CN111044792A - 一种高压电缆介质损耗带电检测***及方法 - Google Patents
一种高压电缆介质损耗带电检测***及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111044792A CN111044792A CN202010037015.0A CN202010037015A CN111044792A CN 111044792 A CN111044792 A CN 111044792A CN 202010037015 A CN202010037015 A CN 202010037015A CN 111044792 A CN111044792 A CN 111044792A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- unit
- cable
- current
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
- G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
- G01R27/2688—Measuring quality factor or dielectric loss, e.g. loss angle, or power factor
- G01R27/2694—Measuring dielectric loss, e.g. loss angle, loss factor or power factor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Relating To Insulation (AREA)
Abstract
本发明涉及一种高压电缆介质损耗带电检测***及方法，该***包括泄露电流获取单元、线芯电压获取单元、便携式电流测量单元、便携式电压测量单元、GPS卫星***和无线网络***；该方法包括采用泄露电流分离方法计算出该相电缆的泄漏电流；采用线芯电压获取方法采集电缆三相电压，利用电缆电压传输特性，对采集到的电压信号进行校正，得到电缆线芯的电压值；无线网络***将数据采集单元采集到的电流信号送入便携式电压测量单元，实时计算出介质损耗的值。本发明利用同步电流测量装置将泄露电流从测量电流中分离出来，在盘柜上获取参考电压并校正盘柜与电缆之间的距离，保证了介质损耗检测***的检测准确性，提高了介质损耗检测精度。
Description
技术领域
本发明属于高压电缆技术领域，尤其是一种高压电缆介质损耗带电检测***及方法。
背景技术
由于电力电缆随着使用年限的增长，逐渐开始老化，发生老化故障的可能性不断增大，因此电力电缆的老化状态评估是保持电力***安全稳定运行的重要举措。其中，高压电缆介质损耗检测是评估电缆整体老化程度的有效手段。
目前国内外广泛采用的介质损耗检测方法主要为离线测量法，该方法需要将电缆全部停电进行离线检测，无法实现电缆运行状态下的实时测量。然而，现有的高压电缆介质损耗在线测量装置检测精度低、数据不稳定，无法可靠判断电缆绝缘老化情况。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种高压电缆介质损耗带电检测***及方法，通过在电缆接地箱安装同步测量电流传感器以及在盘柜上安装电压传感器并进行测距校正，实现了泄露电流的分离以及参考电压的获取，提高了介质损耗测量精度。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种高压电缆介质损耗带电检测***，包括泄露电流获取单元、线芯电压获取单元、便携式电流测量单元、便携式电压测量单元、GPS卫星***和无线网络***；
所述泄露电流获取单元包括多个安装在电缆接地箱上的同步测量电流传感器，计算某段电缆一相的泄漏电流；
所述线芯电压获取单元采用电压互感器并安装在盘柜上，利用电缆电压传输特性，计算得到待测点处的电压值；
所述便携电流测量单元为两个并与泄露电流获取单元相连接用于测量泄露电流；
所述便携电压测量单元与线芯电压获取单元相连接用于测量线芯电压；
所述GPS卫星***与便携电流测量单元、便携电压测量单元相连接用于对各个测量单元的高精度同步控制功能；
所述无线网络***与便携电流测量单元、便携电压测量单元相连接，将便携电流测量单元采集到的电流信号送入便携式电压测量单元，从而实时计算出介质损耗的值。
进一步，所述同步测量电流传感器采用穿心式电流互感器，并将电流互感器直接套在被测电缆的接地线中。
进一步，所述便携电流测量单元包括电流信号调理单元、数据采集单元、信号同步单元和无线通讯单元，所述电流信号调理单元对泄露电流信号进行调理后送入到数据采集单元，该数据采集单元输出端分别连接信号同步单元和无线通讯单元，该信号同步单元与GPS卫星***相连接，该无线通讯单元与无线网络***相连接。
