一种高压电缆的电荷放电装置制造方法及图纸

一种高压电缆的电荷放电装置，由三个支路并联组成，包括一个开关支路和两个并行电荷放电支路；开关支路由定时开关和短路电感串联组成，电荷放电支路由担任正极电荷的释放和指示支路与负极电荷的释放和指示支路组成，所述正极电荷的释放和指示支路由整流二极管A串连接LED指示灯A，LED指示灯A与旁路电容A、蜂鸣器A并联；负极电荷的释放和指示支路由LED指示灯B串连接整流二极管B，LED指示灯B与旁路电容B、蜂鸣器B并联。本发明专利技术电感与电缆的本体的电容形成LC振荡，快速打破能量释放的结构，加速能量交替，消耗能量；电感与电缆的本体振荡过程中产生新的交流信号，平衡电缆中的直流电压，降低直流偏压的作用，从而改善负偏压或正偏压的危害。

A charge discharge device for high voltage cables

A charge discharge device for high voltage cables consists of three branches in parallel, including a switch branch and two parallel charge discharge branches; a switch branch is composed of a timing switch and a short circuit inductor in series; and a charge discharge branch is composed of a positive charge release and an indication branch and a negative charge release and indication branch. The positive charge release and indicator branch routes rectifier diode A in series to connect LED indicator A, which is in parallel with bypass capacitor A and buzzer A; negative charge release and indicator branch routes LED indicator B in series to connect rectifier diode B, and LED indicator B is in parallel with bypass capacitor B and buzzer B. The inductor and the capacitance of the cable form LC oscillation, which breaks the structure of energy release quickly, accelerates energy alternation and consumes energy; new AC signals are generated during the oscillation of the inductor and the cable, balances the DC voltage in the cable and reduces the effect of DC bias, thereby improving the danger of negative bias or positive bias. Harm.

