[发明专利]OWTS电力电缆振荡波试验设备及试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电缆绝缘状态检测技术及其应用领域，具体涉及一种电力电缆振荡波试验设备及试验方法。

背景技术

随着城市用电负荷持续快速增长，对供电可靠性的要求越来越高，城市配网全面实现电缆化是适应高可靠性和节约空间的发展方向。电力电缆在投入运行后会受到多种不利因素的影响，导致电缆故障越来越多。但是考虑建设成本和城市发展的历史原因，城市地下电缆主要采用直埋和排管敷设，造成了城市配网电力电缆检修和维护工作量大和难度大的问题。因此，需要研究更先进的电力电缆绝缘试验设备及方法，提高工作效率，准确及时发现电力电缆存在的绝缘故障。以保证电网安全运行和缩短电缆检测所需的时间，降低停电时间，节约企业成本。

电力电缆检测方法主要有交流耐压法、直流耐压法以及超低频耐压法。交流耐压法与实际运行条件最为接近，但是试验设备庞大，不易进行现场试验，限制了该方法的应用。对电缆实施直流耐压试验实际上是一种破坏性试验，大量实例中XLPE电力电缆经直流耐压试验测试合格，在重新投入运行后很快发生绝缘击穿事故的例子屡见不鲜。因此直流耐压试验存在加速XLPE电力电缆早期劣化以及大大缩短电缆运行寿命等弊端。超低频法虽然设备容量大大减小，但由于其与工频电压的等效性很低，检测效果也不能令人满意。

一些电缆使用量较大的发达国家在XLPE电力电缆的预防性试验中提出了振荡波电压试验。振荡波电压试验最早由荷兰Delft大学提出，该方法主要原理是电缆上具有一定电压时，通过电子开关的动作，形成一个电缆、电感以及线路电阻的弱阻尼回路，在电缆上产生一个衰减振荡波，从而对电缆的局部放电进行监测，最终对电缆的绝缘状况进行评价。目前振荡波检测装置大致分为两种，一种为AC-OWTS，一种为DC-OWTS。AC-OWTS采用交流变频串联谐振耐压工作原理，在峰值同步信号控制下，利用高压开关使串联谐振回路在峰值时停止功率输出，并同时闭合高压开关，形成振荡波阻尼振荡，该方式控制单元结构复杂，变频装置成本昂贵。DC-OWTS使用一个直流高压电源对电缆进行长达几分钟的充电过程，然后产生振荡波。

综上，现有的电力电缆振荡波试验的缺点是：1、采用变频谐振耐压试验装置对电力电缆充电，设备所需电源容量大，笨重、不便于运输，造成现场试验困难；2、采用直流高压电源对电力电缆充电，充电时间较长，达到数分钟，加速电缆绝缘老化。

发明内容

针对现有技术存在的问题及不足，本发明的目的在于提供一种OWTS电力电缆振荡波试验设备及试验方法。该试验设备体积小，便于携带，有利于现场试验，并且电缆充电时间短，不会对电缆绝缘造成破坏。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种OWTS电力电缆振荡波试验设备，包括用于在被试电力电缆上产生振荡波的电路模块以及用于获得被试电力电缆的绝缘状况的局部放电检测单元；所述电路模块包括直流高压电源、电容器、第一高压电子开关、第二高压电子开关、电抗器、反向二极管、第一电缆接线端以及第二电缆接线端，直流高压电源的高压输出端与电容器的一端以及第一高压电子开关的一端相连，第一高压电子开关的另一端与电抗器的一端、第二高压电子开关的一端以及反向二极管的阴极相连，电抗器的另一端与第一电缆接线端相连，直流高压电源的接地端、电容器的另一端、第二高压电子开关的另一端、反向二极管的阳极以及第二电缆接线端与公共接地端相连。

所述直流高压电源的电压为10kV～100kV。

所述电容器的电容量为10μF～50μF。

所述电抗器的电感为0.7H～1H。

上述OWTS电力电缆振荡波试验设备的试验方法，包括以下步骤：

1)将第一电缆接线端以及第二电缆接线端分别接在被试电力电缆的芯线以及屏蔽层上；

2)经过步骤1)后，利用直流高压电源对电容器充电，充电至电容器上电压达到预定幅值时控制第一高压电子开关导通，第一高压电子开关导通后电容器对被试电力电缆充电，充电瞬时完成后第一高压电子开关关断，然后控制第二高压电子开关导通，并使用局部放电检测单元对被试电力电缆的局部放电信号进行采集与分析，最终获得被试电力电缆的绝缘状况。

所述被试电力电缆经电容器充电后的电压为电容器经直流高压电源充电后电压的1.2～1.8倍。

所述第二高压电子开关导通后在电抗器、被试电力电缆以及线路电阻形成的弱阻尼回路中产生衰减振荡波，当回路电流反向时，控制第二高压电子开关关断，电流经反向二极管续流。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：