一种电缆局放检测方法和装置与流程

1.本发明涉及电缆局放检测技术领域，尤其是涉及一种电缆局放检测方法和装置。


背景技术：

2.高压电缆作为城市的血脉，提供着城市生活所需的能量。一旦电缆出现故障。对城市生活造成的影响不可估量。高压电路主要故障位置为高压电缆接头。做好高压电缆接头检测，是确保高压电缆稳定工作的要点。
3.高压xlpe电缆的局部放问题是引起高压电缆事故的主要因素，多年来一直受到广泛关注。究其原因，主要是由于电缆的绝缘部件存在缺陷，产生局部微量放电。而该放电过程加速了电缆绝缘性能劣化，最终导致电缆击穿。如何测量电缆的早期局部放电现象，对预防电缆事故具有重要意义。另一方面，由于电力电缆中间接头的电场应力较为集中，是电力电缆绝缘的薄弱环节，更容易产生绝缘故障。据统计，大部分的电缆绝缘击穿问题发生在电缆中间接头部位。
4.电缆接头局放发生点主要集中在高压电缆硅橡胶上。如果能够定位电缆接头橡胶绝缘层的具体位置。对与电缆接头橡胶层的故障问题进行数据化分析。找出电缆接头橡胶层薄弱环节。从而更有利于生产出合格率更好的产品。传统的局放检测，无论是使用电磁脉冲法，还是超声波的方法，都是没法实现橡胶层的定位功能的。而传统的电容式局放检测，也只能对整个电缆接头检测。不能实现定位功能。
5.电缆局放检测一直是电缆接头的故障判断的重要指标，常见的在电缆接头处的局放检测有hfct检测和电容片局放检测。hfct局放检测方式的缺点比较明显，一是hfct频率响应是一个技术瓶颈，因此不能检测更高频率的局放信号。二是hfct安装在接地接头两侧。因此受到接地线上的环流干扰。局放信号因此被掩埋在干扰信号中。


