一种高压电缆动态连续介质损耗测量系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高压电缆动态连续介质损耗测量系统，包括：电缆试品(1)、低频电源(2)、信号采集部分(3)和处理器(6)，所述低频电源(2)连接电缆试品(1)和信号采集部分(3)，信号采集部分(3)连接电缆试品(1)和处理器(6)。本发明专利技术实现对电缆在不同介质条件下，特别是随电压变化时的介质损耗测量。通过多组介质损耗(TD)连续数据，得出升压、恒压、降压各个阶段的介质损耗(TD)随电压、时间变化曲线，进而得到升压、降压时介质损耗(TD)曲线增长趋势是否线性、是否重合等信息，并依此判断电缆运行状况和剩余寿命，填补了当前技术的空白。且测量步长自选，可以满足不同情况下的测量数据需求，系统稳定可靠。

System and method for measuring dynamic continuous dielectric loss of high-voltage cable

The invention discloses a high voltage cable dynamic continuous dielectric loss measurement system, including: cable sample (1), low frequency power (2), the signal acquisition part (3) and a processor (6), the low frequency power supply (2) test cable (1) and the signal acquisition part (3). The signal acquisition part (3) test cable (1) and a processor (6). The invention realizes the dielectric loss measurement of the cable under different dielectric conditions, especially with the change of voltage. Through multiple sets of dielectric loss (TD) for continuous data, the dielectric loss, constant pressure, pressure boost phases (TD) curve with voltage, time variation, and then get the boost and step-down dielectric loss (TD) growth curve trend is linear, whether the coincidence of other information, it can be used to judge the operation status of the cable and the remaining life. To fill the gaps in the current technology. And the measurement step size is optional, which can meet the requirements of measurement data under different circumstances, and the system is stable and reliable.

