CN112363026A - 基于固定振荡频率下u-q曲线的电缆缺陷识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于固定振荡频率下U‑Q曲线的电缆缺陷识别方法，其特点是：分别制作导体尖端缺陷、屏蔽破损缺陷、悬浮电位缺陷和绝缘径向缺陷的被试缺陷电缆；施加振荡波电压时，通过调节与被试缺陷电缆相并联的调频电容器的电容量，保持振荡电压的频率不变；升压过程中，分阶段升高所施加的振荡波电压有效值,每阶段电压保持一段时间；在每个加压阶段中，计算得出每个加压阶段的等效视在局部放电量；绘制不同缺陷类型的U‑Q关系曲线；通过对比不同缺陷类型的U‑Q关系曲线的特征，实现不同类型电缆缺陷的识别功能。本发明实现了基于固定振荡频率下U‑Q曲线下的不同电缆缺陷类型的识别功能，解决了对电缆缺陷的类型进行有效检测的问题。
Description
技术领域
本发明属于电缆与测量测试领域，尤其是一种基于固定振荡频率下U-Q 曲线的电缆缺陷识别方法。
背景技术
目前，城市输电网络基本都采用电缆输电线路，其具有输电性能稳定、安全性高与适应性强的特点，在电缆输电线路中，XLPE电缆由于其良好的物理、化学与机械性能而被广泛采用，其安全可靠性直接关系到城市电力***的正常运行，作为电力***中的重要设备，电缆的绝缘状况对电力***的稳定运行至关重要，对电力电缆进行绝缘状况的评价，对维护电力电网的安全稳定具有十分重要的意义，为了提前发现电缆绝缘中存在的缺陷，需要通对电缆进行试验，检查是否存在缺陷，并对缺陷的性质进行判定。
振荡波试验由于其试验设备体积小、质量轻，开展现场试验十分方便，目前已广泛应用于电缆绝缘检测，通过开展电缆缺陷识别研究工作发现，在进行振荡波试验时，当固定振荡波试验的电压频率时，随着试验电压U的变化，局部放电量Q也随之呈现变化，且对于不同类型的缺陷，这一变化规律各不相同。
通过检索，尚未发现与本发明专利申请相关的专利公开文献。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种设计合理、速度快且准确可靠的基于固定振荡频率下U-Q曲线的电缆缺陷识别方法，解决了对实际工程中电缆缺陷的类型进行有效检测的问题。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种基于固定振荡频率下U-Q曲线的电缆缺陷识别方法，包括以下步骤：
步骤1、分别制作导体尖端缺陷、屏蔽破损缺陷、悬浮电位缺陷和绝缘径向缺陷的被试缺陷电缆；
步骤2、在施加振荡波电压时，通过调节与被试缺陷电缆相并联的调频电容器的电容量C，保持振荡电压的频率不变；
步骤3、在升压过程中，分阶段升高所施加的振荡波电压有效值U,每阶段电压保持一段时间；
步骤4、在每个加压阶段中，计算得出每个加压阶段的等效视在局部放电量Q；
步骤5、根据每个加压阶段的振荡波电压有效值U和等效视在局部放电量Q，绘制不同缺陷类型的U-Q曲线；
步骤6、通过对比不同缺陷类型的U-Q关系曲线，实现不同类型电缆缺陷的识别功能。
而且，所述步骤1中导体尖端缺陷的制作方法为：在导体接管处安装一长6mm、直径1mm的钢针。
而且，所述步骤1中屏蔽破损缺陷的制作方法为：在电缆屏蔽层上制作一长宽为2cm×2cm的缺口。
而且，所述步骤1中悬浮电位缺陷的制作方法为：沿电缆主绝缘表面外径缠绕一圈宽1cm的铜带。
而且，所述步骤1中绝缘径向缺陷的制作方法为：在电缆屏蔽断口径向环切1mm深、0.5mm宽气隙。
而且，所述步骤2中试验中所选电压频率为50Hz。
而且，所述步骤3中每阶段电压的保持时间为5min。
而且，所述步骤3中电压有效值从1kV开始，分阶段升压至5kV、10kV、 15kV、20kV。
而且，所述步骤4中计算等效视在局部放电量Q的具体公式如下：
其中，n为采集到的局部放电脉冲次数，qi为每个脉冲对应的视在放电量。
本发明取得的优点和积极效果是：
本发明通过对不同类型电缆缺陷电缆，施加固定频率的振荡波电压激发局放，并通过改变施加的电压有效值U，得到相应的等效视在局部放电量Q，将得到的多组数据整理成U-Q曲线，即得到不同类型电缆缺陷的U-Q特征曲线，根据U-Q曲线特征即可实现对不同类型电缆缺陷的识别,从而对实际工程中电缆缺陷的类型进行有效检测,解决了对电缆缺陷的类型进行有效检测的问题。
附图说明
图1是本发明的基于固定振荡频率下U-Q曲线的电缆缺陷识别方法流程图。
图2是本发明的电缆缺陷模型与调频电容器连接的试验电路示意图。
图3是本发明的导体尖端、屏蔽破损、悬浮电位、绝缘径向四种电缆缺陷在50Hz振荡波电压频率下的U-Q关系曲线。
图4是本发明导体尖端缺陷模型的仿真示意图。
图5是本发明屏蔽破损缺陷模型的仿真示意图。
图6是本发明悬浮电位缺陷模型的仿真示意图。
图7是本发明绝缘径向缺陷模型的仿真示意图。
具体实施方式
下面结合通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
本发明未具体详细描述的结构，均可以理解为本领域的常规结构。
一种基于固定振荡频率下U-Q曲线的电缆缺陷识别方法，如图1至图7 所示，步骤如下：
步骤1、选取35kV单芯电缆，分别制作导体尖端缺陷、屏蔽破损缺陷、悬浮电位缺陷和绝缘径向缺陷的被试缺陷电缆。
