[发明专利]一种电力电缆局部放电监测装置及方法

说明书

本发明涉及一种电力电缆局部放电监测装置及方法。所述装置包括：交流高压发生设备与电力电缆电连接；高压电容耦合传感器与交流高压发生设备电连接；信号耦合单元设置在中间接头的金属外护层；局部放电测试仪与高压电容耦合传感器电连接；交流高压发生设备，用于向电力电缆施加低频交流电压信号以使电力电缆局部放电产生局部放电脉冲信号；多个信号耦合单元，用于在电力电缆局部放电时将局部放电脉冲信号耦合至电力电缆全线；高压电容耦合传感器用于获取电力电缆上的局部放电脉冲信号；局部放电测试仪用于根据上述局部放电脉冲信号计算所述电力电缆的局部放电量。本发明可以实现局部放电脉冲信号在电力电缆全线传输，提高局部放电量的计算精度。

技术领域

本发明涉及高电压检测技术领域，尤其涉及一种电力电缆局部放电监测装置及方法。

背景技术

电力电缆在运行过程中，由于受到各种原因(电场力和电流的效应、制造工艺缺陷、施工损伤以及进水、气体腐蚀、外力破坏等)影响导致其绝缘能力下降，引起没有贯通主绝缘层或电缆接头外绝缘处局部放电。加之，现有电力电缆的绝缘材料主要采用固体有机绝缘材料制成，局部放电会进一步恶化该电力电缆的绝缘能力，极易发展成为击穿从而影响到电力电缆的正常使用。因此，通过检测电力电缆的局部放电情况是评价其绝缘性能的一种有效方式。

现有技术中，电力电缆提供商按照相关标准的严格规定对出厂电缆进行局部放电量检测。例如，针对长度一定范围内电力电缆，采用高频脉冲电流法进行局部放电量检测时，采集局部放电频谱的30-500kHz范围的放电脉冲，然后计算该电力电缆的局部放电量。上述高频脉冲电流法技术所分析的数据相对可信。

然而，超过66kV的高压电力电缆由于电场强度设计和制造施工运行条件限制，只能采用单芯电缆且多段电缆连接构成。实际应用中，为了降低金属外护层感应电流，长距离电力电缆一般设置3N(N为非零自然数)个分段，各分段之间接头处将金属外护层交叉互联，并安装护层保护器以限制金属外护层的雷电和内部过电压，但这样会引起高频信号在中间接头处波阻抗不连续、损耗严重，导致无法检测全长电缆的局部放电。

在实现本发明方案的过程中，发明人发现：电力电缆敷设投运后，现场可能存在30-500kHz的高频信号，例如无线通讯、电力线路载波和电晕，导致上述高频脉冲电流法的检测结果不准确。为避免现场高频信号干扰，电力电缆提供商采用10MHz以上甚至GHz频段进行局部放电量检测。但是，电力电缆的内外屏蔽层会引起上述高频信号(10MHz以上甚至GHz频段)严重衰减，仅可用于分段接头的局部放电检测。因此，亟需一种有效的电力电缆监测装置及方法。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种电力电缆局部放电监测装置及方法，用于解决现有技术中单芯电缆中间接头局放高频信号中断和较高频段信号衰减严重的问题。

第一方面，本发明提供了一种电力电缆局部放电监测装置，适用于中间接头金属外护层交叉互联的长距离单芯电缆，所述装置包括：交流高压发生设备、高压电容耦合传感器、多个信号耦合单元和局部放电测试仪；其中，所述交流高压发生设备与所述电力电缆电连接；所述高压电容耦合传感器与所述交流高压发生设备电连接；所述信号耦合单元设置在中间接头的金属外护层；所述局部放电测试仪与所述高压电容耦合传感器电连接；

所述交流高压发生设备，用于向电力电缆施加低频交流电压信号以使所述电力电缆局部放电产生局部放电脉冲信号；

多个信号耦合单元，用于在所述电力电缆局部放电时将局部放电脉冲信号耦合至所述电力电缆全线；

所述高压电容耦合传感器，用于获取所述电力电缆上的局部放电脉冲信号；

所述局部放电测试仪，用于根据上述局部放电脉冲信号计算所述电力电缆的局部放电量。

可选地，所述信号耦合单元分为三相，分别与中间接头金属外护层连接。

可选地，所述信号耦合单元三相可采用星形中性点接地、星形中性点不接地或三角形方式连接。