下公开的实施例，也可以彼此不同的各种形态体现，但以下的实施例是为了给本领域的技术人员容易地告知发明的目的、结构及效果而提供的，本发明的权利范围通过权利要求的记载而定义的。
29.另一方面，本说明书中使用的用语仅用于对实施例进行说明，对本发明不作限定作用。在本说明书中，在文中未特别提及的情况下，单数的表述包括多数的情况。说明书中使用的“包括(comprises)”及/或“包括的(comprising)”表示提及的构成要件、步骤、动作及/或元件不排除一个以上的其他构成要件、步骤、动作及/或元件的存在或追加。
30.下面，为了帮助本领域技术人员理解本发明，首先对提出本发明的背景进行说明，然后对本发明的优选的实施例进行详细说明。
31.大部分的电缆缺陷是因电气性、机械性、劣化性、化学压力而发生，其中水树是代表性的电缆劣化现象。
32.由水树劣化而导致的电力电缆的故障会引起停电，在修理及恢复中带来较大的经济费用。
33.因此，需要研发一种形成于电力电缆的主绝缘体内而进行的水树这样的可检测电缆缺陷的有效的电缆诊断技术。
34.在以往技术的电力电缆带电诊断中，大部分情况下使用了一部分防电检测法，但这存在在对电缆的主绝缘层中发生的缺陷进行诊断时难以提供较高的可靠性的问题。
35.另外，根据以往技术，提出了向电缆施加诊断脉冲，在时间区域分析根据电缆内水树等缺陷而发生的阻抗非连续位置上的反射波的脉冲传播特性分析法，图1表示以往技术的脉冲传播特性分析法的原理。
36.脉冲传播特性分析法中使用的短脉冲形态的诊断脉冲如图2所示，利用该脉冲，能够大概掌握在电缆内发生的缺陷的位置信息，但难以获得缺陷的大小及渗透深度等缺陷的具体进行状态信息。
37.本发明是为了解决上述的问题而提出的，为了解决以往技术中的脉冲传播特性分析法的问题，本发明提供一种构成大小(h)和宽度(w)隔着一定的时间间隔而依次变化的一系列诊断脉冲串而分析反射特性并诊断电缆缺陷的电力电缆劣化检测装置及其方法。
38.图3及图4示出本发明的实施例的电力电缆劣化检测装置。
39.本发明的实施例的电力电缆劣化检测装置包括存储有电力电缆劣化检测程序的存储器110及执行程序的处理器120，处理器120构成包括大小和宽度不同的多个短脉冲的诊断脉冲串而执行脉冲传播特性分析。
40.处理器120施加大小和宽度隔着预设的时间间隔而依次变化的诊断脉冲串。
41.诊断脉冲串具备大小和宽度依次增加的形态。
42.时间间隔根据诊断对象电缆长度和脉冲行进速度而设定。
43.处理器120对按照时间顺序检测的反射波的组进行分析而检测电缆内的缺陷信息。
44.处理器120利用反射波的形态而推测电缆的缺陷大小。
45.处理器120利用反射波的大小而推测电缆的缺陷渗透深度。
46.根据本发明的实施例，定量地分析施加到特定的电缆缺陷的诊断脉冲的大小(h)和宽度(w)对反射波的大小产生的影响。
47.为了检测反射波特性而在包括特定的缺陷的电缆的输入端设置发生诊断脉冲的信号发生部420及检测部410，并在信号发生部420与电缆的内部导体c1之间包括阻抗匹配部430。
48.电缆包括内部导体c1、主绝缘层c2、外部导体c3。
49.作为一个实施例，将短脉冲形态的诊断脉冲的大小(h)设为100v、500v、1kv，将脉冲的宽度(w)设为10ns、20ns、30ns，根据由2因子3水平构成的田口(taguchi)实验计划方法而构成9个脉冲组合而进行实验。
50.作为根据各个诊断脉冲的实验组合而检测的性能因子，将相对检测的反射波的最大大小所施加的脉冲的大小之比选择为百分比，性能因子越大，设定为越好的望大特性函数。
51.图5表示本发明的实施例的相对反射波大小比率的信噪比(sn ratio)。
52.根据本发明的实施例，根据对按照田口实验计划方法而构成的9个实验组合进行分析的结果导出信噪比(sn ratio)特性，由此可知，对相同的缺陷，诊断脉冲的大小越小，诊断脉冲的宽度越大，灵敏度越强。
53.即，由此可知，通过对相同的电缆缺陷施加的诊断脉冲的大小和宽度，对根据缺陷而在电缆内发生的反射波的大小带来较大的影响。