在本实施例中，制作不同缺陷的被试缺陷电缆的方法如下：
导体尖端缺陷的制作方法为：在导体接管处安装一长6mm、直径1mm的钢针。
屏蔽破损缺陷的制作方法为：在电缆屏蔽层上制作一长宽为2cm×2cm 的缺口。
悬浮电位缺陷的制作方法为：沿电缆主绝缘表面外径缠绕一圈宽1cm的铜带。
绝缘径向缺陷的制作方法为：在电缆屏蔽断口径向环切1mm深、0.5mm 宽气隙。
以上四种模型为试验研究用的典型缺陷，根据实际需要，可制作其他类型的电缆缺陷模型，缺陷的识别方法仍然适用。
步骤2、在施加振荡波电压时，通过调节与被试缺陷模型相并联的调频电容器的电容量C，保持振荡电压的频率不变。
在本步骤中，试验中所选电压的频率为50Hz，根据实际需要，可选取其他振荡波电压频率，缺陷的识别方法仍然适用。
步骤3、在升压过程中，分阶段升高所施加的振荡波电压有效值U,从电压有效值1kV开始，分阶段升压至5kV、10kV、15kV、20kV，每阶段电压保持5min。
步骤4、在每个加压阶段中，采集5min内局部放电脉冲次数n及每个脉冲对应的视在放电量qi，根据以下公式：
计算得出每个加压阶段的等效视在局部放电量Q。
步骤5、根据每个加压阶段施加的振荡波电压有效值U，以及每个阶段得到的等效视在局部放电量Q，可以得到该缺陷的U-Q关系曲线,以此类推，即可得到固定振荡频率电压下，不同缺陷的U-Q关系曲线。
步骤6、根据步骤5得到的不同缺陷类型的U-Q曲线，分析不同U-Q曲线的变化规律，对比不同U-Q关系曲线的特征，实现对不同类型电缆缺陷的识别功能。
本发明还可以通过制作其他种类缺陷模型，进一步扩大缺陷种类的识别范围。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例所公开的内容。
Claims (9)
1.一种基于固定振荡频率下U-Q曲线的电缆缺陷识别方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、分别制作导体尖端缺陷、屏蔽破损缺陷、悬浮电位缺陷和绝缘径向缺陷的被试缺陷电缆；
步骤2、在施加振荡波电压时，通过调节与被试缺陷电缆相并联的调频电容器的电容量C，保持振荡电压的频率不变；
步骤3、在升压过程中，分阶段升高所施加的振荡波电压有效值U,每阶段电压保持一段时间；
步骤4、在每个加压阶段中，计算得出每个加压阶段的等效视在局部放电量Q；
步骤5、根据每个加压阶段的振荡波电压有效值U和等效视在局部放电量Q，绘制不同缺陷类型的U-Q曲线；
步骤6、通过对比不同缺陷类型的U-Q关系曲线的特征，实现不同类型电缆缺陷的识别功能。
2.根据权利要求1所述的基于固定振荡频率下U-Q曲线的电缆缺陷识别方法，其特征在于：所述步骤1中导体尖端缺陷的制作方法为：在导体接管处安装一长6mm、直径1mm的钢针。
3.根据权利要求1所述的基于固定振荡频率下U-Q曲线的电缆缺陷识别方法，其特征在于：所述步骤1中屏蔽破损缺陷的制作方法为：在电缆屏蔽层上制作一长宽为2cm×2cm的缺口。
4.根据权利要求1所述的基于固定振荡频率下U-Q曲线的电缆缺陷识别方法，其特征在于：所述步骤1中悬浮电位缺陷的制作方法为：沿电缆主绝缘表面外径缠绕一圈宽1cm的铜带。
5.根据权利要求1所述的基于固定振荡频率下U-Q曲线的电缆缺陷识别方法，其特征在于：所述步骤1中绝缘径向缺陷的制作方法为：在电缆屏蔽断口径向环切1mm深、0.5mm宽气隙。
6.根据权利要求1所述的基于固定振荡频率下U-Q曲线的电缆缺陷识别方法，其特征在于：所述步骤2中试验中所选电压频率为50Hz。
7.根据权利要求1所述的基于固定振荡频率下U-Q曲线的电缆缺陷识别方法，其特征在于：所述步骤3中每阶段电压的保持时间为5min。
8.根据权利要求1至7任一项所述的基于固定振荡频率下U-Q曲线的电缆缺陷识别方法，其特征在于：所述步骤3中电压有效值从1kV开始，分阶段升压至5kV、10kV、15kV、20kV。
9.根据权利要求1至7任一项所述的基于固定振荡频率下U-Q曲线的电缆缺陷识别方法，其特征在于：所述步骤4中计算等效视在局部放电量Q的具体公式如下：
其中，n为采集到的局部放电脉冲次数，qi为每个脉冲对应的视在放电量。
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| CN113138323A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-07-20 | 深圳供电局有限公司 | 局部放电类型识别装置 |
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| CN102914733A (zh) * | 2012-11-16 | 2013-02-06 | 中国电力科学研究院 | 一种大长度超高压交联电缆阻尼振荡波局部放电现场检测方法 |
| CN108120907A (zh) * | 2018-01-10 | 2018-06-05 | 清华大学 | 一种基于工频至低频电压下特征提取的局部放电诊断方法 |
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