[发明专利]一种极不均匀电场下电缆缓冲层局部放电测试系统

说明书

本发明涉及一种极不均匀电场下电缆缓冲层局部放电测试系统，其主要技术特点是：包括交流电压源、高压电极、接地电极、屏蔽箱与局部放电采集装置；高压电极、接地电极和待测试样安装在屏蔽箱内用来屏蔽电磁干扰信号，高压电极通过保护电阻连接交流电压源的高压侧，接地电极连接交流高压源的地线侧，待测试样放置于高压电极和接地电极之间并紧密接触，局部放电采集装置安装在接地电极与交流电压源的地线侧之间。本发明将高压电极、接地电极及待测试样安装在屏蔽箱内，有效屏蔽了外界的噪声信号，更准确地进行数据测量，能够对局部放电脉冲波形分析，并通过模糊聚类分析区分不同类型的放电源，实现放电信号的分离，满足了局部放电测试要求。

技术领域

本发明属于高压设备技术领域，尤其是一种极不均匀电场下电缆缓冲层局部放电测试系统。

背景技术

随着我国经济的不断发展，电力需求也不断增长。而我国负荷中心与能源中心呈现逆向分布的特点，为了解决这一问题，我国采用“西电东输”发展战略。电缆输电具有可靠性高、安全性好与适应性强等特点，是未来输电的主要方式。由于高压交联聚乙烯电缆具有优异的力学性能、稳定的化学性能与良好的电气性能而被广泛的应用，据不完全统计高压XLPE电缆的使用率已经超过90％，其安全稳定运行对输电网络具有重要影响。

近些年来，高压XLPE电缆故障时有发生，经过解剖发现故障点多位于绝缘屏蔽层与铝护套之间的缓冲层中。缓冲层作为电缆的重要结构，由于行业内标准尚不规范，近些年来关注度较少。经过初步检测发现，缓冲层内存在放电烧蚀痕迹。同时根据现场测试结果，发现部分电缆内部可以检测到局部放电信号。局部放电检测是电缆状态评估的一种常用手段，然而目前针对电缆的局部放电检测多集中于电缆的绝缘层中，而对缓冲层内的局部放电检测较少。因此搭建缓冲层局部放电测试平台，进行电缆缓冲层局部放电测试，对于深入分析电缆缓冲层故障机理来说至关重要。

有些研究机构进行了电缆内部放电故障分析与机理研究，发现当电缆铝护套出现松动时，可以检测到明显的局部放电信号。当电缆铝护套出现松动时，缓冲层与铝护套接触状态发生变化，缓冲层内存在气隙，通过时域有限元仿真计算可知，气隙内的最大电场强度超过空气击穿场强，最终引起局部放电。不仅缓冲层接触状态变化会引起放电现象，缓冲层性能突变与结构改变同样可以引起其内部电场分布的变化，当电场强度超过阈值时会引发局部放电。

缓冲层内的电场分布是实际电缆运行中不可忽视的因素，实际工况下由于部分电缆铝护套加工工艺不当，易在其表面形成金属尖端，当出现铝护套松动现象时易引起严重的电场畸变。如何进行极不均匀电场下电缆缓冲层局部放电测试并分析电场分布对缓冲层局部放电特性的影响是目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种极不均匀电场下电缆缓冲层局部放电测试系统，解决了在极不均匀电场下电缆缓冲层局部放电测试以及对分析电场分布对缓冲层局部放电特性的影响的问题。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种极不均匀电场下电缆缓冲层局部放电测试系统，包括交流电压源、高压电极、接地电极、屏蔽箱与局部放电采集装置；所述高压电极、接地电极和待测试样安装在屏蔽箱内用来屏蔽电磁干扰信号，所述高压电极通过保护电阻连接交流电压源的高压侧，所述接地电极连接交流高压源的地线侧，所述待测试样放置于高压电极和接地电极之间并紧密接触，所述局部放电采集装置安装在接地电极与交流电压源的地线侧之间。

所述屏蔽箱的屏蔽信号频率范围为10kHz-100MHz，电场屏蔽性能10dB，适用温度范围为-10℃-50℃，湿度范围为5％-40％，并且符合局部放电测试条件。