进一步，所述电流信号调理单元包括依次连接的放大模块、滤波模块和保护模块。
进一步，所述便携电压测量单元包括电压信号调理单元、数据采集单元、信号同步单元和无线通讯单元，所述电压信号调理单元对线芯电压进行调理后送入到数据采集单元，该数据采集单元输出端分别连接信号同步单元和无线通讯单元，该信号同步单元与GPS卫星***相连接，该无线通讯单元与无线网络***相连接。
进一步，所述电压信号调理单元包括依次连接的衰减网络模块、滤波模块和保护模块，并将电压调理到±5V的范围。
进一步，所述GPS卫星***包括卫星通信时钟发生器模块、计数器模块、A/D采集电路和时钟同步模块，所述卫星通信时钟发生器模块产生绝对时间信号、1pps信号、10M pps信号；所述计数器模块接收1PPS信号，按1PPS频率进行计数，并设定采集时间，当达到时间控制器的起始时间时，计数器模块提供触发信号，触发A/D采集电路开始采集；所述时钟同步模块利用同步镜像延迟电路的快速锁定和低功耗来稳定10M pps信号和本地恒温晶振信号同步，最终使各个采集终端进行高精度同步采集。
一种高压电缆介质损耗带电检测***的检测方法，包括以下步骤：
步骤1、采用泄露电流分离方法，在电缆接地两端安装同步电流测量传感器，计算出该相电缆的泄漏电流；
步骤2、采用线芯电压获取方法，通过同步电压采集装置在盘柜处采集电缆三相电压，利用电缆电压传输特性，对采集到的电压信号进行校正，得到电缆线芯的电压值；
步骤3、无线网络***将数据采集单元采集到的电流信号送入便携式电压测量单元，实时计算出介质损耗的值。
进一步，所述步骤2对电压信号进行校正的方法包括以下步骤：
(1)测量盘柜与电缆PT之间的距离；
(2)根据距离获得电缆的电阻R与电导X，并计算电压变化值△U与δU，其定义为：
(3)根据计算得到的电压幅值变化与相角变化，对盘柜上测得电压值进行校正。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明利用同步电流测量装置将泄露电流从测量电流中分离出来，在盘柜上获取参考电压并校正盘柜与电缆之间的距离，保证了介质损耗检测***的检测准确性，提高了介质损耗检测精度。
2、本发明利用测距法测得盘柜与电缆PT之间的距离，对盘柜处获得的电缆电压进行校正，解决了无法直接从高压电缆获得线芯电压的难题，实现了高压电缆介质损耗带电检测，保证了介质损耗检测装置的安全性，提高了介质损耗检测的精度。
附图说明
图1是本发明的高压电缆介质损耗带电检测***连接示意图；
图2是本发明的便携式电流测量单元的信号调理单元电路原理图；
图3是本发明的便携式电压测量单元的信号调理单元电路原理图；
图4是本发明提供的同步单元原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详述。
一种高压电缆介质损耗带电检测***，如图1所示，包括泄露电流获取单元(1)、线芯电压获取单元(2)、便携式电流测量单元(3)、便携式电压测量单元(4)、GPS卫星***(5)和无线网络***(6)。
所述泄露电流获取单元(1)包括多个安装在电缆接地箱上的同步测量电流传感器。当电缆两端直接接地时，通过对一相电缆接地两端安装2个同步电流测量传感器能够计算该相电缆的泄漏电流；当电缆一端或中央部位单点直接接地时，通过对一相电缆接地一端安装1个同步测量传感器能够计算出该相电缆的泄漏电流。当电缆交叉互联接地时，电缆被划分为几个单元，且在每个单元内按3个长度尽可能均等区段，每段交叉互联并经保护器接地。根据电缆被划分的单元个数和不同的交叉互联接地箱，提出了安装最多5个同步电流测量传感器来计算某段电缆一相的泄漏电流。
所述线芯电压获取单元(2)采用电压互感器并安装在盘柜上。在电缆终端连接GIS时，电压互感器测得电缆电压值经过盘柜传输给监测***。通过同步电压采集装置在盘柜处采集电缆三相电压，利用电缆电压传输特性，计算得到待测点处的电压值。
线芯电压获取单元(2)根据盘柜与电缆PT之间的距离以及电压传输特性，对线芯电压相角进行校正，得到PT处更为精确地线芯电压值，从而提高介质损耗测量精度。
所述便携式电流测量单元包括便携式电流测量单元1和便携式电流测量单元2。便携式电流测量单元1和便携式电流测量单元2均由信号调理单元1、数据采集单元1、信号同步单元和无线通讯单元构成，如图2所示，信号调理单元1为电流信号调理单元，包括放大模块、滤波模块和保护模块，信号调理单元1将通过电流互感器将泄露电流信号经过取样放大、滤波、保护三个过程变为±5V的电压信号，送入到数据采集单元1，数据采集单元1输出端分别连接信号同步单元和无线通讯单元，信号同步单元与GPS卫星***(5)相连接进行信号同步，无线通讯单元与无线网络***(6)相连接。
