一种电缆介质损耗测量方法技术

一种电缆介质损耗测量方法，属于变电领域和测量测试领域。解决现有技术中无法对电缆的绝缘状态做出诊断，无法评估电缆的绝缘老化水平，导致对线缆的检测效率低的问题。发明专利技术构建了衰减系数β与介质损耗tanδ之间的关系，并利用衰减系数β表征介质损耗tanδ，从阻尼正弦电压波的衰减特性导出介质损耗tanδ，消除偏移电压的影响，避免由于电压偏移引起的不准确性，对介质损耗tanδ的影响。本发明专利技术主要用于对电缆绝缘性能进行诊断。

A measurement method of cable dielectric loss

【技术实现步骤摘要】
一种电缆介质损耗测量方法
本专利技术属于变电领域和测量测试领域。
技术介绍
交联聚乙烯(XLPE)电缆以其良好的电气性能和机械物理性能逐渐成为电力电缆中的主流产品。存在多种原因会导致XLPE电缆产生一些潜在的绝缘缺陷，如果不能及时发现这些缺陷并予以排除，会给电力系统的安全稳定运行带来严重威胁。对比当前较为成熟的电缆绝缘检测手段，发现都存在设备体积大、不便于携带等问题，同时检测技术单一，导致不能对电缆的绝缘状态作出综合的诊断，更是严重影响到检测的效率。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有技术中无法对电缆的绝缘状态做出诊断，无法评估电缆的绝缘老化水平，导致对线缆的检测效率低的问题，本专利技术提供了一种电缆介质损耗测量方法。一种电缆的介质损耗测量方法，该方法采用电缆震荡波测试系统实现，所述测试系统包括直流电源U0、开关K1、系统电感L和系统内阻R1；直流电源U0的高压输出端与系统电感L的一端和开关K1的一端同时连接，系统电感L的另一端与系统内阻R1的一端连接，系统内阻R1的另一端作为测试系统的一个测量端；直流电源U0的接地端与开关K1另一端连接后，接入电源地，开关K1另一端作为测试系统的另一个测量端；该测量方法包括如下步骤：步骤一、将被测电缆等效成电容Cc和电阻R2，二者并联后，串联在测试系统的两个测量端之间；步骤二、开关K1处于断开状态，通过直流电源U0给电容Cc充电，充电完成后，闭合开关K1，被测电缆与测试系统构成振荡回路，此时，电容Cc进行放电；步骤三、根据电容Cc放电情况，获得振荡回路的等效电压振荡波形，根据等效电压振荡波形获得衰减系数β和角频率ω的值；步骤四、由于振荡回路中，存在如下关系：将公式一代入公式二中，获得如下关系式：其中，tanδ表示被测电缆的介质损耗；δ表示被测电缆的介质损耗角；步骤五、由于R1和L均为已知，将步骤三获得的衰减系数β和角频率ω的值代入公式三中，从而获得被测电缆的介质损耗tanδ的值，从而完成了对电缆的介质损耗测量。优选的是，振荡回路的等效电压振荡波形的函数关系式为：U(t)表示随时间t变化的电容Cc两端的电压；e表示自然对数；α表示比例系数，且优选的是，步骤三中，根据等效电压振荡波形获得衰减系数β的值的实现方式为：通过指数拟合方法对等效电压振荡波形进行曲线拟合，从而获得衰减系数β。优选的是，步骤三中，根据等效电压振荡波形获得角频率ω的值实现方式为：根据等效电压振荡波形的传播周期，获得等效电压振荡波形的频率f，根据频率f，从而获得角频率ω的值。优选的是，本专利技术带来的有益效果是，本专利技术构建了衰减系数β与介质损耗tanδ之间的关系，并利用衰减系数β表征介质损耗tanδ，从阻尼正弦电压波的衰减特性导出介质损耗tanδ，获得高精度的检测结果，且衰减系数β的获取过程通过波形拟合办法获得，消除偏移电压的影响，进一步避免由于电压偏移引起的不准确性，对介质损耗tanδ的影响。本专利技术通过振荡波为电压源测量电缆的介质损耗，以评估电缆的绝缘老化水平。本专利技术通过分析振荡波波形衰减情况进行电缆介质损耗计算。附图说明图1为本专利技术所述电缆震荡波测试系统的原理示意图；图2为电压振荡波形图；该振荡波下方的1，表示第一个周期波的波谷；振荡波上方的1，表示第一个周期波的波峰；振荡波下方的2，表示第一个周期波的波谷；振荡波上方的2，表示第一个周期波的波峰；振荡波下方的3，表示第一个周期波的波谷；振荡波上方的3，表示第一个周期波的波峰；振荡波下方的4，表示第一个周期波的波谷；振荡波上方的4，表示第一个周期波的波峰；振荡波下方的5，表示第一个周期波的波谷；振荡波上方的5，表示第一个周期波的波峰；图3为不同电压偏置下，3种不同算法，获得的10kV电缆的β值的对比图,其中，标记A表示利用图2中前两正峰计算获得的β随偏置电压变化的曲线，标记B表示利用图2中后两负峰计算获得的β随偏置电压变化的曲线，标记C表示利用本专利技术波形拟合方法获得的β随偏置电压变化的曲线。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。参见图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种电缆的介质损耗测量方法，该方法采用电缆震荡波测试系统实现，所述测试系统包括直流电源U0、开关K1、系统电感L和系统内阻R1；直流电源U0的高压输出端与系统电感L的一端和开关K1的一端同时连接，系统电感L的另一端与系统内阻R1的一端连接，系统内阻R1的另一端作为测试系统的一个测量端；直流电源U0的接地端与开关K1另一端连接后，接入电源地，开关K1另一端作为测试系统的另一个测量端；该测量方法包括如下步骤：步骤一、将被测电缆等效成电容Cc和电阻R2，二者并联后，串联在测试系统的两个测量端之间；步骤二、开关K1处于断开状态，通过直流电源U0给电容Cc充电，充电完成后，闭合开关K1，被测电缆与测试系统构成振荡回路，此时，电容Cc进行放电；步骤三、根据电容Cc放电情况，获得振荡回路的等效电压振荡波形，根据等效电压振荡波形获得衰减系数β和角频率ω的值；步骤四、由于振荡回路中，存在如下关系：将公式一代入公式二中，获得如下关系式：其中，tanδ表示被测电缆的介质损耗；δ表示被测电缆的介质损耗角；步骤五、由于R1和L均为已知，将步骤三获得的衰减系数β和角频率ω的值代入公式三中，从而获得被测电缆的介质损耗tanδ的值，从而完成了对电缆的介质损耗测量。本专利技术构建了衰减系数β与介质损耗tanδ之间的关系，并利用衰减系数β表征介质损耗tanδ，从阻尼正弦电压波的衰减特性导出介质损耗tanδ，消除偏移电压的影响，避免由于电压偏移引起的不准确性，对介质损耗tanδ的影响。进一步的，振荡回路的等效电压振荡波形的函数关系式为：U(t)表示随时间t变化的电容Cc两端的电压；e表示自然对数；α表示比例系数，且进一步的，步骤三中，根据等效电压振荡波形获得衰减系数β的值的实现方式为：通过指数拟合方法对等效电压振荡波形进行曲线拟合，从而获得衰减系数β。本实施方式中，衰减系数β的获取过程通过波形拟合办法获得，消除偏移电压的影响，避免由于电压偏移引起的不准确性，对介质损耗tanδ的影响。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电缆的介质损耗测量方法，其特征在于，该方法采用电缆震荡波测试系统实现，所述测试系统包括直流电源U