【技术实现步骤摘要】
一种高压电缆的电荷放电装置
本专利技术属电力行业电力电缆的电荷释放装置结构技术。
技术介绍
电力系统的电缆主要为高压电缆，在开展停电试验前均需开展电缆放电工作。由于早期的试验主要为高压试验，因此通常电缆停电后，采用接地短路铜线或含短路接地功能的高压棒与电缆金属导电线芯快速短时接触即可满足放电要求。随着试验检测技术的发展，低压测试技术得到大量普及应用，对电缆的放电提出了更高的要求，原因在于：1)低压检测技术的诞生，导致了对放电彻底性提出严格指标，有的要求放电后，电缆绝缘层电压比较严格的归零。2)由于电缆是一种长距离容性设备，其储能大小和容量有关，电缆越长，放电过程越慢。在电缆端部进行短路放电后，即使当前对地端电压为零，也可能在一定时间过后，出现电压升高的现象，即电缆短路后重新断开，还存在恢复电压。3)电缆还存在电感效应，电缆越长，受地下电缆沟道的影响，弯曲度越复杂，则等效电缆量越大，该电感与电缆本体的电容会在停电后进行能量交互，从而及时在外部短路情况下，能量不能完整的通过外部短路释放。4)电缆的残存电压有可能会影响低压试验设备的精度和安全性。5)直流电缆的电压释放更加严格，不能简单采取交流放电的短路模式。为解决以上问题，本专利在以下几个方面进行创新：1)兼容交流高压电缆和直流高压电缆的放电问题2)兼容三相电缆和单相电缆3)消除正偏压或负偏压的直流残余电荷对于常规安全作业人员，不需要进行复杂的检修数据分析，而是通过简单，直观，易操作领会的方式进行电缆本体电荷释放情况的分析。由于现在条件下电缆的实际状态未知，可能在护套层的接地电流作用下改变绝缘层电荷分布情况，还可能因直流试验后未能完整消除剩余电荷导致电缆内部残存直流电压，这可能危及电缆运行安全，最严重的直接导致绝缘击穿等一系列供电及安全事故。现有电力电缆，尤其是大容量的高压电力电缆，在停电后如需进行电力试验，必须对其进行放电处置。但由于电缆容量大，电缆储存的电荷只能通过内部等效的高阻放电，其时间常数较大，慢点较慢，如果内部还可能存在其他故障隐患，导致短路性放电的效果并不理想。经过研究发现，不同类型的电力电缆均存在一种短路放电结束后一定时间，端电压恢复的现象。如图1所示，短路放电完成后，一旦将短路接地线拆除，电缆端部则为开路或高阻状态，一定时间后，会产生恢复电压，该电压可能危及试验设备及人身安全。即使长时间进行短路接地，也难以进行恢复电压释放，只有在端电压开路或呈现一定阻抗(远大于零)的时候，恢复电压回路的阻抗平衡打破，才可能检测到恢复电压。电缆经过低频方波试验后，也可能产生残存负电荷，这时的放电特征与上图一致，只是极性相反。
技术实现思路
根据上述现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种高压电缆的剩余电荷放电装置，本专利技术考虑了几个内容：1)兼容传统的短路型电荷释放功能。2)待满足传统的短路释放功能后，关断短路回路，通过专用放电支路进行电荷释放。3)满足现场变电站作业时光线环境较差的情况，通过放电支路的声音和LED灯光指示恢复电压产生时的放电情况。4)改变电荷释放的结构，典型的由RC阻容放电转变为将RC阻容放电和RLC电感电容和电阻放电结合的模式。本专利技术是针对电力电缆在常规的短路型电荷释放过程中可能产生电荷释放不完整，且缺乏有效的指示装置的情况下，提出的经济简易的解决方案。该方案一方面可以帮助现场安全作业人员认识直接短路型放电在大容量电缆设备中的不足，另一方面通过放电指示恢复电压的存在，并同时获得经验值，了解具体可供短路接地的方式进行电荷释放的时间。本专利技术的技术方案是：一种高压电缆的电荷放电装置，由三个支路并联组成，包括一个开关支路和两个并行电荷放电支路；其中所述开关支路由定时开关和短路电感串联组成，所述电荷放电支路由担任正极电荷的释放和指示支路与负极电荷的释放和指示支路组成，所述正极电荷的释放和指示支路由整流二极管A串连接LED指示灯A，LED指示灯A与旁路电容A、蜂鸣器A并联；所述负极电荷的释放和指示支路由LED指示灯B串连接整流二极管B，LED指示灯B与旁路电容B、蜂鸣器B并联。本专利技术短路电感采用可调节电感量的大电流电感，与正极电荷和负极电荷释放支路呈并联关系。本专利技术正极电荷的释放支路和负极电荷的释放支路的元器件相同，其连接方式采用反向连接，形成并联支路，独自承担正电荷和负电荷的电荷释放与指示。本专利技术定时开关和短路电感串联，定时开关在启动后保持闭合状态，当达到定时时间值后，自动断开；定时开关为手动机械式旋钮开关，或数控开关，或遥控式开关，控制时间为10秒‐30分钟。