在本实施例中，所述电流互感器采用穿心式电流互感器，将电流互感器TA直接套在被测电缆的接地线中。选择高频电流互感器，采用超微晶铁芯新型材料，极大地提高了传感器的高频性能，6dB带宽达到200KHz～20MHz。在200KHz～20MHz频带内，传递阻抗均大于5mV/mA，通带平坦度良好。在200KHz～20MHz频带内，传感器输出中可明确辨别出叠加的放电脉冲信号。采用合金外壳屏蔽，传感器线芯选用精良，磁芯的高介质损耗能有效抑制EMI共模噪声，具有良好的频率特性及温度稳定性。
所述便携电压测量单元(4)包括信号调理单元2、数据采集单元2、信号同步单元和无线通讯单元。如图3所示，所述信号调理单元2为电压信号调理单元。盘柜取得的电压大概在60V左右，因此该信号调理单元含衰减网络模块、滤波模块和保护模块，将电压调理到±5V的范围，供后续采集单元采集，数据采集单元2输出分别连接信号同步单元和无线通讯单元。信号同步单元与GPS卫星***(5)相连接进行信号同步，无线通讯单元与无线网络***(6)相连接
在本实施例中，所述衰减网络模块作用是：在信号源PT盘柜与数据采集单元之间***衰减器，使信号通过它产生一定大小或可以调节的衰减，以满足负载或下一级网络在正常工作时对输入信号幅度的要求。
所述滤波模块，当发电场实施倒闸操作时，如中性点不接地***的不同期合闸，这会导致电压互感器铁磁饱和引起高次谐波的发生。耦合的电压信号中可能有GIS室的绝缘缺陷产生局部放电脉冲信号。选择相应的低通滤波器，滤除谐波和干扰。
如图4所示，信号同步单元实现泄露电流信号和芯线电压的同步采集功能。信号同步单元为分布式多通道数据同步采集***，主要由控制器、时序控制同步电路、卫星通信时钟接收器、时钟同步模块(HPCS)、触发器模块、存储器模块、电源模块组成。控制器与各个模块相连接实现总体控制功能，卫星通信时钟接收器通过触发器模块、时钟同步模块(HPCS)与时序控制同步电路相连接，该时序控制同步电路与数据采集单元相连接。
所述GPS卫星***(5)包括卫星通信时钟发生器模块、计数器模块、A/D采集电路和时钟同步模块(HPCS)，卫星通信时钟发生器模块产生绝对时间(GMT)信号、1pps信号、10Mpps信号。计数器模块接收1PPS信号，按1PPS频率进行计数，并设定采集时间，当达到时间控制器的起始时间时，计数器模块提供触发信号，触发A/D采集电路开始采集。高精度快速锁定任意占空比时钟同步(HPCS)模块利用同步镜像延迟(SMD)电路的快速锁定和低功耗来稳定10M pps信号和本地恒温晶振信号同步，最终使各个采集终端进行高精度同步采集。
所述无线网络***(6)将数据采集单元采集到的电流信号送入便携式电压测量单元，从而实时计算出介质损耗的值。4G网络数据传输速度可以达到3OMbps-100Mbps，适用于大区域范围内的数据通信。分布式***架构的数据同步采集模块、4G传输模块以及存储和分析。通过4G网络向数据分析模块返回测量数据，结果显示在可视化界面上。
基于上述高压电缆介质损耗带电检测***，本发明还提出一种高压电缆介质损耗带电检测方法，包括以下步骤：
步骤1、采用泄露电流分离方法，在电缆接地两端安装同步电流测量传感器，计算出该相电缆的泄漏电流。
步骤2、采用线芯电压获取方法，通过同步电压采集装置在盘柜处采集电缆三相电压，利用电缆电压传输特性，对采集到的电压信号进行校正，得到电缆线芯的电压值；
在本步骤中，根据盘柜与电缆PT之间的距离以及电压传输特性，对线芯电压相角进行校正，得到PT处更为精确地线芯电压值，从而提高介质损耗测量精度。其中，线芯电压校正方法，包括以下步骤：
(1)测量盘柜与电缆PT之间的距离；
(2)根据距离获得电缆的电阻R与电导X，并计算电压变化值△U与δU，其定义为：
(3)根据计算得到的电压幅值变化与相角变化，对盘柜上测得电压值进行校正。
步骤3、无线网络***将数据采集单元采集到的电流信号送入便携式电压测量单元，实时计算出介质损耗的值。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
Claims (9)
1.一种高压电缆介质损耗带电检测***，其特征在于：包括泄露电流获取单元、线芯电压获取单元、便携式电流测量单元、便携式电压测量单元、GPS卫星***和无线网络***；
所述泄露电流获取单元包括多个安装在电缆接地箱上的同步测量电流传感器，计算某段电缆一相的泄漏电流；
所述线芯电压获取单元采用电压互感器并安装在盘柜上，利用电缆电压传输特性，计算得到待测点处的电压值；
所述便携电流测量单元为两个并与泄露电流获取单元相连接用于测量泄露电流；
所述便携电压测量单元与线芯电压获取单元相连接用于测量线芯电压；
所述GPS卫星***与便携电流测量单元、便携电压测量单元相连接用于对各个测量单元的高精度同步控制功能；
所述无线网络***与便携电流测量单元、便携电压测量单元相连接，将便携电流测量单元采集到的电流信号送入便携式电压测量单元，从而实时计算出介质损耗的值。
