一种可定位的特高频电缆局部放电检测方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可定位的特高频电缆局部放电检测方法和装置，其特征在于：数据同步采集模块包括两个高速采集通道和一个低速采集通道，外接两个特高频传感器和一个工频信号传感器用于同步采集1GHz以下特高频局部放电信号、环境信号和工频电压信号，特高频传感器直接安置在电缆上；分析处理模块通过五联法综合分析采集到的同步数据，有效识别电缆局部放电信号和外界噪声干扰，进一步实现局放定位；电源去噪模块用于户外使用时防止噪声干扰由便携式电源引入；用户控制终端具有数据采集显示，结果分析，历史数据查看和实时打印报表功能。本发明专利技术能够对电力电缆的局部放电情况进行检测和定位，提高局部放电检测的可靠性，准确判断局部放电情况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统局部放电检测领域，尤其涉及一种可定位的特高频电缆局部放电检测方法和装置。
技术介绍
近年来，高压XLPE电力电缆在城市电力线路中的占比越来越大，受重视程度也日渐增高，在保障城市居民用电中起着举足轻重的作用。国内从上世纪八九十年代开始引进110kV电压等级的XLPE电缆，到现在还正在运行的部分电缆已经进入预定寿命的“中年期”，甚至有相当一部分高压电缆处于超负荷带病运行状态，加之存在电缆本体质量，附件安装敷设质量和外力破坏等问题，更使得这一问题愈加突出，高压XLPE电缆故障率也越来越高。国内外研究表明，电缆主绝缘缺陷是导致电缆故障的主要原因，而局部放电检测方法是国际
上共认得检测电缆绝缘缺陷最有效方法。国内外的专家学者以及IEEE、IEC、CIGRE等国际权威机构组织更一致推荐局部放电试验作为是电缆及其附件绝缘状况评价的最佳方法。因此，为了避免电缆事故的频繁发生，在发生事故前找到电缆隐患，有效的局部放电检测必不可少。电缆局部放电检测的方法很多，现今在现场还在使用的电气在线测量法主要是高频局部放电检测法。传统观念认为，局部放电信号的主要频带在100MHz以下，因此高频检测法的主要工作频带已经完全适用于XLPE电缆的局部放电检测，但国内外大量高压XLPE电缆局放检测结果表明，高频检测法的检测效果有限，随着应用范围的增大，已经浮现出越来越多的缺陷与不足，极易产生误判，特别是目前的判据主要来源于U-Φ谱图、放电量、时域信号，由于参数少，反应面狭窄，更是容易造成结果为疑似，使得运行部门无从下手消缺。早有研究表明，局部放电信号的频率可达上GHz，在GIS上特高频技术已经得到成熟应用，但在电缆上仍以高频局放检测技术为主流。高频局放检测设备的局限性在于，一是获取信号频带太低，例如，根据我国电磁信号频段划分低频(30kHz～300kHz)、中频(300kHz～3MHz)、高频(3MHz～30MHz)、甚高频(30MHz～300MHz)、特高频(300MHz～3GHz)等，现有技术的局部放电检测设备只能测量高频或甚高频以下频率，不能测量特高频信号，因此丢失了宝贵的特高频信息。二是对局部放电的判别方法单一，还是继续沿用传统的放电量-相位谱图或信号波形频率谱图，三是无法对测得的局部放电信号进行定位，四是测量传感器并不直接检测电缆本体，而是获取接地线信号，引入噪声干扰大。因此，现今国内外主流高频局放设备普遍存在对问题电缆的运行状态“说不清，道不明”的问题，得出的结论也往往是让运营方头疼的“疑似放电”，亦或是获得了放电信号，却不知道其源于何处。由于存在上述问题，在电缆局部放电领域，迫切的需要一种能够完整采集局部放电信号，准确判断特高频电缆局部放电状态并具有定位功能的方法和装置。
技术实现思路
为了克服现有的电缆局部放电检测设备测不准和无法实现电缆局部放电定位的缺陷，本专利技术提供了一种可定位的特高频电缆局部放电检测方法和装置，采用特高频局部放电检测和独立多通道同步技术，传感器直接测量待测电缆本体或附件，准确采集中低频、高频、甚高频和特高频局部放电信号，获取完整电缆局部放电信息，利用双通道差分有效去噪，特征置信区间识别来自电缆的真正局放信号，五联法多参数综合判定局部放电情况并实现局部放电缺陷的定位，为提前发现危险电缆缺陷提供有效的支持，确保电力电缆及其附件的安全运行。