【技术特征摘要】
1.一种电缆的介质损耗测量方法，其特征在于，该方法采用电缆震荡波测试系统实现，所述测试系统包括直流电源U0、开关K1、系统电感L和系统内阻R1；
直流电源U0的高压输出端与系统电感L的一端和开关K1的一端同时连接，系统电感L的另一端与系统内阻R1的一端连接，系统内阻R1的另一端作为测试系统的一个测量端；
直流电源U0的接地端与开关K1另一端连接后，接入电源地，开关K1另一端作为测试系统的另一个测量端；
该测量方法包括如下步骤：
步骤一、将被测电缆等效成电容Cc和电阻R2，二者并联后，串联在测试系统的两个测量端之间；
步骤二、开关K1处于断开状态，通过直流电源U0给电容Cc充电，充电完成后，闭合开关K1，被测电缆与测试系统构成振荡回路，此时，电容Cc进行放电；
步骤三、根据电容Cc放电情况，获得振荡回路的等效电压振荡波形，根据等效电压振荡波形获得衰减系数β和角频率ω的值；
步骤四、由于振荡回路中，存在如下关系：






将公式一代入公式二中，获得如下关系式：



其中，tanδ表示被测电缆的介质损耗...

【专利技术属性】
技术研发人员：张德文，朱学成，张洪达，朱广城，冯海涛，梁建权，尚书磊，许敏虎，张朋，张可心，陈世玉，
申请(专利权)人：国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙;23