2.根据权利要求1所述的一种高压电缆介质损耗检测***，其特征在于：所述同步测量电流传感器采用穿心式电流互感器，并将电流互感器直接套在被测电缆的接地线中。
3.根据权利要求1所述的一种高压电缆介质损耗检测***，其特征在于：所述便携电流测量单元包括电流信号调理单元、数据采集单元、信号同步单元和无线通讯单元，所述电流信号调理单元对泄露电流信号进行调理后送入到数据采集单元，该数据采集单元输出端分别连接信号同步单元和无线通讯单元，该信号同步单元与GPS卫星***相连接，该无线通讯单元与无线网络***相连接。
4.根据权利要求3所述的一种高压电缆介质损耗检测***，其特征在于：所述电流信号调理单元包括依次连接的放大模块、滤波模块和保护模块。
5.根据权利要求1所述的一种高压电缆介质损耗检测***，其特征在于：所述便携电压测量单元包括电压信号调理单元、数据采集单元、信号同步单元和无线通讯单元，所述电压信号调理单元对线芯电压进行调理后送入到数据采集单元，该数据采集单元输出端分别连接信号同步单元和无线通讯单元，该信号同步单元与GPS卫星***相连接，该无线通讯单元与无线网络***相连接。
6.根据权利要求5所述的一种高压电缆介质损耗检测***，其特征在于：所述电压信号调理单元包括依次连接的衰减网络模块、滤波模块和保护模块，并将电压调理到±5V的范围。
7.根据权利要求1所述的一种高压电缆介质损耗检测***，其特征在于：所述GPS卫星***包括卫星通信时钟发生器模块、计数器模块、A/D采集电路和时钟同步模块，所述卫星通信时钟发生器模块产生绝对时间信号、1pps信号、10M pps信号；所述计数器模块接收1PPS信号，按1PPS频率进行计数，并设定采集时间，当达到时间控制器的起始时间时，计数器模块提供触发信号，触发A/D采集电路开始采集；所述时钟同步模块利用同步镜像延迟电路的快速锁定和低功耗来稳定10M pps信号和本地恒温晶振信号同步，最终使各个采集终端进行高精度同步采集。
8.一种如权利要求1至7任一项所述高压电缆介质损耗带电检测***的检测方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、采用泄露电流分离方法，在电缆接地两端安装同步电流测量传感器，计算出该相电缆的泄漏电流；
步骤2、采用线芯电压获取方法，通过同步电压采集装置在盘柜处采集电缆三相电压，利用电缆电压传输特性，对采集到的电压信号进行校正，得到电缆线芯的电压值；
步骤3、无线网络***将数据采集单元采集到的电流信号送入便携式电压测量单元，实时计算出介质损耗的值。
9.根据权利要求8所述一种高压电缆介质损耗带电检测***的检测方法，其特征在于：所述步骤2对电压信号进行校正的方法包括以下步骤：
(1)测量盘柜与电缆PT之间的距离；
(2)根据距离获得电缆的电阻R与电导X，并计算电压变化值△U与δU，其定义为：
(3)根据计算得到的电压幅值变化与相角变化，对盘柜上测得电压值进行校正。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010037015.0A CN111044792A (zh) | 2020-01-14 | 2020-01-14 | 一种高压电缆介质损耗带电检测***及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010037015.0A CN111044792A (zh) | 2020-01-14 | 2020-01-14 | 一种高压电缆介质损耗带电检测***及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111044792A true CN111044792A (zh) | 2020-04-21 |
Family
ID=70244527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010037015.0A Pending CN111044792A (zh) | 2020-01-14 | 2020-01-14 | 一种高压电缆介质损耗带电检测***及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111044792A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113075507A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-07-06 | 云南电网有限责任公司曲靖麒麟供电局 | 一种高压测量装置 |