本专利技术采用技术方案是：一种可定位的特高频电缆局部放电检测装置，包括：传感器模块，数据同步采集模块，分析处理模块，去噪电源模块和用户控制终端；其中，所述传感器模块包括两个特高频传感器和一个工频传感器，所述两个特高频传感器包括第一特高频传感器和第二特高频传感器，为相同型号参数的特高频传感器，用于获取电缆局部放电信号；所述工频传感器用于获得工频信号；所述数据同步采集模块包括两个高速采集通道和一个低速采集通道，所述两个高速采集通道分别外接第一特高频传感器和第二特高频传感器；所述低速采集通道连接所述工频信号传感器；数据同步采集模块同步采集特高频及以下频段的局部放电信号、环境信号和工频信号。所述分析处理模块通过“五联法”综合分析采集到的同步数据，去除外界噪声干扰，自动识别电缆局部放电信号，并实现局放定位，存储有效数据；所述“五联法”分析放电量-相位谱图、特征置信区间、放电可信度、周期放电概率以及放电量五个独立标准的参量数据。所述去噪电源模块包括便携式电源，低通电源滤波器，带屏蔽电源线和防电磁干扰屏蔽罩，用于在室内或户外装置使用时防止由便携式电源引入的噪声干扰。所述用户控制终端用于数据采集显示、结果分析、历史数据查看和实时打印报表。进一步，所述特高频传感器中的第一特高频传感器安置在待检测电缆本体或其电缆附件外部，基于检测原理分为电容式与电磁式两种，电磁式特高频传感器主要检测30MHz至1.0GHz信号，贴紧待测电缆放置，电容式特高频传感器可检测1.5GHz以下信号，本专利技术优选电容式特高频传感器，安置方式为紧密缠绕在待测电缆上，相同的另一个特高频传感器(即第二特高频传感器)安置在距该传感器及待测电缆预定距离的环境中可同步检测环境干扰信号，所述预定距离例如是2米；利用双通道差分可实现去除环境引入的噪声，工频传感器则放置在与第一特高频传感器同一相待测电缆上。进一步，所述防电磁干扰屏蔽罩由高密度合金网构成，安置在220V交流电压输出的便携式电源外部，局部放电检测装置与便携式电源之间连接一个电源滤波器，并将防电磁干扰屏蔽罩接地达到去除电源干扰的效果。进一步，两高速采集通道能够同步采集频率在1.5GHz以下所有信号，同步时间精度不大于0.2ns。进一步，分析处理模块使用的五联法包括放电量-相位谱图、特征置信区间、放电可信度、周期放电概率和放电量五个独立标准，简称“五联法”，用来定性和定量联合评判电缆局部放电及其严重程度；所谓放电可信度是指通过第一步置信区间去除区间外噪声数据和第二步双通道对比差分去除区间内噪声数据后，基于大数据统计原理分析置信区间内所剩数据为局部放电信号的可能性；所谓周期放电概率标示局部放电信号出现的频率和作为缺陷严重程度的判据之一，基于大量统计数据分析一个放电周期内放电信号的权重和关系。进一步，将第一特高频传感器和第二特高频传感器间隔2m及以上安置在同一根待检测电缆上，基于高精度数据同步采集，可以通过短距离时差法根据信号传播方向及幅值对比来实现局部放电信号的定位。本专利技术还提出一种可定位的特高频电缆局部放电检测方法，利用上述放电检测装置进行测量，具体步骤包括：将第一特高频传感器放置在靠近电缆位置，将第二特高频本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可定位的特高频电缆局部放电检测装置，其特征在于，包括：传感器模块，数据同步采集模块，分析处理模块，电源模块和用户控制终端；其中，所述传感器模块包括两个特高频传感器和一个工频传感器，所述两个特高频传感器包括第一特高频传感器和第二特高频传感器，为相同型号参数的特高频传感器，用于获取电缆局部放电信号，所述工频传感器用于获得工频信息；所述数据同步采集模块包括两个高速采集通道和一个低速采集通道，用于同步采集特高频及以下频段的局部放电信号、环境信号和工频信号，所述两个高速采集通道分别外接第一特高频传感器和第二特高频传感器，所述低速采集通道连接所述工频信号传感器；所述分析处理模块通过“五联法”综合分析采集到的同步数据，去除外界噪声干扰，自动识别电缆局部放电信号，并实现局放定位，存储有效数据；所述“五联法”分析放电量‑相位谱图、特征置信区间、放电可信度、周期放电概率以及放电量五个独立标准的参量数据；所述去噪电源模块包括便携式电源，低通电源滤波器，带屏蔽电源线和防电磁干扰屏蔽罩，用于在室内或户外装置使用时防止由便携式电源引入的噪声干扰；所述用户控制终端用于数据采集显示、结果分析、历史数据查看和实时打印报表。...