技术实现要素：

6.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在hfct安装在接地接头两侧，受到接地线上的环流干扰，局放信号容易被掩埋在干扰信号中的缺陷而提供一种电缆局放检测方法和装置。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
8.一种电缆局放检测方法，包括以下步骤：
9.数据采集步骤：在电缆内芯外侧套设第一高频电流互感器，采集高压电缆芯线的高频信号；在接地电缆外侧套设第二高频电流互感器，采集接地电缆的高频信号；在高压电缆外侧套设第三高频电流互感器，采集高压电缆的高频信号；
10.局放电流检测步骤：根据采集的高压电缆芯线、接地电缆和高压电缆的高频信号，计算电缆局放信号，该电缆局放信号的计算表达式为：
11.12.式中，i为电缆局放信号值，i1为高压电缆芯线的高频信号值，i2为接地电缆的高频信号，i3为高压电缆的高频信号值。
13.本发明还提供一种电缆局放检测装置，安装在高压电缆上，所述电缆局放检测装置包括第一高频电流互感器、第二高频电流互感器、第三高频电流互感器和处理器，所述第一高频电流互感器套设在电缆内芯外侧，所述第二高频电流互感器套设在接地电缆外侧，所述第三高频电流互感器套设在高压电缆外侧；
14.所述处理器分别连接所述第一高频电流互感器、第二高频电流互感器和第三高频电流互感器，所述处理器包括加法电路和减法电路，所述加法电路的输入端分别连接所述第一高频电流互感器和第二高频电流互感器，所述减法电路的输入端分别连接所述加法电路的输出端和第三高频电流互感器。
15.进一步地，所述第一高频电流互感器、第二高频电流互感器和第三高频电流互感器响应的电流频率范围为1m～200mhz。
16.进一步地，所述第一高频电流互感器、第二高频电流互感器和第三高频电流互感器的磁芯材料均为镍锌铁氧体。
17.进一步地，所述处理器的响应工作频率在80
‑
120mhz范围以内。
18.进一步地，所述处理器的响应工作频率为100mhz。
19.进一步地，所述处理器还连接有模数转换电路和通讯电路，所述模数转换电路分别连接减法电路和通讯电路。
20.进一步地，所述电缆局放检测装置还包括服务器，该服务器通信连接所述通讯电路。
21.进一步地，所述加法电路和减法电路均包括运算放大器。
22.进一步地，所述处理器还包括除法电路，该除法电路连接所述减法电路的输出端。
23.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
24.本发明分别对电缆内芯、接地电缆和高压电缆上的高频电流信号进行采集，分别作为信号1、信号2和信号3，并且本发明考虑到在没有发生局放时，信号3等于信号1加信号2，当发生局放时，局放信号在电缆内芯和接地电缆中均有体现，而在高压电缆上仅存在微弱的局放信号，因此对各高频电流信号进行加法和减法运算，能直接得到局放信号的数值，该方法可以有效检测高压电缆接头局放信号，准确率高，并且可以排除电缆环流造成的干扰。
附图说明
25.图1为本发明实施例中提供的一种电缆局放检测装置的安装状态示意图；
26.图2为本发明实施例中提供的一种电缆局放检测装置的结构示意图；
27.图中，1、第一高频电流互感器，2、第二高频电流互感器，3、第三高频电流互感器，4、处理器，401、加法电路，402、减法电路，403、除法电路，404、模数转换电路，405、通讯电路，5、电缆内芯，6、接地电缆，7、高压电缆。
具体实施方式
28.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例
中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
29.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
31.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
32.需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
33.实施例1
34.本实施例提供一种电缆局放检测方法，包括以下步骤：
35.数据采集步骤：在电缆内芯5外侧套设第一高频电流互感器1，采集高压电缆7芯线的高频信号；在接地电缆6外侧套设第二高频电流互感器2，采集接地电缆6的高频信号；在高压电缆7外侧套设第三高频电流互感器3，采集高压电缆7的高频信号；
36.局放电流检测步骤：根据采集的高压电缆7芯线、接地电缆6和高压电缆7的高频信号，计算电缆局放信号，该电缆局放信号的计算表达式为：
[0037][0038]
式中，i为电缆局放信号值，i1为高压电缆7芯线的高频信号值，i2为接地电缆6的高频信号，i3为高压电缆7的高频信号值。
[0039]
如图1和图2所示，本实施例还提供一种电缆局放检测装置，安装在高压电缆7上，电缆局放检测装置包括第一高频电流互感器1、第二高频电流互感器2、第三高频电流互感器3和处理器4，第一高频电流互感器1套设在电缆内芯5外侧，第二高频电流互感器2套设在接地电缆6外侧，第三高频电流互感器3套设在高压电缆7外侧；
[0040]
处理器4分别连接第一高频电流互感器1、第二高频电流互感器2和第三高频电流互感器3，处理器4包括加法电路401和减法电路402，加法电路401的输入端分别连接第一高频电流互感器1和第二高频电流互感器2，减法电路402的输入端分别连接加法电路401的输出端和第三高频电流互感器3。
[0041]
工作原理：传统的电缆局放检测只在接地电缆设置一个高频电流互感器。受电缆环流的影响。接地电缆不仅有局放信号，还有很多接地环流信号。为了消除背景干扰。本方
案特别加入：
[0042]
内置的第一高频电流互感器1。该第一高频电流互感器1套在电缆内芯5上，采集高压电缆的芯线的高频电流信号；
[0043]
接地电缆的第二高频电流互感器2，该第二高频电流互感器2外置于接地电缆6上，采集接地电缆6的高频信号。
[0044]
外置的第三高频电流互感器3，该第三高频电流互感器3外置于高压电缆7上，检测高压电缆7的高频信号。
[0045]
其中再没有发生局放时，第三高频电流互感器3采集的是整个电缆的高频信号，作为信号3。第一高频电流互感器1采集的是芯线的高频信号，作为信号1，第二高频电流互感器2采集的是电缆铠装层的高频电流信号，作为信号2。因此信号1加上信号2等于信号3。对信号1和信号2采用加法计算，对信号3与加法电路的和进行比较做减法计算，输出结果为0。
[0046]
在高压电缆接头发生了局放时，大部分局放电流通过电缆芯线5流向电缆铠装的接地电缆6。只有少部分局放电流通过电缆本体向两端传递。
[0047]
因此第一高频电流互感器1，第二高频电流互感器2会检测到局放信号，并且信号同向。而第三高频电流互感器3，只能检测少量电缆接头发生的局放信号。对应于上面设计的运算电路。信号1与信号2采用加法计算，对信号3与加法电路的和进行比较做减法计算，输出结果为两倍局放信号。
[0048]
该方法可以有效检测高压电缆接头局放信号。并且排除电缆环流造成的干扰。
[0049]
本实施例中，第一高频电流互感器1、第二高频电流互感器2和第三高频电流互感器3响应的电流频率范围为1m～200mhz。
[0050]
第一高频电流互感器1、第二高频电流互感器2和第三高频电流互感器3的磁芯材料均为镍锌铁氧体。
[0051]
处理器4的响应工作频率在80
‑
120mhz范围以内，优选为100mhz。
[0052]
加法电路401和减法电路402均包括运算放大器。
[0053]
作为一种优选的实施方式，为对获取的局放信号进行传输，处理器4还连接有模数转换电路404和通讯电路405，模数转换电路404分别连接减法电路402和通讯电路405。
[0054]
优选的，电缆局放检测装置还包括服务器，该服务器通信连接通讯电路405，通过服务器进行统一的数据存储和处理。
[0055]
作为一种优选的实施方式，处理器4还包括除法电路403，该除法电路403连接减法电路402的输出端，该除法电路403的除数参数设置为2，实现直接输出局放信号的大小。
[0056]
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。