54.根据本发明的实施例，构成大小(h)和宽度(w)依次变化的一系列诊断脉冲串，预测关于在电缆内发生的缺陷的正确的位置信息及缺陷的大小及渗透深度等这样的缺陷的进行信息。
55.图6表示本发明的实施例的诊断脉冲串的结构。
56.由预设数量(i个)构成的诊断脉冲(pi)组中，脉冲大小(hi)和脉冲宽度(wi)逐渐地增加，如下面的[数式1]所示，脉冲之间的间隔(t)通过要诊断的电缆的长度(l)而决定。
[0057]
[数式1]
[0058][0059]
参照图6，用虚线所示的脉冲增加趋势为对数函数或多项函数形态。
[0060]
图7表示本发明的实施例的对包括两个缺陷的电缆施加的诊断脉冲串的结构。
[0061]
在将本发明的实施例的诊断脉冲串施加到包括两个缺陷(缺陷1，缺陷2)的电缆的情况下，根据各个缺陷的特性(分布缺陷的大小及渗透深度)，由构成诊断脉冲串的脉冲的大小和宽度而分别示出不同的反射波的特性。
[0062]
根据本发明的实施例，为了对按照时间顺序检测的反射波组进行有效的分析，重叠配置到相同的缺陷位置。
[0063]
参照图7，在缺陷1的情况下，在诊断脉冲(p1)发生较大的反射波，而在缺陷2的情况下，在诊断脉冲(pi)发生较大的反射波。
[0064]
根据本发明的实施例，关于缺陷的分布大小，推测为对相同的缺陷形成的反射波的形态。
[0065]
根据本发明的实施例，关于缺陷的渗透深度，利用对特定脉冲宽度体现的反射波的大小来推测。
[0066]
图8表示本发明的实施例的电力电缆劣化检测方法。
[0067]
本发明的实施例的电力电缆劣化检测方法包括：为了进行脉冲传播特性分析而设定包括大小和宽度不同的多个短脉冲的诊断脉冲，并施加诊断脉冲的步骤(s810)及利用脉冲传播特性分析的结果而检测电力电缆的劣化的步骤(s820)。
[0068]
(s810)步骤中，设定大小和宽度隔着预设的时间间隔而依次变化的诊断脉冲。
[0069]
诊断脉冲的大小和宽度具备依次增加的形态。
[0070]
时间间隔根据诊断对象电缆的长度及脉冲行进速度而设定。
[0071]
(s820)步骤中，利用反射波的形态而推测电力电缆的缺陷大小。
[0072]
(s820)步骤中，利用反射波的大小而推测电力电缆的缺陷渗透深度。
[0073]
另一方面，本发明的实施例的电力电缆劣化检测方法在计算机系统中体现或记录在记录介质。计算机系统包括至少一个以上的处理器和存储器和使用者输入装置和数据通信总线和使用者输出装置和存储室。上述的各个构成要件通过数据通信总线而进行数据通信。
[0074]
计算机系统还包括与网络相连的网络接口。处理器是中央处理装置(central processing unit cpu)或处理存储于存储器及/或存储室的命令语的半导体装置。
[0075]
存储器及存储室包括各种形态的易失性或非易失性存储介质。例如，存储器包括rom及ram。
[0076]
因此，本发明的实施例的电力电缆劣化检测方法可体现为计算机可执行的方法。本发明的实施例的电力电缆劣化检测方法在计算机装置中执行时，由计算机可读取的命令语来执行本发明的电力电缆劣化检测方法。
[0077]
另一方面，上述的本发明的电力电缆劣化检测方法可体现为由计算机可读取的记录介质中的计算机可读取的代码。作为计算机可读取的记录介质，包括存储有通过计算机系统可解读的数据的所有种类的记录介质。例如，rom(read only memory：只读存储器)、ram(random access memory：随机存取存储器)、磁带、磁盘、闪存、光数据存储装置等。另外，由计算机可读取的记录介质分散到通过计算机通信网相连的计算机系统，作为可以分散方式读取的代码被存储并执行。
[0078]
以上，以本发明的实施例为主进行了说明。本领域的技术人员在不脱离本发明的本质特性的范围内可以变形的形态体现本发明。因此，公开的实施例并非限定本发明，而只
是对本发明进行说明。本发明的范围不限于上述的说明，而是根据权利要求书而定义，与此相同的范围内的所有区别点应均包括在本发明。