电缆绝缘检测用20 kV超低频余弦方波电压源

随着电力电子技术的发展,半导体开关器件越来越广泛地应用于电力设备高电压试验领域。基于一种新型高压半导体开关,设计并制作了一套全新的多功能电力电缆检测设备,即超低频余弦方波测试系统,其既可用于耐压试验,也可用于局部放电检测与定位,还可用于介质损耗测量。基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)芯片串联结构的半导体开关动作速度快,性能稳定可控。实验搭建的余弦方波系统可输出最高20 kV的超低频余弦方波电压,满足国际标准IEEE 400.2的要求。最后,使用设计好的系统对一段300 m有缺陷的电缆进行了局部放电测试,验证了设备的有效性。     

基于LSTM算法的高压交联电缆线路振荡波局部放电检测方法

高压交联电缆线路承担的高电压、大容量电力输送任务存在复杂性。针对线路振荡波局部放电检测准确度较差,难以进行缺陷定位的问题,提出基于长短期记忆（LSTM）网络算法的高压交联电缆线路振荡波局部放电检测方法。应用振荡波电压法搭建高压交联电缆线路振荡波局部放电检测框架。基于小波包分解算法,提取典型局部放电信号特征,通过LSTM网络算法识别与检测振荡波局部放电信号,消除局部放电信号中的噪声。根据原始振荡波与反射振荡波到达测试端的时间差,结合振荡波传播速度,确定高压交联电缆线路缺陷位置,实现电缆线路振荡波的局部放电检测。试验结果表明,所提方法的局部放电信号识别准确度更高,电缆线路缺陷定位更精准,实际应用性能较佳。     

适用于电缆振荡波检测系统的电磁触发式固体开关

已有电缆振荡波检测系统中的高压开关存在体积过大、结构复杂、有信号干扰等方面的不足。为此,研制了适用于电缆振荡波装置的基于电磁触发方式的高压固体开关。通过使磁环具有多个次级输出结构、进行环形布置和整体灌封,减小了开关体积;采用单根触发线传递脉冲宽度调制信号,实现了高压固体开关通断拓扑结构的控制,降低了高低压间的绝缘需求,提高了结构的可扩展性;采用电容放电维持高压固体开关的导通,避免了电磁干扰,提高了局部放电检测装置的灵敏度。试验结果表明,所研制的高压固体开关体型小巧,开通时间约为400 ns,局部放电起始电压30 kV。将该固体开关用于多条故障电缆中进行局部放电测试,均能完成有效检测。     

便携式电缆局部放电检测仪器--高压谐振电源装置的设计

本论文是一种“便携式电缆局部放电检测仪器”研究项目中的一部分——高压谐振电源装置的设计。这个高压谐振装置是一个基于振荡波理论的振荡波测试系统。通过直流发生装置对电容或被试电缆电容充电,当达到试验电压后通过电感线圈放电,从而产生所需频率的振荡波。通过对谐振回路和触发回路的选择组成系统的测试回路,并且对回路中的性能参数进行计算。考虑到电感线圈比较特殊,所以要单独设计其结构、尺寸。最后,对该电路进行仿真。     

不同频率振荡波电压下XLPE电缆局部放电特性的研究

振荡波检测技术在电力电缆局部放电检测中广泛应用。测试电缆长度不同导致振荡波电压频率发生变化。为了研究不同频率振荡波电压作用下电缆缺陷的局部放电特性,文中使用自主研发的振荡波测试系统检测了热缩式电缆附件在电缆终端无应力管、中间接头错用绝缘胶带替换半导电自黏胶带、交联聚乙烯主绝缘表面由割痕导致的气隙以及主绝缘表面存在金属微粒这4种缺陷的局部放电,对比分析了局部放电起始电压、熄灭电压、放电幅值、放电次数等特征随振荡波频率的变化情况,并对4种缺陷进行模式识别。分析结果表明,局部放电特性随振荡波频率变化而存在差异,4种缺陷的统计特征区分度较大,识别效果较好,具有实际应用价值。     

基于振荡波局部放电检测的电力电缆绝缘老化状态评价与故障定位

随着我国社会发展进步,电缆线路的铺设速度愈发加快.交联聚乙烯电缆凭借其优良的运行性能,在国内广泛铺设,但囿于复杂的运行环境,电缆常因此受到不同程度的绝缘老化.目前,在高压交联电缆线路现场试验和状态检测中,阻尼振荡波电压下的局部放电实验还未有重大突破,缺乏相关的实验数据.文中介绍了振荡波局部放电实验的原理及其实验装置,并对通过对比分析三条绝缘老化程度差异明显、在电缆接头与终端分别出现绝缘缺陷的电力电缆,得到了绝缘老化程度与电缆局部放电参数(放电起始电压、放电电量等)之间的相对关系.凭借局部放电定位的手段,进行了电缆绝缘老化故障的位置分析,并证明了阻尼振荡波电压下的局部放电实验的优良性与适用性.     