【技术特征摘要】
1.一种可定位的特高频电缆局部放电检测装置，其特征在于，包括：传感器模块，数据同步
采集模块，分析处理模块，电源模块和用户控制终端；
其中，所述传感器模块包括两个特高频传感器和一个工频传感器，所述两个特高频传感器包
括第一特高频传感器和第二特高频传感器，为相同型号参数的特高频传感器，用于获取电缆局部放
电信号，所述工频传感器用于获得工频信息；
所述数据同步采集模块包括两个高速采集通道和一个低速采集通道，用于同步采集特高频及
以下频段的局部放电信号、环境信号和工频信号，所述两个高速采集通道分别外接第一特高频传感
器和第二特高频传感器，所述低速采集通道连接所述工频信号传感器；
所述分析处理模块通过“五联法”综合分析采集到的同步数据，去除外界噪声干扰，自动识
别电缆局部放电信号，并实现局放定位，存储有效数据；所述“五联法”分析放电量-相位谱图、特
征置信区间、放电可信度、周期放电概率以及放电量五个独立标准的参量数据；
所述去噪电源模块包括便携式电源，低通电源滤波器，带屏蔽电源线和防电磁干扰屏蔽罩，用
于在室内或户外装置使用时防止由便携式电源引入的噪声干扰；
所述用户控制终端用于数据采集显示、结果分析、历史数据查看和实时打印报表。
2.根据权利要求1所述的一种可定位的特高频电缆局部放电检测装置，其特征在于，所述特
高频传感器的一只安置在待检测电缆本体或其电缆附件外部，安置方式为紧密缠绕在待测电缆上，
相同的另一个特高频传感器安置在距该传感器及待测电缆2米的环境中可同步检测环境干扰信号，
利用双通道差分可实现去除环境引入的噪声，工频传感器则放置在同一相待测电缆上。
3.根据权利要求2所述的一种可定位的特高频电缆局部放电检测装置，其特征在于：所述电
磁式特高频传感器选用电容式或电磁式。
4.根据权利要求1所述的一种可定位的特高频电缆局部放电检测装置，其特征在于：所述防
电磁干扰屏蔽罩由高密度合金网构成，安置在220V交流电压输出的移动电源外部，局部放电检测
装置与移动电源之间连接一个电源滤波器，并将防电磁干扰屏蔽罩接地达到去除电源干扰的效果。
5.根据权利要求1所述的一种可定位的特高频电缆局部放电检测装置，其特征在于：所述分
析处理模块使用的五联法包括放电量-相位谱图、特征置信区间、放电可信度、周期放电概率和放电
量五个独立标准，简称“五联法”，用来定性和定量联合评判电缆局部放电及其严重程度；所谓放
电可信度是指通过第一步置信区间去除区间外噪声数据和第二步双通道对比差分去除区间内噪声
数据后，基于大数据统计原理分析置信区间内所剩数据为局部放电信号的可能性；所谓周期放电概
率标示局部放电信号出现的频率和作为缺陷严重程度的判据之一，基于大量统计数据分析一个放电
周期内放电信号的权重和关系。
6.一种可定位的特高频电缆局部放电检测方法，利用权利要求1所述的放电检测装置进行测

\t量，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟广新，李忠群，王晓东，王斌武，江珊，李银，涂娜，
申请(专利权)人：武汉华威众科电力有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42