【技术实现步骤摘要】
一种高压电缆动态连续介质损耗测量系统和方法
本专利技术涉及一种高压电缆动态连续介质损耗测量系统和方法，属于介质损耗测量领域。
技术介绍
由于电缆电容量太大用50HZ电源对电力电缆试验设备过于庞大，无法进入现场试压，但人们发现用0.1HZ的交流可以替代50HZ下的耐压，所以系统广泛的使用0.1HZ的耐压试压方法。电力电缆介质损耗(TD)是随外施加电压变化的。当前技术中，在某一电压下介质损耗(TD)只有横向的比较价值，即和同类电缆比、和自己以往在相同条件下介质损耗(TD)做比较，没有纵向数据(即和自己在不同条件下的介质损耗数据)可以比较。传统的0.1HZ试验主要是针对高压电力电缆现场的耐压试验，近几年在做耐压的基础上，发展测量介质损耗(TD)，但测量介质损耗(TD)是基于整周期的过零检测技术；即先计电压过零的时刻为零时刻，再记录电流过零时刻，然后找出电压与电流之间的相角差，通过计算机算出介质损耗(TD)角。由于0.1HZ是低频，整周期测量介质损耗(TD)需要在10秒种才能完成，10秒内的介质损耗(TD)随电压变化的情况无法得知，而电缆随电压变化的介质损耗(TD)值曲线是判断电力电缆运行正常与否最有价值的数据，在这方面有待改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供高压电缆动态连续介质损耗测量系统和方法，它可以解决当前技术中存在的问题，实现对电缆在不同介质条件下，特别是随电压变化时的介质损耗测量，并由此判断电缆的状态和寿命。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案：一种高压电缆动态连续介质损耗测量系统，包括：电缆试品、低频电源、信号采集部分和处理器，所述低频电源连接电缆试品和信号采集部分，信号采集部分连接电缆试品和处理器。优选的，所述信号采集部分包括阻容分压器、电流互感器、一号采集器、二号采集器，所述阻容分压器一端连接低频电源和电缆试品，另一端连接电流互感器，电流互感器连接低频电源和电缆试品，所述一号采集器连接阻容分压器的低压端，用于系统的电压测量，二号采集器连接电流互感器的输出端，用于系统的电流测量，一号采集器、二号采集器连接处理器。优选的，还包括网路传输模块和数据终端，所述网路传输模块连接微处理器和数据终端。优选的，还包括天线，所述天线连接微处理器，从而处理器向数据终端传输数据时更为稳定。前述的低频电源由380V动力电供电，经大功率直流整流器整流，将交流变为直流供IGBT管，系统本身的振荡回路产生的一定频率的方波驱动IGBT管再将直流变成一定频率的且占空比可调电压方波，此方波经高频变压器升压再经倍压，最终形成极高的极性可变的直流高压，可以稳定的输出极高的极性可变的直流高压，方便测量。一种高压电缆动态连续介质损耗测量方法，具体步骤包括：S1，对电缆试品施加极性可变的电压，获得电压电流信号；S2，处理器将获得的电压电流信号幅值归一化处理到标幺值，并得到电压电流的相角差关系曲线图；S3，改变曲线图上Y轴的位置在±1.0之间变动，每变动一处，在X轴上找到电压、电流的相角差，这里的X轴为相角差值，Y轴为标幺后的电压、电流幅值，由电压电流相角差得到介质损耗因素值。前述的一种高压电缆动态连续介质损耗测量方法中，还包括步骤S4，由相角差计算介质损耗后代入原来的实际电压、电流值进行计算，得到0°～360°之间任意点耐压值、介质损耗和局放量。前述的一种高压电缆动态连续介质损耗测量方法中，还包括由多组介质损耗拟合得到升压、恒压、降压各个阶段的介质损耗随电压、时间变化曲线，进而得到升压、降压时介质损耗曲线增长趋势是否线性、是否重合，并依此判断电缆运行状况和剩余寿命。与现有技术相比，本专利技术的有益之处在于：电力电缆介质损耗(TD)是随外施加电压变化的，本专利技术实现对电缆在不同介质条件下，特别是随电压变化时的介质损耗测量。通过多组介质损耗(TD)连续数据，得出升压、恒压、降压各个阶段的介质损耗(TD)随电压、时间变化曲线，进而得到升压、降压时介质损耗(TD)曲线增长趋势是否线性、是否重合等信息，并依此判断电缆运行状况和剩余寿命，填补了当前技术的空白。且测量步长自选，可以满足不同情况下的测量数据需求，系统稳定可靠。附图说明图1是本专利技术的一种实施例的部分结构示意图；图2是本专利技术的一种实施例的系统连接框图；图3是本专利技术的流程图；图4是本专利技术一种实施例的测量电压变化曲线图。附图标记：1-电缆试品，2-低频电源，3-信号采集部分，4-阻容分压器，5-电流互感器，6-处理器，8-一号采集器，9-二号采集器，11-网路传输模块，12-数据终端，13-天线。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。具体实施方式本专利技术的实施例：一种高压电缆动态连续介质损耗测量系统，如图1和图2所示，包括电缆试品1、低频电源2、信号采集部分3和处理器6，所述低频电源2连接电缆试品1和信号采集部分3，信号采集部分3连接电缆试品1和处理器4。所述信号采集部分3包括阻容分压器4、电流互感器5、一号采集器8、二号采集器9，所述阻容分压器4一端连接低频电源2和电缆试品1，另一端连接电流互感器5，电流互感器5连接低频电源2和电缆试品1，所述一号采集器8连接阻容分压器4的低压端，用于系统的电压测量，二号采集器9连接电流互感器5的输出端，用于系统的电流测量，一号采集器8和二号采集器9连接处理器6。还包括网路传输模块11和数据终端12，所述网路传输模块11连接微处理器4和数据终端12。还包括天线13，所述天线13连接微处理器4。其中低频电源2由380V动力电供电，经大功率直流整流器整流，将交流变为直流供IGBT管，系统本身的振荡回路产生的一定频率的方波驱动IGBT管再将直流变成一定频率的且占空比可调电压方波，此方波经高频变压器升压再经倍压，最终形成极高的极性可变的直流高压，可以稳定的输出极高的极性可变的直流高压，方便测量。0.1-1HZ低频电源加压于电力电缆，由于电缆数是容性负载的当电压升高时形成充电，可到电压下降时电缆中的电荷无处释放，即无法实现电压的交变，为此在直流高压输出端并联能量吸收阻容分压器4，以吸收多余的电荷，从而保证输出一个标准的0.1-1HZ低频高压。使其始终输出幅值、频率不变标准的低频高压。数据采集有两个独立测量采集系统，且是同时、同步采样，其中一路连接阻容分压器4的低压端，用于系统的电压测量。第二路与电流互感器5输出端相连测量流过电缆芯线中的电流值，电压和电流值经归一化处理后，改变Y轴的位置在±1.0之间变动，每变动一处，在X轴上都可以找到电压、电流的相角差，由此得到介质损耗因素值。数据经处理器6计算出最终结果后，经网路传输模块11发送至数据终端12。由于电力电缆介质损耗是随外施加电压变化的，当前技术下，在某一电压下介质损耗只有横向的比较价值，即和同类电缆比、和自己以往在相同条件下介质损耗做比较，没有纵向数据可以比较。比如电压是0.1HZ下20KV，整个升压过程是由零开始到20KV,在20KV时刻保持60S结束，并由20KV向零降压结束，如图4所示。在这个过程中传统方法只能在20KV电压稳定时进行介质损耗测量，而升压、降压过程中没有介质损耗数据产生。本专利技术提供了这种可能。通过多组介质损耗连续数据，得出升压、恒压、降压各个阶段的介质损耗随电压、时间变化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压电缆动态连续介质损耗测量系统，其特征在于，包括：电缆试品(1)、低频电源(2)、信号采集部分(3)和处理器(6)，所述低频电源(2)连接电缆试品(1)和信号采集部分(3)，信号采集部分(3)连接电缆试品(1)和处理器(6)。

【技术特征摘要】
1.一种高压电缆动态连续介质损耗测量系统，其特征在于，包括：电缆试品(1)、低频电源(2)、信号采集部分(3)和处理器(6)，所述低频电源(2)连接电缆试品(1)和信号采集部分(3)，信号采集部分(3)连接电缆试品(1)和处理器(6)。2.根据权利要求1所述的一种高压电缆动态连续介质损耗测量系统，其特征在于，所述信号采集部分(3)包括阻容分压器(4)、电流互感器(5)、一号采集器(8)、二号采集器(9)，所述阻容分压器(4)一端连接低频电源(2)和电缆试品(1)，另一端连接电流互感器(5)，电流互感器(5)连接低频电源(2)和电缆试品(1)，所述一号采集器(8)连接阻容分压器(4)的低压端，用于系统的电压测量，二号采集器(9)连接电流互感器(5)的输出端，用于系统的电流测量，一号采集器(8)和二号采集器(9)连接处理器(6)。3.根据权利要求1或2所述的一种高压电缆动态连续介质损耗测量系统，其特征在于，还包括网路传输模块(11)和数据终端(12)，所述网路传输模块(11)连接处理器(6)和数据终端(12)。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张源斌，赵保平，宋振，闫力美，宋义顺，耿少强，
申请(专利权)人：北京世纪航凯电力科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11