本专利技术所述可调节电感为包含高频铁芯的结构，电感数值范围为0.01mH‐1000mH。本专利技术所述整流二极管采用独立的整流二极管，或多只串联的整流二极管模块。本专利技术所述的本装置包含至少一个与高压电缆导体连接的线夹，至少一个与接地端相连的线夹。由图2可知，整个放电系统设计不包含任何有源装置，主要的功能支路为低阻短路型放电支路，高阻型放电支路。其中高阻放电支路为两条支路，由完全相同的支路反向并联而成，承担对正电荷及负电荷的电荷释放。整个放电回路的接地端和高阻端至少各包含一个接地线夹，可分别连接地端和电缆导体。传统的电荷释放仅仅采用短路铜线完成，如采用带铜线的高压棒将电缆导体与接地端短接数秒的方式。本方案采用电感而不是短路铜排或铜线的目的是，这里的电感依旧是具备大电流通流能力，满足线径要求的铜线绕制而成，在纯交流电荷释放中承担与传统方式完全相同的模式。当进行直流电荷释放时，电感代替纯铜线的模式有以下好处：1)电感与电缆的本体的电容形成LC振荡，利于快速打破能量释放的结构，加速能量交替，消耗能量。2)电感与电缆的本体振荡过程中产生新的交流信号，利于平衡电缆中的直流电压，降低直流偏压的作用，从而改善负偏压或正偏压的危害。3)电感采用了高频铁芯结构，在振荡频率较低时，热损耗和铁损较大，可加速能量释放。实际操作过程中，交流电缆的电荷释放的难度较直流电缆相对容易。直流电缆目前在海底电缆，地铁，矿场，风力发电场等有较广泛的应用，电荷的释放是非常严格的，简单的LC振荡可能无法完全消除恢复电压的危害。只有待短路接地释放掉主要电荷后，将导体与地之间的短路线断开，打破电缆中的恢复电压回路平衡，由此将电荷通过高阻回路进行释放。由于电缆内部可能残存直流电荷，在运行时，该直流电荷会与运行电压进行叠加，从而导致电缆的正向受压或反向受压高于额定工作电压，长期作用下会导致绝缘层加速老化，从容酿造事故。由此在未知电缆内部状态的情况下，采取双向释放和显示的模式，有助于改善释放和恢复电压指示的效果。这里需要说明的是，之所以采取双向释放，而不是简单用一个不含极性的支路释放的原因在于：1)可通过LED指示器分别指示恢复电压产生来源于正电荷还是负电荷，便于检修管理人员得知后加强运维管理，查找源头。2)LED指示器是单相带极性的电子器件，必须考虑电流的流向。图中的蜂鸣器可以根据实际需要，设计不同声音状态的蜂鸣器。尽管正反向放电支路的元器件相同，但也可以将蜂鸣器的规格分别设计，如正向和反向回路的蜂鸣器采用不同的报警声，以提示现场人员准确快速识别恢复电压的极性。附图说明图1为常规短路型放电结束后电缆端电压状态示意图；图2为本专利技术结构示意图。具体实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压电缆的电荷放电装置，其特征在于，由三个支路并联组成，包括一个开关支路和两个并行电荷放电支路；其中所述开关支路由定时开关和短路电感串联组成，所述电荷放电支路由担任正极电荷的释放和指示支路与负极电荷的释放和指示支路组成，所述正极电荷的释放和指示支路由整流二极管A串连接LED指示灯A，LED指示灯A与旁路电容A、蜂鸣器A并联；所述负极电荷的释放和指示支路由LED指示灯B串连接整流二极管B，LED指示灯B与旁路电容B、蜂鸣器B并联。

【技术特征摘要】
1.一种高压电缆的电荷放电装置，其特征在于，由三个支路并联组成，包括一个开关支路和两个并行电荷放电支路；其中所述开关支路由定时开关和短路电感串联组成，所述电荷放电支路由担任正极电荷的释放和指示支路与负极电荷的释放和指示支路组成，所述正极电荷的释放和指示支路由整流二极管A串连接LED指示灯A，LED指示灯A与旁路电容A、蜂鸣器A并联；所述负极电荷的释放和指示支路由LED指示灯B串连接整流二极管B，LED指示灯B与旁路电容B、蜂鸣器B并联。2.根据权利要求1所述的一种高压电缆的电荷放电装置，其特征在于，短路电感采用可调节电感量的大电流电感，与正极电荷和负极电荷释放支路呈并联关系。3.根据权利要求1所述的一种高压电缆的电荷放电装置，其特征在于，正极电荷的释放支路和负极电荷的释放支路的元器件相同，其连接方式采...

【专利技术属性】
技术研发人员：史俊，杨堂华，谢照样，李文亮，王泽雄，李荣东，刘兴涛，李洪伟，刘乐，甘秋华，兰天，周长乐，孟见岗，田桓吉，贺飞，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司普洱供电局，成都高斯电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53