电力电缆局部放电检测系统的应用研究

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1、2016年4月吉林电力Apr．2016第44卷第2期(总第243期)，JilinElectricPowerVo1．44No．2(Ser．No．243)电力电缆局部放电检测系统的应用研究ApplicationResearchonPartialDischargeDetectionSystemofPowerCable赵昌鹏，庞伶琦，庞丹，董福柱。(1．国网长春供电公司，长春130021；2．华北电力大学，北京102206；3．长春龙源电力设备有限公司，长春130021)摘要：在介绍高压电力电缆局部放电的

2、检测原理和信号提取方法的基础上，给出了电缆局部放电检测系统的组成，包括高频电流传感器、系统硬件电路和上位机3部分，其采用小波消噪实现了局部放电信号的信息提取，该系统在长春地区多条线路进行测试，试验表明该系统能够有效检测到局部放电信号。关键词：电力电缆；局部放电；检测；小波消噪中图分类号：TM855文献标志码：B文章编号：1009—5306(2016)02—0043—03导体高压电力电缆及其附件在生产、安装以及运行过程中可能存在各种缺陷，如绝缘中有气孔、杂质等，会使电缆绝缘水平在运行中逐步降低，产生

3、局部放电现象，严重时会发展成电缆绝缘击穿事件，为此有必要对运行电缆的局部放电信号进行检测，确保电网安全稳定运行。电缆局部放电检测是近年来国家电网公司重点推行的一种在线检测方法，目前常用高频和超高频2种方法。超高频法频段高，信号衰减大，一般只用来检测电缆接头的局部放电情况，很难检测到电缆本体的局部放电信息，本文主要研究高频法的电缆局部放电检测系统。图1电缆局部放电检测示意图1电力电缆局部放电检测原理在电缆局部放电检测中，由于现场环境复杂会存在各种干扰，其中主要以白噪声干扰为主。白噪声电力电缆存在绝缘

4、缺陷时，会在绝缘内部发生局部放电，局部放电瞬间产生的高频脉冲电流通过干扰包含现场环境中的各种随机噪声，如绕组热噪声、地网噪声等。由于白噪声的频谱和局部放电信号线芯对金属护套的电容进入金属护套，并沿着金属护套传播，在交叉互联系统接地或终端接地线处流频谱相似，因此传统的傅立叶分析方法很难将其滤入大地[】]。因此，在交叉互联系统或终端处的接地除。线上使用高频电流传感器(HFcT)可将脉冲电流耦本文采用小波分析方法去除白噪声对检测的影合到高频电流传感器中，通过仪器进行信号采集分响。小波分析法是一种信号的时

5、间一尺度(时间一频析，便可获得电缆局部放电的相关信息，电缆局部放率)分析方法，它具有多分辨率分析的特点，而且在电检测示意图如图1所示。时频两域都具有表征信号局部特征的能力。根据小波变换的原理]，局部放电在线检测系统获取的信2电力电缆局部放电信号提取方法号()的自相关函数为：f(￡，z-)一f(，Z-)+c(￡，r)(1)收稿日期：2015—07—29作者简介：赵昌鹏(1988)，男，硕士研究生，从事电力电缆运行维护工作。·43·2016年4月Apr．2016第44卷第2期(总第243期)Vo1．4

6、4No．2(Ser．NO．243)其中：‰(f，r)为检测信号的自相关函数，(￡，r)为局放信号的自相关函数，(￡，r)为噪声信号的自相关函数。由局部放电的C~x和白噪声的的特征可知：白噪声的小波变换的模极大值与尺度无关，利用该特性可实现消噪。3电力电缆局部放电检测系统组成图3系统硬件原理电力电缆局部放电检测系统主要由高频电流传色的动态性能；CPU处理单元采用TIAM3517处感器、系统硬件电路和上位机3部分组成。高频电流理器，AM3517处理器集成了600MHz的传感器通过电磁耦合将局部放电信号

7、转变为感应电ARMCortex—A8内核并提供了丰富的外设接口。主流信号，然后通过硬件电路对其放大、采集和处理，板上拥有512MBDDR2SDRAM，512MB并通过硬件电路的通信接口将数据传输到上位机NANDFlash，4MBNorFlash，支持Lc，串口，网口，中，由上位机完成后续的处理工作，系统原理如图2USB接口，CF卡接121，主控制单元通过GPMC总所示。线实现与逻辑控制单元间的数据通信。3．3上位机软件系统硬件电路上位机软件安装在电脑上，将采集器获取的波形进行滤波、分析并给出测试结

8、果。软件系统采用I—ooooH一~ooob⋯++[固QT(多平台的C图形用户界面应用程序框架)开发工具开发，系统采用模块化设计，系统功能框图如s图4所示。眦T位机电缆局部放电监测管理分析l图2系统的总体原理IIlI3．1高频电流传感器_5]示波探测l在线检测I专家诊断I生成报告ll高频电流传感器带有高频磁芯的罗柯夫斯基线IlII_』=．．．，一_』=．．J．．一．．．J．．一．．．】．一上圈，其原理是局部放电产生的高频脉冲电流通过磁滤采图局局测场变化会在传感器次级绕组中产生感应脉冲