一种电力电缆高阻故障点低阻化的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电力电缆高阻故障点低阻化的装置和方法，包括相并联的脉冲高电压产生部分和直流电弧维持部分；脉冲高电压部分与直流电弧维持部分之间通过球间隙和磁开关以及硅堆连接；所述电力电缆高阻故障点低阻化的装置工作时先输出脉冲电压，后输出维持电弧燃烧的直流电流。所述电力电缆高阻故障点低阻化的装置工作时，脉冲高电压先作用于电缆的高阻故障点，电缆的高阻故障点被脉冲高电压击穿电弧放电后，电阻减小接近短路，直流电弧维持部分对高阻故障点提供直流电流维持电弧燃烧直到将其低阻化。本发明专利技术在电力电缆不受损伤的情况下，能够实现在十几秒至几十秒时间内将高阻故障点电缆主绝缘局部碳化，将故障点对地电阻低阻化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力电缆
，特别涉及一种电力电缆高阻故障点低阻化的装置和方法。
技术介绍
目前广泛使用的XLPE电力电缆发生的单相接地绝缘故障，主要可分为电缆本体故障和电缆头故障。本体故障表现为故障点高电阻型和低电阻型。电力电缆故障点的电阻较低时，一般采用低压脉冲反射法，即在故障电缆任意一端注入低压脉冲，测量该脉冲与其反射波之间的时间间隔，从而粗略得到故障点距离测量端的长度；当电力电缆故障点的电阻较高时，低压脉冲在故障点没有明显的反射，必须首先将故障点的对地电阻设法降到足够小，才能获得用于测量的幅值明显的反射波脉冲。将电力电缆高阻故障点低阻化的原理一般是向故障点注入电流，以使故障点绝缘碳化。目前将电力电缆高阻故障点低阻化的装置和方法工作效率很低。由于故障点的电阻较高，施加较低电压(例如：10kV)泄漏电流很小，无法在短时间使其碳化。现有设备采用高压脉冲设备，将故障点反复击穿，通过注入脉冲电流使其碳化，该方法通常需要30分钟以上时间才能实现故障点低阻化，效率低，设备寿命短。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电力电缆高阻故障点低阻化的装置和方法，以解决上述技术问题。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种电力电缆高阻故障点低阻化的装置，包括相并联的脉冲高电压产生部分和直流电弧维持部分；所述脉冲高电压产生部分用于单次放电将电力电缆高阻故障点击穿，并使故障点产生电弧；<br>所述直流电弧维持部分用于在电力电缆高阻故障点击穿后，向电力电缆故障点输出维持故障点电弧燃烧的电流。进一步的，直流电弧维持部分包括可调恒压/恒流电源、电源保护电路、储能电容器C、硅堆D1和磁开关K；可调恒压/恒流电源通过电源保护电路连接储能电容器C；可调恒压/恒流电源的正极性输出端通过电源保护电路连接硅堆D1的正极性端，硅堆D1的负极性端和磁开关K的一端连接，磁开关K的另一端与脉冲高电压产生部分的高压输出端并联。进一步的，电源保护电路由限流阻抗Z1、Z2、Z3和反向续流二极管D2组成的T网络构成；限流阻抗Z1的一端作为电源保护电路的端子1；限流阻抗Z1的另一端与限流阻抗Z2的一端连接，限流阻抗Z2的另一端作为电源保护电路的端子2；限流阻抗Z3的一端作为电源保护电路的端子4；限流阻抗Z3的另一端作为电源保护电路的接地端子3；电源保护电路的接地端子3连接反向续流二极管D2的正极，限流阻抗Z1和Z2的共同端连接反向续流二极管D2的负极；可调恒压/恒流电源的正负极性输出端分别与电源保护电路的端子1和端子4连接；储能电容器C并联于电源保护电路的正极性输出端子2和接地端子3之间；电源保护电路的端子2与硅堆D1的正极性端连接。进一步的，磁开关K的另一端与脉冲高电压产生部分的高压输出端并联作为整个装置的正极性输出端与电力电缆的三相或单相负载相连。进一步的，脉冲高电压产生部分包括单次高压脉冲发生器和可调球间隙Q；单次高压脉冲发生器的正极性高压输出端与球间隙一端相连接，球间隙的另一端作为脉冲高电压产生部分的高压输出端与直流电弧维持部分的正极性输出端并联作为整个装置的正极性输出端与电力电缆的三相或单相负载相连。进一步的，单次高压脉冲发生器的负极性端与电缆外屏蔽和铠装层相连共同接地。进一步的，所述单次高压脉冲发生器用于输出10～50kV的正极性脉冲高电压。进一步的，直流电弧维持部分用于输出维持故障点电弧为10至100A的直流电流。一种电力电缆高阻故障点低阻化的方法，具体包括以下步骤：1)、可调恒压/恒流电源向储能电容器C充电；2)、储能电容器C充电完成后，单次高压脉冲发生器接收到触发信号产生正极性脉冲高电压；该脉冲高电压直接作用于可调球间隙并使球间隙击穿；球间隙击穿后，脉冲高电压施加于电力电缆并沿电缆传播；该脉冲高电压遇到电力电缆的高阻故障点使其击穿放电，并在高阻故障点产生电弧；3)、电力电缆的高阻故障点产生电弧后，直流电弧维持部分和负载形成的回路导通；直流电弧维持部分向电力电缆故障点输出维持故障点电弧燃烧的电流。