一种中压XLPE电缆附件高频电老化试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种中压XLPE电缆附件高频电老化试验装置，涉及电力电缆老化及其检测技术领域。该高频电老化试验装置包括高频试验电压发生单元、高频电压试验回路单元、工频负荷电流模拟发生单元和绝缘信息监测单元；高频试验电压发生单元产生的高频强电场对XLPE电缆附件进行高频电老化，工频负荷电流模拟发生单元在高频电压试验回路单元中产生的热量对XLPE电缆附件进行热老化，二者同时工作模拟了XLPE电缆附件的实际运行工况；绝缘信息监测单元采用非侵入式监测方法，实现了中压XLPE电缆附件绝缘特性参量的状态监测。

【技术实现步骤摘要】
一种中压XLPE电缆附件高频电老化试验装置
本技术属于电力电缆老化及其检测
，特别是涉及一种中压XLPE电缆附件的高频电老化试验装置。
技术介绍
近年来，随着电力系统容量的不断扩大，电力用户设备的复杂性随之增加，特别是一些大容量非线性负载在系统总负荷中的比重不断上升，电力系统的谐波问题变得日益突出。在包含众多高频成分的谐波的作用下，电力设备的绝缘问题变得较为严重，导致设备过早地出现非常规老化、损坏等故障。目前，电网中存在大量在运的中压XLPE电缆终端，而电缆终端事故是导致电缆线路跳闸事故的主要原因，且高频谐波对电缆终端绝缘劣化的影响极为明显。实践证明，一些传统中压XLPE电缆终端在严重的谐波作用下，其老化明显加剧、寿命大大缩短，甚至导致绝缘事故的发生。因此，亟需一种中压XLPE电缆附件高频电老化试验装置，以便模拟中压XLPE电缆附件在实际运行工况中的高频电应力，并获取样品老化过程中温升特性以及局部放电图谱，从而分析其绝缘老化状况。由于高频励磁变压器的输出容量存在限制，老化试验过程中，高频励磁变压器在提供高频高压时，难以同时输出可模拟实际运行工况的负荷电流。目前，国内外高频电老化试验装置的设计思路多采用高频电压发生装置联合光照、外热等方法，均难以实现电缆附件在高频强电场和工频负荷电流共同作用下的绝缘加速老化试验。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供一种中压XLPE电缆附件高频电老化试验装置，模拟中压XLPE电缆附件运行过程中同时承受高频强电场和工频负荷电流的实际工况，实现高频电热联合作用下的电缆附件老化试验。本技术是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种中压XLPE电缆附件高频电老化试验装置，包括高频试验电压发生单元、高频电压试验回路单元、工频负荷电流模拟发生单元和绝缘信息监测单元；所述高频试验电压发生单元，用于产生试验所需的高频电压并提供给所述高频电压试验回路单元；所述高频试验电压发生单元与所述高频电压试验回路单元电连接；所述高频电压试验回路单元，用于提供试验回路；所述工频负荷电流模拟发生单元穿接于所述高频电压试验回路单元，采用磁场耦合方式，来模拟产生工频负荷电流；所述绝缘信息监测单元卡接于所述高频电压试验回路单元的接地引线上，用于监测XLPE电缆附件绝缘特性参量的状态；所述的高频电压试验回路单元包括XLPE连接电缆、第二无局部放电导线和电缆终端试验系统，所述的电缆终端试验系统包括第一电缆终端试验系统和第二电缆终端试验系统；所述的第一电缆终端试验系统和第二电缆终端试验系统通过XLPE连接电缆和第二无局部放电导线串联连接而形成试验回路；在老化试验时，所述高频试验电压发生单元和所述工频负荷电流模拟发生单元同时运行，以达到所述高频电压试验回路单元中试验样品同时承受高频电压和工频电流作用的目的。