| CN113109662A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-07-13 | 中国电力科学研究院有限公司 | 基于相间相对介损确定电缆相对老化程度的方法及*** |
| WO2021238652A1 (zh) * | 2020-05-24 | 2021-12-02 | 国网湖北省电力有限公司营销服务中心(计量中心) | 一种输电线线路损耗在线分析***及方法 |
-
2020
- 2020-01-14 CN CN202010037015.0A patent/CN111044792A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021238652A1 (zh) * | 2020-05-24 | 2021-12-02 | 国网湖北省电力有限公司营销服务中心(计量中心) | 一种输电线线路损耗在线分析***及方法 |
| CN113109662A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-07-13 | 中国电力科学研究院有限公司 | 基于相间相对介损确定电缆相对老化程度的方法及*** |
| CN113075507A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-07-06 | 云南电网有限责任公司曲靖麒麟供电局 | 一种高压测量装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111044792A (zh) | 一种高压电缆介质损耗带电检测***及方法 | |
| JP7308306B2 (ja) | 商用電圧及びインパルス電圧の重畳電圧波形の測定方法及びシステム | |
| CN204116523U (zh) | 一种电缆故障测试*** | |
| CN105223530A (zh) | 高频局部放电检测仪检定***及其检定方法 | |
| CN111505467B (zh) | 一种变压器局放试验中异常放电信号的定位***及方法 | |
| CN104931911A (zh) | 一种超高频局部放电传感器的标定装置及方法 | |
| Heizmann et al. | On-site partial discharge measurements on premoulded cross-bonding joints of 170 kV XLPE and EPR cables | |
| Rodrigo et al. | High performance broadband capacitive coupler for partial discharge cable tests | |
| FI130150B (en) | METHOD AND DEVICE FOR FAULT DETECTION IN A DISTRIBUTION NETWORK | |
| CN107884737A (zh) | 无线高精度同步的现场容性设备在线监测校验***及方法 | |
| CA2584613C (en) | Impedance monitoring system and method | |
| CN201497790U (zh) | 电力电缆局部放电测量超宽带传感器 | |
| JP2004347424A (ja) | 活線絶縁劣化診断方法及びその装置 | |
| CN116593842A (zh) | 一种宽频带、带滤波功能的电缆局部放电检测***及方法 | |
| CN111505557B (zh) | 一种便携式避雷器在线监测装置现场校验装置及方法 | |
| CN205691705U (zh) | 一种基于电容分压的接地故障监测装置 | |
| CN213023527U (zh) | 一种便携式避雷器在线监测装置现场校验装置 | |
| CN211180052U (zh) | 一种使用高频电流互感器的电力电缆局部放电监测装置 | |
| CN210639238U (zh) | 一种通过同时测量电压和电流进行高压容性监测的设备 | |
| CN108051715B (zh) | 一种空心电抗器匝间绝缘缺陷检测***及方法 | |
| CN116068262B (zh) | 一种架空输电线路氧化锌避雷器阻性电流在线监测方法 | |
| CN117686795B (zh) | 一种高压频域介电谱测试装置及方法 | |
| CN113848407B (zh) | 一种gis组合电器动特性测试数据修正方法 | |
| CN115356586B (zh) | 一种输电线路双端对时方法及*** | |
| CN114047374B (zh) | 一种gis手窗式vfto传感与触发一体化测量装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |