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XLPE电力电缆局部放电检测诊断系统的设计

发布时间:2019-10-07 02:13:04 文章来源:工具之家    

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李雯雯+gao阳+许傲然

摘 要文章设计kai发liao解决XLPEdian力dian纜运行huan境复杂、敷设安装时易产生缺陷等一些问题deXLPE电力电lan局部放电jian测诊断系统。该系统ju备基于chao声hechao高频方法deXLPE电力电缆绝yuan缺陷诊断、定wei功能系统由复合传gan器qian置放daqijicai集ka等构成。与此同时系统软jian是由LabVIEWyuyanheC语言等联合开发可实现数ju采集、chu理、xian示、fenxi、识bie等功能。最后jin行了局部放电实yanzhu要针dui电缆尖刺缺陷该实验结果显示利用复合传gan器的超声加超高频检测系统响应灵敏度比传统的脉chong检测更高,且可检测频谱范围更宽

guan键词:XLPE电力电缆局部放电;超声检测;脉冲电流检测;故障诊断

DOI:1.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.153

1 引言

作为构成电力系统的重要组成部分,XLPE电力电缆的运行可靠性dui电力系统的anquan运行有zhuo深入的影响。交联聚乙烯电力电缆诸存在如huan境复杂、敷设安装时易产生缺陷等潜在性故障,出于dui国内外yanjiu现状的综合分析与考虑,在能准确无wu地抑制现场测量时所受dao的干扰的前提下,tong过对已敷设电缆进行的局部放电检测试验,本文设计开发了XLPE电力电缆局部放电检测诊断系统。该系统具备基于超声和超高频方法的XLPE电力电缆绝缘缺陷诊断、定位功能,系统由复合传gan器、前置放大器及采集卡等构成。软件系统在经过LabVIEW语言和C语言等联合开发后,可以实现对数据的采集、chu理、显示、分析、识别等功能。

2 局部放电检测系统

本文的设计zhu要依据XLPE电力电缆绝缘缺陷诊断、定位装置,该zhongzhuang置是基于超声法的,此装置的硬件部分由复合传感器、前置放大器、采集卡等构成。

复合传感器有超声和超高频liangzhong。超高频传感器的主要功能是通过基准放电时间来缺陷定位,其探头为电容圆板式,接收由局部放电产生的超高频xinhao。超声传感器hui输出十分微弱的电yaxin号,这种信号经过jiao长电力电缆的传输,信噪比降低是肯定的。另外,超声传感器的输出阻抗是高阻抗的。

前置放大器主要起到的作用是:1)超声传感器输出的电信号极其微弱,前置放大器起到了将其放大的作用;2)超声传感器输出的阻抗过高,前置放大器起到了将qijian小再进行输出的作用。

本次试验采用了巴te沃斯型带通滤bo器,该种滤波器伴随着meibei频程6ndB的速度增大衰减,其中n代表滤波器的jieshu,因此,所要设计的带通滤波器低通部分必须为4阶,而高通部分要有8阶。本项目使用了包含两个运suan放大单元的THS4012运算放大器,共三个。

3 软件系统

局部放电超声检测与识别系统的软件部分主要使用LabVIEW语言、C语言、R语言和MATLAB语言联合开发,它具有强大的数据采集、处理、显示、分析、识别等功能。

整个软件系统从功能shang看,主要可分为4个模块:分别为数据采集、数据处理、谱tu绘制、统计参数提取。软件的总体设计思lushi:多次对XLPE电力电缆3种典型局部放电模型进行实验,继而将每一次实验产生的结果,如超声波信号、超高频信号和施加电压信号由采集卡获取,经过软件滤波、去噪等数据处理技术后,将局部放电超声波信号的各种谱图计算后并显示出来。然后利用显示的谱图计算出其统计参数,将进行的所有实验的这种统计参数进行特征提取,从而构成典型缺陷放电特征指wen。针对不明确类型的放电情kuang,进行采集、谱图以及统计参数的计算,将特征提取后得到的指纹值与上述每种放电的指纹值对比,利用人工神经网络等工juzi动识别放电类型。

4 局部放电实验

多次实验结果得知,外加电压达到5.5kV时,超声法首先检测到局部放电信号,并qieneng够得到随着外加电源电压的升高所测的放电超声信号PRPD谱图变化趋势。

当外加较小的电压时,超声波脉冲qun主要集中于电源相位的fuban周,尤其在feng值附jin表现明显,反之,电源相位的正ban周存在的放电信号极少,但电源相位的正、负两个半周放电信号幅值差距不大。

随着施加电压的升高,超声波信号幅值逐渐增大,脉冲群出现次数逐渐增多,一般十几个周期内就出现一次超声波脉冲群。超声波脉冲群依然主要分布在施加电压负半周峰值附近,然而,此时对应外施电压正半周峰值附近出现的脉冲群次数明显增多,并且相应的放电信号幅值将大于负半周。

随着施加电压的不断加大,局部放电现象也越来越剧烈,一般情况下,几个周期内就会出现一次超声波脉冲群,并且对应正半周放电脉冲幅值远大于负半周放电信号幅zhi

5 结论

通过对比分析两种方法试验结果,得出如下结论

1)施加电压较低时,超声法先于脉冲电流法采集到放电信号,因此对于尖刺缺陷,超声法比脉冲电流faling敏度高;

(2)两种检测方法的有近乎一致的放电起始特征。在外加电压的初始阶段,放电信号大部分分布于电源相位的负半周,峰值附近的放电信号最为强烈;放电伴随外加电压的不断升高开始进入快速发展阶段,而此时正半周放电信号激增,幅值大于负半周相应的放电信号;

(3)根据不同电压下的PRPD谱图特征,可以得chu对比于脉冲电流法PRPD谱图,超声法PRPD谱图的相位分布更为宽广。

参考文献:

[1]郭灿新,zhang丽,钱勇,黄成军,姚林朋,江秀臣. XLPE电力电缆中局部放电检测及定位技术的研究现状[J].高压电器,2009(03):56-60.

[2]huangxiao峰.交联聚乙烯电力电缆绝缘老化评估及修复方法研究[D].西安交通大学,2014.

[3]郭强.基于超声检测的圆柱形构件缺陷特征提取及识别技术研究[D].中北大学,2014.

[4]刘少辉.GIS局放脉冲电liuheUHF信号的联合定位[J].高压电器,2015(12):022.

[5]刘玲,张西,汪琳娜.故障诊断技术的现状与发展[J].电子测试,2016(Z1):62-63.

山东工业技术 2017年17期

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