[发明专利]一种超长配电电缆的局部放电定位装置及方法

说明书

本发明涉及一种超长配电电缆的局部放电定位装置及方法，该装置包括设置在电缆首端的脉冲信号发生器、振荡波电压发生器和信号接收装置以及若干设置在间隔的电缆接头上的容性传感器；所述容性传感器包括耦合单元、信号采集模块和4G模块，耦合单元由高压耦合电容和RLC耦合电路组成，信号采集模块采集的信号通过4G模块传输到信号接收装置，所述高压耦合电容预埋在电缆接头接地铜网与外半导电层之间，且其外接线与RLC耦合电路串联连接。本发明的装置和方法有效克服了由于电缆长度过长，局部放电信号衰减严重，难以检测到脉冲回波，对定位造成较大影响的缺点。

技术领域

本发明涉及电力系统中配电电缆状态检测技术领域，具体涉及一种超长配电电缆的局部放电定位装置及方法。

背景技术

电力电缆多采用埋地敷设，不占用地表资源，不容易受到大风、暴雨、雷电、积雪等恶劣天气的影响，运行过程中受机械损伤的可能性极小，因此，其正日益取代传统的架空线路，成为城市输配电网络的重要组成部分。然而电力电缆在投入运行期间仍可能出现各种故障，其发生的主要原因包括电缆本身质量差、安装过程中受损伤和在长期运行过程中的绝缘劣化。绝缘劣化带来的故障往往是整体的、全局化的。电缆本身会因运行年限过长发生老化，如果运行环境恶劣，绝缘劣化速度会加快。由于电缆受潮过程中内部夹杂微量水分，电缆绝缘内部会出现链状含水微孔，随着时间的推移会在绝缘内部产生树枝状路径并不断生长，在此期间电缆整体的绝缘电阻显著降低，介质损耗发生明显变化。最后水树枝转变为电树枝，引起局部放电，导致电缆击穿事故。局部放电检测技术是目前电力电缆现场检测的有效且常用的手段。

振荡波局部放电检测技术是目前常用且较为成熟的局部放电检测方法，其通过在电缆上施加阻尼衰减的正弦电压波形激发电缆绝缘内的缺陷，使其形成局部放电并通过耦合单元接收局放信号，通过时域脉冲反射法进行局部放电位置定位。然而在实际操作过程中，由于高频局部放电信号在电缆中传播衰减较为严重，对于长电缆局放脉冲信号往往难以完成两个电缆长度的传递就被噪声所淹没。

发明内容

本发明的目的是为解决上述技术问题及不足，提供一种超长配电电缆的局部放电定位装置及方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种超长配电电缆的局部放电定位装置，包括设置在电缆首端的脉冲信号发生器、振荡波电压发生器和信号接收装置以及若干设置在间隔的电缆接头上的容性传感器；所述容性传感器包括耦合单元、信号采集模块和4G模块，耦合单元由高压耦合电容和RLC耦合电路组成，信号采集模块采集的信号通过4G模块传输到信号接收装置，所述高压耦合电容预埋在电缆接头接地铜网与外半导电层之间，且其外接线与RLC耦合电路串联连接。

作为本发明一种超长配电电缆的局部放电定位装置的进一步优化：所述配电电缆首端与末端均设有一个耦合单元。

作为本发明一种超长配电电缆的局部放电定位装置的进一步优化：所述高压耦合电容预埋在电缆接头的接地铜网与外半导电层之间，且高压耦合电容的信号接收电极与接地铜网之间通过绝缘胶带缠绕。

作为本发明一种超长配电电缆的局部放电定位装置的进一步优化：所述配电电缆每1km至少有一个电缆接头预埋有容性传感器。

作为本发明一种超长配电电缆的局部放电定位装置的进一步优化：所述 RLC耦合电路包括并联的一个电感和一个电阻。

利用所述超长配电电缆的局部放电定位装置进行局部放电定位的方法，所述方法步骤如下：

步骤(1)、采用脉冲信号发生器向电缆中注入高斯脉冲信号，并通过每个容性传感器中的信号采集模块接收脉冲信号进行时钟同步；

步骤(2)、在电缆首端通过振荡波电压发生器施加振荡波电压，预埋在电缆接头的容性传感器通过信号采集模块采集局部放电信息；

步骤(3)、每个容性传感器将采集到的局部放电信息通过4G模块传输到信号接收装置；