一种电缆预鉴定试验系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种适用于500kV以下直流交联聚乙烯电缆的电缆预鉴定试验系统，包括控制子系统、直流高压输出子系统和热循环子系统；直流高压输出子系统中，控制子系统通过第一调压器控制直流发生器输出直流高压信号至试验电缆；热循环子系统包括模拟回路、试验回路和量测单元；模拟回路包括第一穿心变压器组和对照电缆，试验回路包括第二穿心变压器组和试验电缆；控制子系统分别通过第调压器控穿心变压器组输出至对照电缆和试验电缆上的电流；量测单元采集试验电缆和对照电缆上的电流以及对照电缆上的温度信号传输至控制子系统。本实用新型专利技术将直流高电压试验与电缆热循环试验进行系统集成，实现两项试验的关联运行，保证试验顺利、安全进行。安全进行。安全进行。

A cable pre qualification test system

【技术实现步骤摘要】
一种电缆预鉴定试验系统


[0001]本技术涉及电缆性能测试
，特别是一种适用于500kV以下直流交联聚乙烯电缆的电缆预鉴定试验系统。

技术介绍

[0002]交联聚乙烯( XLPE) 绝缘电力电缆具备电性能高、输送量大、重量轻、运行维护方便等优点，在城网改造和大型工程项目中XLPE 绝缘电力电缆得到广泛应用。为保证安全供用电，电缆在出厂前、安装敷设后及使用过程中都要做一系列的电性能测试。根据试验目的，电缆试验可分为型式试验、抽样试验、例行试验、交接试验及定期预防试验五类，500kV以下电压等级的交联聚乙烯( XLPE) 绝缘电力电缆需要进行预鉴定试验。
[0003]其中，直流电缆的预鉴定试验，用到高电压直流发生器系统及电缆热循环试验系统，然而，一般高电压试验设备的自动化、集成化程度不够，每个厂家都有自己的控制系统，其中，核心部件——下位机，有使用欧美系PLC，有使用日系PLC，还有些系统以单片机为核心设计，这些系统单机运行时，或多或少都存在不足，在大型试验站中几乎不能实现系统集成、分散化控制及数据交互分析的功能。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种适用于500kV以下直流交联聚乙烯电缆的电缆预鉴定试验系统，将直流高电压试验与电缆热循环试验进行系统集成，实现两项试验的关联运行，保证试验顺利、安全进行。
[0005]本技术采用的技术方案为：一种电缆预鉴定试验系统，包括控制子系统、直流高压输出子系统和热循环子系统；
[0006]所述直流高压输出子系统和热循环子系统分别与控制子系统连接通信；
[0007]直流高压输出子系统包括直流高压发生器和第一调压器，控制子系统控制第一调压器的运行参数变化，调压器的控制输出端连接直流发生器，以控制直流发生器输出直流高压信号；
[0008]热循环子系统包括第二调压器、第三调压器、模拟回路、试验回路和量测单元；模拟回路包括连接成电流回路的第一穿心变压器组和对照电缆，试验回路包括连接成电流回路的第二穿心变压器组和试验电缆，直流发生器的直流高压信号输出端连接试验电缆；所述对照电缆为与试验电缆的材质和规格相同的电缆；
[0009]控制子系统分别通过第二调压器和第三调压器控制第一穿心变压器组和第二穿心变压器组输出至对照电缆和试验电缆上的电流；量测单元包括数据记录仪、设置于试验电缆上的第一电流互感器、设置于对照电缆上的第二电流互感器，以及设置于对照电缆上的温度传感器；所述第一电流互感器、第二电流互感器和温度传感器的信号输出端分别通信连接数据记录仪，数据记录仪将接收到的传感器数据传输至控制子系统。
[0010]本技术在应用时，直流高压输出子系统用于为试验电缆提供直流高压，穿心
变压器组用于为试验电缆提供加热电流。出于对试验结果可靠性的考虑，试验电缆的绝缘层不可破坏，因此试验过程中的试验电缆温度无法准确测试，本技术可通过向模拟回路中的对照电缆通入相同电流实现电缆温度的获取和反馈，进而完成特定温度特定电压下的试验电缆鉴定：若特定电压、特定温度下电缆未被击穿，则表示试验电缆鉴定通过。
[0011]可选的，所述对照电缆与试验电缆两者至少材质相同，截面积相同。各方面规格参数越接近，所获取的温度越能够反应试验电缆在试验过程中的真实温度。对照电缆也可采用与试验电缆相同的电缆。
[0012]可选的，所述温度传感器的数量为多个，至少设置于对照电缆的芯部和表皮部位。可以为电缆试验提供更详细的数据，便于更全面的分析试验电缆。
[0013]可选的，所述温度传感器采用光纤测温传感器，所述数据记录仪采用无纸记录仪，温度传感器通过光纤向数据记录仪传输温度采集信号；数据记录仪与控制子系统之间通过TCP/IP方式通讯连接。
[0014]进一步的，所述试验电缆通过电缆终端连接直流高压发生器的直流高压输出端；试验电缆两端所连接的电缆终端之间连接有铜排。
[0015]可选的，所述第一调压器、第二调压器、第三调压器分别采用可控硅调压器。
[0016]可选的，所述控制子系统包括通信连接的上位机和控制器，控制器控制第一调压器、第二调压器和第三调压器，且，控制器通过第一调压器控制直流高压发生器的控制回路中，与控制器通过第二调压器和第三调压器控制穿心变压器组的控制回路中，设有互锁的可控开关，控制器连接所述可控开关的控制端。