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术提供一种电力电缆高阻故障点低阻化的装置，所述电力电缆高阻故障点低阻化装置包括相并联的脉冲高电压产生部分和直流电弧维持部分。所述装置先输出脉冲高电压，后输出维持电弧燃烧的直流电流。所输出脉冲高电压由可输出正极性脉冲高电压的单次高压脉冲发生器产生。所输出维持电弧燃烧的直流电流由直流电弧维持部分的恒压/恒流电源和储能电容器C提供。本专利技术提供的一种电力电缆高阻故障点低阻化的方法，采用所述电力电缆高阻故障点低阻化装置对电缆高阻故障点低阻化处理。所述装置输出的脉冲高电压将电力电缆高阻故障点击穿，并使该故障点产生电弧；电力电缆的高阻故障点放电产生电弧后，电阻很小相当于短路，可调恒压/恒流电源和储能电容器C共同经硅堆D1和磁开关向电力电缆的故障点输出10至100A的直流电流维持故障点电弧燃烧。所述装置能够对故障点的电弧燃烧持续提供10至100A的直流电流，使得电力电缆的高阻故障点电弧能够维持长时间燃烧，不会熄灭。与传统电力电缆高阻故障点低阻化的装置和方法相比，本专利技术提供的电力电缆高阻故障点低阻化的装置和方法在电力电缆不受损伤的情况下，能够实现在十几秒至几十秒时间内将高阻故障点电缆主绝缘局部碳化，将故障点对地电阻低阻化。本专利技术提供的电力电缆高阻故障点低阻化的装置结构简单、成本小、工作可靠性高。采用所述装置对电力电缆高阻故障点低阻化不仅能够极大缩短低阻化的时间，而且能够提高电力电缆维修效率，降低成本。设置磁开关和硅堆D1保护了输出的脉冲高电压不被直流电弧维持部分吸收，保证了脉冲高电压能够直接作用于负载，并避免了脉冲高电压对直流电弧维持部分造成破坏。本专利技术提供的电力电缆高阻故障点低阻化的装置和方法，通过结构参数和电路参数，可以得到不同的脉冲高电压和直流电流，从而充分满足电力电缆高阻故障点绝缘材料碳化对脉冲高电压和直流电流的需求。本专利技术提供的电力电缆高阻故障点低阻化的装置和方法，对XLPE电力电缆的无故障部分的损伤小。XLPE电力电缆受脉冲高电压作用时间短，不会对电缆产生破坏性损坏；XLPE电力电缆受大电流作用时间长，但所受的电压低，不会对其产生破坏性损坏。本专利技术电力电缆高阻故障点低阻化装置输出的脉冲高电压、直流电弧维持部分输出的直流电流均可根据需要进行调节。附图说明图1是本专利技术一种电力电缆高阻故障点低阻化的装置的结构示意图。...

【技术保护点】
一种电力电缆高阻故障点低阻化的装置，其特征在于，包括相并联的脉冲高电压产生部分和直流电弧维持部分；所述脉冲高电压产生部分用于单次放电将电力电缆高阻故障点击穿，并使故障点产生电弧；所述直流电弧维持部分用于在电力电缆高阻故障点击穿后，向电力电缆故障点输出维持故障点电弧燃烧的电流。

【技术特征摘要】
1.一种电力电缆高阻故障点低阻化的装置，其特征在于，包括相并联的脉冲高电压产生
部分和直流电弧维持部分；
所述脉冲高电压产生部分用于单次放电将电力电缆高阻故障点击穿，并使故障点产生电
弧；
所述直流电弧维持部分用于在电力电缆高阻故障点击穿后，向电力电缆故障点输出维持故
障点电弧燃烧的电流。
2.根据权利要求1所述的一种电力电缆高阻故障点低阻化的装置，其特征在于，直流电
弧维持部分包括可调恒压/恒流电源、电源保护电路、储能电容器C、硅堆D1和磁开关K；可
调恒压/恒流电源通过电源保护电路连接储能电容器C；可调恒压/恒流电源的正极性输出端通
过电源保护电路连接硅堆D1的正极性端，硅堆D1的负极性端和磁开关K的一端连接，磁开
关K的另一端与脉冲高电压产生部分的高压输出端并联。
3.根据权利要求2所述的一种电力电缆高阻故障点低阻化的装置，其特征在于，电源保
护电路由限流阻抗Z1、Z2、Z3和反向续流二极管D2组成的T网络构成；限流阻抗Z1的一端
作为电源保护电路的端子1；限流阻抗Z1的另一端与限流阻抗Z2的一端连接，限流阻抗Z2的
另一端作为电源保护电路的端子2；限流阻抗Z3的一端作为电源保护电路的端子4；限流阻抗
Z3的另一端作为电源保护电路的接地端子3；电源保护电路的接地端子3连接反向续流二极管
D2的正极，限流阻抗Z1和Z2的共同端连接反向续流二极管D2的负极；
可调恒压/恒流电源的正负极性输出端分别与电源保护电路的端子1和端子4连接；储能
电容器C并联于电源保护电路的正极性输出端子2和接地端子3之间；电源保护电路的端子2
与硅堆D1的正极性端连接。
4.根据权利要求2所述的一种电力电缆高阻故障点低阻化的装置，其特征在于，磁开关
K的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴红延，王维，黄易之，薛军，白晓斌，常江，
申请(专利权)人：西安宇铭电物理技术有限责任公司，国网陕西省电力公司，国网陕西省电力公司宝鸡供电公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61