110kV电缆振荡波局部放电模拟试验分析

为验证110 kV高压电缆振荡波局部放电试验技术检测电缆绝缘潜在性缺陷的有效性,以及积累该项试验技术现场应用经验,在高压大厅进行了110 kV电缆终端及中间接头放电仿真模型局部放电振荡波模拟试验,并进行该项技术对试验电缆破坏性的比对研究。试验表明高压电缆振荡波局部放电试验技术可检测并定位电缆终端较明显的局部放电缺陷,但对于半导电尖端较小的模拟缺陷,则无法检测到局部放电。     

配电电缆试验方法的研究现状和发展趋势

配电电缆是电网设备的重要组成部分,其绝缘缺陷引发局部放电、整体绝缘老化是导致电缆故障的主要原因。为预防电缆故障、保证配网安全可靠运行,研究配电电缆试验方法具有重要意义。文中总结国内外现行试验标准;阐述配电电缆各种试验方法的原理和试验规程,包括工频电压试验、串联谐振电压试验、振荡波电压试验、超低频正弦波电压试验、超低频余弦方波电压试验;重点综述振荡波和超低频电压试验方法的研究现状和存在问题,讨论电缆局放特性;最后总结上述试验方法的优缺点,探讨其在配电电缆绝缘状态诊断应用的主要发展趋势。     

10 kV配电电缆绝缘耐压与局放一体化测试方法研究

振荡波与超低频正弦测试技术是电力电缆绝缘状态检测的有效方法。文中提出了一种新型的超低频正弦与振荡波一体化测试技术，能够大大提高现场检测效率。该方法在传统串级倍压电路拓扑结构的基础上，创新性地拓展了其功能，研制了电缆测试的一体化系统，可以实现电缆绝缘的超低频正弦耐压以及振荡波局部放电一体化测试。文中针对所提出的系统，详细分析了两种不同电压的产生原理及其波形特性，并利用MATLAB/Simulink进行仿真分析，进一步验证了该一体化测试方法的可行性。最后，建立了实验室样机系统，通过实验室测试，证明该一体化系统的合理性。     

振荡电压波作用下电缆局部放电的仿真分析

振荡电压波可以使电缆缺陷部位产生局部放电,可以用来进行电缆局部放电的定位。本文介绍了振荡波电压法在交联聚乙烯电缆局部放电定位中的应用原理,建立了电缆在正常情况下和存在局部缺陷下的二维有限元数学模型,利用有限元分析软件在振荡波电压作用下对电缆进行了电场仿真。仿真结果表明在振荡波电压作用下电缆缺陷部位电场畸变,超过气隙的击穿场强而产生局部放电。该结果为研究和设计振荡电压波系统提供了理论依据。     

振荡波测试系统在电缆局部放电检测中的应用

振荡波测试系统（OWTS）是目前国际上较为广泛地应用于挤塑型电力电缆的局部放电检测装置。介绍了振荡波测试系统的电源技术、抗干扰技术、局部放电定位技术,实例验证了该系统在电缆局部放电检测中取得的良好效果。     

振荡波电压法检测10 kV电缆局部放电试验

介绍了振荡波电压法测试系统的主要原理、设备构成及局部放电定位技术的原理;基于振荡波电压法检测技术,通过在一条退运10 kV交联聚乙烯短电缆上人工设置各种模拟缺陷,对系统的检测效果进行了初步分析,得出振荡波电压法对某些类型的缺陷如错用绝缘胶带等效果十分明显,而对其他一些缺陷如压接管表面存在毛刺等效果有待进一步研究;研究也表明电缆终端缺陷的检测可能会由于高压线夹表面放电引入干扰受到影响,建议采取其他辅助检测手段如开关柜局部放电检测技术或对高压线夹进行防电晕处理。     

振荡波局部放电诊断技术在高压电缆的应用

实践证明高压振荡波局部放电检测技术能快速定位潜在电缆局部放电缺陷且不会对电缆造成伤害。介绍了220 kV高压振荡波局部放电检测系统的构成及工作原理,并通过实例验证了该系统在110 kV XPLE电力电缆的局部放电诊断、缺陷定位方面效果良好。     

