[发明专利]一种用于高压XLPE电缆的在线监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力设备绝缘故障检测领域，特别涉及一种用于高压XLPE电缆的在线监测方法。

背景技术

近年来，随着国内外电缆行业的不断发展，研究人员开发了多种XLPE电力电缆的监测及检测方法，其中有些方法已在运行单位得到了应用。

(1)外置式电容耦合传感器

外置式电容耦合传感器结构如图1(a)所示，将一对电极安装在电缆接头两侧(接头中间的屏蔽层用绝缘垫圈隔开)，再用检测阻抗将两电极相连。其等效电路如图1(b)所示，图中C₁、C₂为金属屏蔽层与线芯导体形成的等效电容，C₃、C₄为金属电极与金属屏蔽层形成的等效电容，Z_d为检测阻抗。

(2)外置式电感耦合传感器

参见图2，M为Rogowski线圈结构电流传感器线圈的互感，Ls为线圈的自感，Cs为线圈的等效杂散电容，Rs为线圈的等效电阻，C0、R0为线圈的取样阻抗。

(3)超声波检测法

超声波技术是在现场条件下较早应用成功的技术之一。超声波检测系统通常采用压电晶体作传感器，其工作频带多取60～300kHz。目前，该技术主要用于电缆接头及附近的局放检测，可以采用传感器固定安装的在线监测方法，也可以采用移动传感器进行便携式检测。

(4)紫外成像技术

紫外成像技术目前已广泛应用于电力设备电晕放电的检测，且发展到了可在白天进行检测的水平。该技术可用于对电缆终端发生的电晕放电信号进行采集，从而发现电缆终端电晕严重部位，并采取相应措施保证高压电缆系统的安全运行。

(5)介质损耗法

参见图3，该方法对零点的检测精度要求高，因此对过零检测器的稳定性(包括长时间工作的稳定性及温度稳定性等)有较高的要求。这种方法对测量信号本身的要求也较高，因为叠加在正弦波电压上的过零点附近的一些干扰，往往会影响过零点检测的准确性，谐波对正确检测过零点也有举足轻重的影响。因此，要使用稳定性很好的滤波器来滤除谐波分量。常用高阻进行分压取得电压信号，之后，与流经电缆绝缘的电流相量进行相位比较，但事先要验证电阻测量时的角差。有关资料提出，当tanδ大于1％时，绝缘可判断为不良。由此法得到的信息是反映绝缘缺陷的平均程度，也有研究者认为该方法只能反映电缆的吸水程度。

(6)光学检测法

随着光学技术的不断发展，国外学者近几年还提出了通过光检测法来获取XLPE电缆绝缘信息的想法。一般来讲，电树枝起始前聚合物中电场强度增高点发射出的光称为场致发光(EL)，这一现象已被加拿大、日本和瑞典等国所认识。由于EL在水树转化为电树之前就发射出来，可以据此察觉聚合物材料的老化状态。EL的强度比局部放电(PD)至少低两个数量级，EL的光谱不同于PD的光谱，为此，采取高灵敏度的光学聚集装置来显示EL光谱的波长、强度和色调等特征，且按不同的EL起始电压测出光谱强度与波长、电树枝起始时间、老化生成范围等的关系，可据此实现电缆绝缘的评价。该方法目前还处在试验室研究阶段，离实用化技术还有很长的一段距离。

发明人在实现本发明的过程中发现现有技术中至少存在以下的缺点和不足：

①外置式电容耦合传感器受到外界噪声的干扰，包括广播信号，白噪声信号，以及线路谐波的影响，并且安装后运行环境恶劣，尤其直埋电缆上不能长期使用；②电感耦合传感器法适用于隧道敷设的电缆接头和终端，且抗干扰性能不佳，经常受到电晕放电的干扰；③超声波检测法由于超声信号在电缆中衰减较快，传感器灵敏度不高；④紫外检测法只能检测电缆终端表面放电信号，对于电缆附件内部的缺陷无能为力；⑤光学检测法目前尚处于实验室研究阶段，离实际应用还有一段距离，且该方法难以实现在线监测。

发明内容

本发明提供了一种用于高压XLPE电缆的在线监测方法，本发明消除了外界环境的干扰，提高了抗干扰性；实现了对电缆本体及附件内部缺陷的检测；能准确定位缺陷位置和大小，实现在线监测，详见下文描述：

一种用于高压XLPE电缆的在线监测方法，所述方法包括以下步骤：

(1)在高压XLPE电缆附件中距橡胶件第一预设距离处电缆外半导电层上安装内置式电容耦合传感器；

(2)在所述高压XLPE电缆上施加一个测试信号，测试由所述内置式电容耦合传感器、同轴电缆、滤波器、放大器组成的电路是否能调通；如果是，执行步骤(4)；如果否，执行步骤(3)；