[0017]以上实施方式为硬件互锁方式，当上位机发出停止试验的指令，或者控制器基于预设的保护逻辑由数据记录仪反馈的试验数据判断试验过程存在异常时，可通过控制其中一个可控开关同时关停直流高压发生器的直流高压输出和穿心变压器组对电缆的加热。
[0018]本技术也能够支持通过软件编程实现直流高压输出部分与热循环加热部分的相互连锁，当任何一侧子系统出现异常，控制器在控制相应侧子系统停止工作的同时，也输出另一侧子系统的停机控制信号。
[0019]进一步的，所述控制子系统还包括继电保护装置；
[0020]直流高压输出子系统还包括运行参数采集单元，所述运行参数采集单元采集直流高压发生器的运行参数，传输至继电保护装置，数据记录仪向继电保护装置传输所记录的数据；
[0021]继电保护装置根据获取到数据输出保护控制指令，控制器执行所述保护控制指令，控制对应的可控开关断开或保持闭合。继电保护装置的功能可集成至控制器中。
[0022]可选的，所述控制器采用PLC，对应直流高压输出子系统和热循环子系统分别设有一PLC控制器，各PLC控制器分别通过交换机以profinet通讯方式与上位机连接通信；
[0023]各PLC控制器还分别具有触摸式人机交互接口。触摸式人机交互接口可方便单独的对热循环子系统或直流高压输出子系统进行直接控制。上位机可以实施为同一个计算机，或者分别设置的上位机。PLC控制器对应直流高压输出子系统和热循环子系统分别设置时，各PLC控制器的控制回路皆布置对两个可控开关的互锁控制。
[0024]有益效果
[0025]本技术实现了对电缆预鉴定试验所需的直流高压生成系统和热循环系统的
有效集成，能够实现电缆试验过程的统筹控制。同时，通过模拟回路的设置，能够实现对试验电缆试验过程中温度的等同获取，避免对试验电缆进行结构破坏从而影响试验电缆性能，因此能够得到更加可靠的电缆预鉴定试验结果。
[0026]此外，通过互锁的设置，本技术能够实现直流高压生成子系统与热循环子系统的相互连锁，保障任何一侧子系统发生故障时，两侧子系统能够同时停止工作。
附图说明
[0027]图1所示为本专利技术电缆预鉴定试验系统的一种实施例架构示意图；
[0028]图中，1
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控制器，2
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第一调压器，3
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直流高压发生器，4
‑
第二调压器，5
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第三调压器，6
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数据记录仪，7
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第二穿心变压器组，8
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电缆预鉴定试验系统，其特征是，包括控制子系统、直流高压输出子系统和热循环子系统；所述直流高压输出子系统和热循环子系统分别与控制子系统连接通信；直流高压输出子系统包括直流高压发生器和第一调压器，控制子系统控制第一调压器的运行参数变化，调压器的控制输出端连接直流发生器，以控制直流发生器输出直流高压信号；热循环子系统包括第二调压器、第三调压器、模拟回路、试验回路和量测单元；模拟回路包括连接成电流回路的第一穿心变压器组和对照电缆，试验回路包括连接成电流回路的第二穿心变压器组和试验电缆，直流发生器的直流高压信号输出端连接试验电缆；所述对照电缆为与试验电缆的材质和规格相同的电缆；控制子系统分别通过第二调压器和第三调压器控制第一穿心变压器组和第二穿心变压器组的输出至对照电缆和试验电缆上的电流；量测单元包括数据记录仪、设置于试验电缆上的第一电流互感器、设置于对照电缆上的第二电流互感器，以及设置于对照电缆上的温度传感器；所述第一电流互感器、第二电流互感器和温度传感器的信号输出端分别通信连接数据记录仪，数据记录仪将接收到的传感器数据传输至控制子系统。2.根据权利要求1所述的电缆预鉴定试验系统，其特征是，所述对照电缆与试验电缆两者至少材质相同，截面积相同。3.根据权利要求1所述的电缆预鉴定试验系统，其特征是，所述温度传感器的数量为多个，至少设置于对照电缆的芯部和表皮部位。4.根据权利要求1所述的电缆预鉴定试验系统，其特征是，所述温度传感器采用光纤测温传感器，所述数据记录仪采用无纸记录仪，温度传感器通...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓天宇，李鹏，甘鹏，刘宁，岳磊，王翊滔，汤春荣，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：