进一步的，所述的第一电缆终端试验系统包括内部含典型安装缺陷的第一电缆附件和第一GIS气室；所述的第二电缆终端试验系统包括内部含典型安装缺陷的第二电缆附件和第二GIS气室；所述的第一电缆附件和第二电缆附件，用于研究高频老化试验中典型安装缺陷在高频高压作用下的绝缘劣化过程，其一端分别插入第一GIS气室和第二GIS气室中，另一端通过第二无局部放电导线相互连接；所述的第一GIS气室和第二GIS气室，用于排除试验回路单元局部放电时可能引入的电晕干扰，所述的第一GIS气室和第二GIS气室通过XLPE连接电缆相互连接。进一步的，所述的高频试验电压发生单元包括高频信号发生器、功率放大器以及高频励磁变压器；所述的高频信号发生器与所述的功率放大器电连接，所述高频信号发生器产生高频低压信号，并经过所述功率放大器进行放大；所述功率放大器通过保护电容与所述高频励磁变压器电连接；所述保护电容用于改变功率放大器的输出阻抗，以防止功率放大器产生过大的输出功率；所述高频励磁变压器，用于对经功率放大器放大的高频低压信号进行升压以获得试验所需的高频高压；所述高频励磁变压器通过保护电阻和第一无局部放电导线与所述的高频电压试验回路单元进行电连接；所述第一无局部放电导线与所述的第二无局部放电导线的中部进行电连接；所述保护电阻，用于限制高频励磁变压器的输出电流而进行过流保护；所述第一无局部放电导线，用于将高频励磁变压器产生的高频高压引至高频电压试验回路单元。进一步的，所述的工频负荷电流模拟发生单元包括220V工频电压、穿心式电流互感器和调压器，所述调压器的输入端与220V工频电压连接，所述调压器的输出端与所述穿心式电流互感器的二次侧连接，所述XLPE连接电缆穿过所述穿心式电流互感器的中心形成磁耦合回路；当穿心式电流互感器的二次线圈中流过工频电流时，在电磁感应原理下，所述高频电压试验回路单元中将产生工频电流；通过控制调压器的输出电压大小，改变穿心式电流互感器二次线圈中的电流大小，从而实现高频电压试验回路单元中电流的按需调整。进一步的，所述的绝缘信息监测单元包括红外成像仪、高频电流互感器以及高频局部放电监测仪，所述高频电流互感器包括第一高频电流互感器和第二高频电流互感器；所述的红外成像仪，用于监测高频老化试验过程中第一电缆附件和第二电缆附件表面的温度变化情况；所述的第一高频电流互感器和第二高频电流互感器分别卡接在第一GIS气室和第二GIS气室的接地引线上，且分别与所述的高频局部放电监测仪连接；所述的高频局部放电监测仪，用于监测高频老化试验过程中第一电缆附件和第二电缆附件内典型安装缺陷的局部放电变化情况。与现有技术相比，本技术所提供的中压XLPE电缆附件高频电老化试验装置具有以下优点：本技术模拟了中压XLPE电缆附件工作在高频高压及工频负荷电流下所承受的高频强电场及电流热应力，其中高频高压产生的高频强电场对XLPE电缆附件进行高频电老化，工频负荷电流在高频电压试验回路单元中产生的热量对XLPE电缆附件进行热老化，二者同时工作模拟了XLPE电缆附件的实际运行工况；并通过控制施加至高频电压试验回路单元的高频高压及工频负荷电流值，可实现XLPE电缆附件的加速高频电老化试验。本技术采用了非侵入式的绝缘信息监测方法，测量过程安全可靠，可监测到高频高压激励下XLPE电缆附件典型安装缺陷的局部放电响应特性及其热像图谱；同时，所述高频电老化试验装置各连接部位均做无晕和均压处理，有效地减少了高频电压试验回路单元电晕放电对XLPE电缆附件局部放电监测的干扰，降低了监测数据分析处理的难度。附图说明为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术一种中压XLPE电缆附件高频电老化试验装置的结构示意图；图2是本技术高频电压试验回路单元和绝缘信息监测单元的内部结构示意图；其中：1-高频试验电压发生单元，2-高频电压试验回路单元，3-工频负荷电流模拟发生单元，4-绝缘信息监测单元，5-高频信号发生器，6-功率放大器，7-保护电容，8-高频励磁变压器，9-保护电阻，10-穿心式电流互感器，11-调压器，12-第二无局部放电导线，13-第