便携式电缆局部放电检测系统的研制

便携式电缆局部放电检测系统的研制

摘要:便携式电缆出现的局部放电现象会降低电缆的绝缘效果,很容易产生电力绝缘击穿事故,需要相關人员做好便携式电缆的局部放电管理工作。基于此,本文从便携式电缆局部放电检测方法入手,研制了一种便携式电缆局部放电检测系统,以期为相关人员开展局部放电管理工作提供帮助。

关键词:便携式电缆;局部放电;检测系统
便携式电缆在电力系统中具有铺设施工流程简答、运维
管理便捷等优势,非常适用于电力输配网建设施工。但是在
实际的便携式电缆应用中,时常会出现便携式电缆绝缘击穿
1 便携式电缆局部放电检测方法
针对便携式电缆存在的绝缘击穿事故,电力企业的技术人
员需要采用合理的便携式电缆局部放电检测方法,及时发现
便携式电缆存在的局部放电问题,保障便携式电缆的安全稳
定运行。一般来说,便携式电缆局部放电检测方法有超声波
法、高频电流法以及特高频法这三种,其检测原理如下:
其一,超声波法,在电缆出现局部放电现象时,会出现20kHz
以上的超声波,技术人员可以通过超声波传感器的应用,采集

局部放电产生的超声波,从而实现局部放电现象的精准检测,

但是在便携式电缆的绝缘环境下,超声波的衰减效果较为显
著,所以检测范围相对狭窄;其二,高频电流法,在电缆出现局部
放电现象时,会产生脉冲电流信号,技术人员可以通过高频电
流传感器的应用,采集局部放电产生的高频电流,但是在实际
应用中,传感器的信号采集会受到电磁干扰的影响;其三,特高
频法,在电缆出现局部放电现象时,局部脉冲电流骤然提升,会
产生GHz的特高频电磁波,技术人员可以通过特高频电磁波
传感器的应用,检测局部放电现象,这种方法的检测灵敏度相
对较高,而且抗干扰性较强,是应用较为广泛的局部放电检测
方法。[1]
2 便携式电缆局部放电检测系统的研制
集模块、信号处理模块以及便携主机三部分。为了保障信
号的有效传输,笔者在检测系统中设置了四个信号采集通道,
传感器通过四个采集通道完成相关参数的采集,参数信号首
先被传输到前置处理模块,进行滤波和放大处理;再传输到主
板进行再处理,选择两个采集通道的信号传输到采集卡,开展
模数转换处理;最后,将处理的信号传输到便携主机中,完成局
部放电的检测。在上述检测系统中,技术人员可以利用设备
外置的开关,调节采集通道信号的检测方法,选择两个检测方

法同时开展局部放电检测,提升检测系统的精度。为了保障

现场检测的有序进行,笔者在主机箱中设置信号采集模块及处理模块,并将传感器及便携主机安置于配件箱中,在保障信号精准检测的同时,提升检测系统的应用便捷性。

2.2 检测系统的硬件设施
第一,传感器。在本文研制的检测系统中,传感器主要负责
采集三种检测方法所需的信号,即超声信号、高频电流信号
以及特高频信号,根据不同的信号特征,设计相应的采集方
案。其中,超声信号传感器选择压电式超声波接收器,将设备
探头放置于靠近便携式电缆的位置即可完成信号的采集;高
频电流信号传感器选择钳型结构的采集器,将设备与便携式
电缆接地线连接即可完成信号的采集;特高频信号传感器选
第二,信号处理模块。本文研制检测系统的信号处理模块
主要包括前置处理单元和主板两部分,前置处理单元主要负
责采集信号的滤波、检波及放大处理,为信号转换提供条
件。本节主要以特高频信号的前置处理单元为例,分析其硬
件设施,主要通过无源带通滤波器实现信号滤波;通过芯片
AD8318电路实现信号检波;通过放大器实现信号放大。在信
号处理模块,主板主要负责子单元的工作电压调节,保障信号
处理的有效进行。主板的主要硬件设施为ADG1434芯片。

需要注意的是,在进行信号处理模块的设计时,需要注重信号

干扰的影响,笔者将信号处理模块的线路设置为差分线路,可以有效提升信号传输的可靠性及抗干扰性。

第三,信号采集模块。信号采集模块的主要硬件设施为NIUSB-5133采集卡,可以将模拟信号转变为数值信号。这一型号的采集卡具有采样率高的优势,能够保障信号采集的全面性及准确性,为局部放电检测提供保障。在本文研制的检测系统中,采集卡主要与主板输出口和系统机箱的USB进行连接,完成模拟信号到数字信号的传输,并利用USB线完成数字信号在采集卡和便携主机间的传输。

2.3 检测系统的软件设施
检测系统需要为电力企业的技术人员提供局部放电检测
工具栏这三项功能,具有两种工作模式。其一,连续采样工作
模式,在该模式下,检测系统会根据原始信号进行时域波形的
显示,技术人员可以直接观测到信号内容;其二,实时诊断模式,
在该模式下,检测系统会定期开展放电信号数据的分析,并自
动生成信号特征图谱及诊断报告。其中,信号特征图谱可以
体现出放电信号的次数相位、幅值及能量分布,为技术人员
提供参考。[2]
3 结论

综上所述,局部放电的检测方法相对较多,电力企业可以根

据在检测系统中引进多种检测方法,提升检测的准确性。通过本文的分析可知,电力企业在开展检测系统的研制时,需要明确检测系统的检测需求,结合系统工作原理,合理设置检测系统的硬件设施及软件设施,提升检测系统的性能。

参考文献:
[1]高元生,吴健,杨利彬.10kV透明电缆终端典型缺陷局部放电特征研究[J/OL].绝缘材料,2019(03):51-57.

[2]于东明.电动车组高压电缆局部放电检测技术[J].铁道车辆,2019,57(03):4-7+51.