振荡电压下电缆典型缺陷局部放电的统计特征及定位研究

振荡波检测技术在近似于工频的阻尼振荡电压作用下检测电缆绝缘缺陷处的局部放电,具有检测结果可标定、对电缆绝缘无损伤、特别适合现场测试等优点.为研究阻尼振荡电压作用下电缆缺陷局部放电的统计特征,文中在10kV电缆上预设了中间接头导体接管处错缠绝缘胶带、端部针尖、本体外半导电层破损、端部悬浮共计4类典型缺陷,采用自主研发的振荡波测试系统试验测量了预设缺陷的局部放电信号,应用振荡电压相位分析方法,分析了4类典型缺陷局部放电在不同严重程度时的相位统计特征.分析结果表明:4类预设缺陷的定位误差不大于10 cm;中间接头导体接管外错用绝缘胶带产生的局部放电信号呈三角形稀疏分布在振荡电压的20°～70°、200°～280° 2个相位区间;端部针尖缺陷产生的局部放电信号呈矩形密集分布在振荡电压的20°～110°、200°～280° 2个相位区间;外半导电层破损缺陷产生的局部放电信号呈三角形集中分布在振荡电压的180°～280°相位区间;端部悬浮缺陷产生的局部放电信号呈矩形集中分布在振荡电压的200°～300°相位区间.预设缺陷局部放电的相位谱图存在明显的特征差异,为进一步研究阻尼振荡电压作用下电缆局部放电的模式识别和放电严重程度奠定了基础.     

基于振荡波检测系统的电力电缆局部放电波形研究

介绍了局部放电电流法检测局部放电的基本原理,给出了振荡波局部放电测试电路,对基于这一检测原理的振荡波局部放电测试系统检测的波形信号进行分析。研究表明振荡波检测系统检测的局部放电信号会受电缆传播特性的影响产生衰减,且检测的信号波形基本上呈现脉冲型和脉冲振荡衰减型两种形态。     

振荡波电压作用下的电缆介质损耗测量方法

介质损耗是评价电力电缆绝缘状态的重要指标之一。振荡波电压作为目前新兴的检测电压,因具有与工频交流电压较好的等效性,在局部放电检测领域有广泛的应用,但振荡波电压下的介质损耗测量工作暂未深入开展,对绝缘状态一体化检测具有局限性。为了解决目前的局限性,文中提出了一种基于振荡波测试技术的电缆介质损耗测量方法。在振荡波测试系统每次工作期间,采集电缆试品的电压或电压、电流数据,然后通过数据后处理提取波形参数,从而获得准确的介质损耗。文中同时对2种基于振荡波电压的介质损耗测量方法进行对比与现场误差分析,得到基于振荡波电压、电流波形的介质损耗角测量方法,具有较高的准确性以及实用性,并提出了解决零点漂移的方法。最后,仿真以及实验结果验证了该方法的可行性和有效性。     

阻尼振荡波电压下110kV交联电缆绝缘性能检测

目前,在高压交联电缆线路现场试验和状态检测中,阻尼振荡波(DAC)电压下绝缘性能检测的研究与应用在国内仍处于空白,相关经验和数据完全缺失。基于此,开展了DAC电压产生的机理及特性、DAC电压下电缆局部放电检测、放电源定位和介质损耗测量原理研究,介绍了典型高压交联电缆DAC测试系统(OWTS)的功能与组成,并首次在国内尝试DAC电压下现场测试、诊断2条110kV交联电缆线路的绝缘健康状况。研究分析和现场实测证明,用DAC电压代替工频正弦波电压作为试验电压,结合耐压试验、局放检测与定位、介质损耗测量多种绝缘性能检测方法,可有效覆盖线路全长范围内电缆本体及附件,较好地弥补了现有高压交联电缆绝缘性能检测手段存在的局限和不足。     

振荡波电压下10kV交联聚乙烯电缆中间接头的局部放电特性

交联聚乙烯(XLPE)电缆局部放电的振荡波电压检测方法是一种无损检测方法,目前已得到初步应用。为了研究振荡波电压下电缆典型缺陷的局部放电特性,制作了4种10 k V交联聚乙烯电缆中间接头人工缺陷模型,对4种缺陷模型分别施加振荡波电压和工频电压,对比研究了振荡波电压和工频电压下的局部放电特性。研究结果表明:相较于工频电压,振荡波电压下局部放电的脉冲信号上升沿更陡峭,过峰值后衰减更快,在2~3个周期内衰减到0,脉冲持续时间短约3~30μs;同一种缺陷的局部放电3维统计图谱在振荡波电压与工频电压下基本一致,不同缺陷的局部放电3维统计图谱区别明显,为进一步研究振荡波电压作用下交联聚乙烯电缆局部放电的模式识别奠定了基础。     

阻尼振荡波下检测XLPE电缆局部放电和耐压与工频的等效性综述

近年来中低压交联聚乙烯(XLPE)电缆的现场局部放电检测技术在国际上得到了快速发展。其中阻尼振荡波下测量电缆的局部放电在中国的电力运行部门得到广泛应用。笔者简述了该方法的测试原理与优缺点,综述了对不同频率振荡波的耐压与局部放电的测试效果及振荡波电压与工频电压下的耐压和局部放电测试结果的等效性以及其对电缆损害的可能性。     

振荡波测试技术在电缆局部放电检测中的应用

介绍振荡波电压的产生和局部放电定位原理,通过模拟缺陷试验分析判断电缆局部放电的精确位置,结合现场测试实例验证了OWTS振荡波测试技术在电力电缆局部放电检测中的实用性.