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中压XLPE电缆附件高频电老化试验装置，其特征在于：包括高频试验电压发生单元（1）、高频电压试验回路单元（2）、工频负荷电流模拟发生单元（3）和绝缘信息监测单元（4）；所述高频试验电压发生单元（1），用于产生试验所需的高频电压并提供给所述高频电压试验回路单元（2）；所述高频试验电压发生单元（1）与所述高频电压试验回路单元（2）电连接；所述工频负荷电流模拟发生单元（3）穿接于所述高频电压试验回路单元（2），采用磁场耦合方式，来模拟产生工频负荷电流；所述绝缘信息监测单元（4）卡接于所述高频电压试验回路单元（2）的接地引线上，用于监测XLPE电缆附件绝缘特性参量的状态；所述高频电压试验回路单元（2）包括XLPE连接电缆（24）、第二无局部放电导线（12）和电缆终端试验系统，所述的电缆终端试验系统包括第一电缆终端试验系统（15）和第二电缆终端试验系统（16）；所述的第一电缆终端试验系统（15）和第二电缆终端试验系统（16）通过XLPE连接电缆（24）和第二无局部放电导线（12）串联连接而形成试验回路；在老化试验时，所述高频试验电压发生单元（1）和所述工频负荷电流模拟发生单元（3）同时运行，以达到所述高频电压试验回路单元（2）中的试验样品同时承受高频电压和工频电流作用的目的。...

【技术特征摘要】
1.一种中压XLPE电缆附件高频电老化试验装置，其特征在于：包括高频试验电压发生单元（1）、高频电压试验回路单元（2）、工频负荷电流模拟发生单元（3）和绝缘信息监测单元（4）；所述高频试验电压发生单元（1），用于产生试验所需的高频电压并提供给所述高频电压试验回路单元（2）；所述高频试验电压发生单元（1）与所述高频电压试验回路单元（2）电连接；所述工频负荷电流模拟发生单元（3）穿接于所述高频电压试验回路单元（2），采用磁场耦合方式，来模拟产生工频负荷电流；所述绝缘信息监测单元（4）卡接于所述高频电压试验回路单元（2）的接地引线上，用于监测XLPE电缆附件绝缘特性参量的状态；所述高频电压试验回路单元（2）包括XLPE连接电缆（24）、第二无局部放电导线（12）和电缆终端试验系统，所述的电缆终端试验系统包括第一电缆终端试验系统（15）和第二电缆终端试验系统（16）；所述的第一电缆终端试验系统（15）和第二电缆终端试验系统（16）通过XLPE连接电缆（24）和第二无局部放电导线（12）串联连接而形成试验回路；在老化试验时，所述高频试验电压发生单元（1）和所述工频负荷电流模拟发生单元（3）同时运行，以达到所述高频电压试验回路单元（2）中的试验样品同时承受高频电压和工频电流作用的目的。2.如权利要求1所述的中压XLPE电缆附件高频电老化试验装置，其特征在于：所述的第一电缆终端试验系统（15）包括内部含典型安装缺陷的第一电缆附件（19）和第一GIS气室（14）；所述的第二电缆终端试验系统（16）包括内部含典型安装缺陷的第二电缆附件（17）和第二GIS气室（18）；所述的第一电缆附件（19）和第二电缆附件（17）的一端分别插入第一GIS气室（14）和第二GIS气室（18），另一端通过第二无局部放电导线（12）相互连接；所述的第一GIS气室（14）和第二GIS气室（18）通过XLPE连接电缆（24）相互连接。3.如权利要求2所述的中压XLPE电缆附件高频电老化试验装置，其特征在于：第一电缆附件（19）和第二电缆附件（17）均采用预制式户外终端。4.如权利要求3所述的中压XLPE电缆附件高频电老化试验装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭金明，郭丽娟，朱时阳，田树军，赵坚，李婧，黄锋，黎大健，覃秀君，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：广西,45