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一種直流饋電系統電纜絕緣強度檢測系統及方法
【專利摘要】本發明公開了一種直流饋電系統電纜絕緣強度檢測系統及方法，包括用于連接在被測線路直流斷路器兩端的測試電阻回路，該測試電阻回路中串接有一個測試電阻，可控大功率接觸器，測試熔斷器，該系統還包括用于檢測饋電區段電壓的電壓變送器和用于檢測測試電阻回路電流或檢測饋電區段電流的電流變送器，電壓變送器和電流變送器的信號輸出端與一控制設備連接。本發明的直流饋電系統電纜絕緣強度檢測系統及方法通過在被測線路的直流斷路器兩端并入測試電阻，通過測量饋電區段的電壓及電流，分析其剩余電阻值和/或剩余電壓值來確定線路是否存在絕緣強度不足，以避免在被測線路存在短路故障時合閘斷路器。
【專利說明】一種直流饋電系統電纜絕緣強度檢測系統及方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種直流饋電系統電纜絕緣強度檢測系統及方法。

【背景技術】
[0002]城市軌道交通直流牽引供電系統微機保護和測控單元適用于城市軌道交通直流牽引供電系統的直流饋線保護。直流饋電電纜用于高速直流開關(即直流斷路器)到接觸網的供電，是直流供電系統的“瓶頸”。電纜一般采用XLPE電纜或EPR柔性電力電纜，有時為了防止鼠咬及增加機械強度等采用軟銅帶鎧裝，但是由于敷設環境差，電纜容易因絕緣老化、受損發生故障，嚴重威脅著軌道交通安全運營。
[0003]軌道交通直流饋電電纜絕緣當前普遍采用的是將電纜停運，用搖表檢測電纜的絕緣電阻，以此判斷電纜的絕緣狀況。隨著軌道交通系統的迅速發展，越來越多的低壓直流電纜投入了使用，這種檢測方式已經不堪重負，而且由于軌道交通直流系統采用懸浮供電，其測試數據只能作為參考，國內外也沒有相關標準規定，因此在實際操作時只能根據測試數據歷史記錄經驗判斷，具有較大的主觀性和不確定性。


【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種直流饋電系統電纜絕緣強度檢測系統，以解決現有絕緣檢測方式主觀性和不確定性大的問題，同時提供一種使用該檢測系統的檢測方法。
[0005]為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是:一種直流饋電系統電纜絕緣強度檢測系統，包括用于連接在被測線路直流斷路器兩端的測試電阻回路，可控大功率接觸器，該測試電阻回路中串接有一個測試電阻R_P，該系統還包括用于檢測饋電區段電壓U_s的電壓變送器和用于檢測測試電阻回路電流或檢測饋電區段電流I_p的電流變送器，所述電壓變送器和電流變送器的信號輸出端與一控制設備連接。
[0006]所述測試電阻回路中還串接有與控制設備連接的測試接觸器。
[0007]所述測試電阻回路中還串接有測試熔斷器。
[0008]本發明直流饋電系統電纜絕緣強度檢測方法的技術方案包括如下步驟:
[0009](I)在直流斷路器處于分閘狀態時，測量被測線路饋電區段的電壓U_s及被測線路饋電區段或測試電阻回路的電流i_p ；
[0010](2)計算被測線路剩余電阻值R_r和/或剩余電壓值U_r ；
[0011 ] (3)根據剩余電阻值R_r和/或剩余電壓值U_r與對應設定值的比較結果，判斷被測線路的絕緣強度。
[0012]被測線路剩余電阻值R_r和/或剩余電壓值U_r的計算公式如下:
[0013]U_r = (I_p.R_p)+U_s
[0014]R_r = U_s/I_p
[0015]其中，U_s為被測線路饋電區段的電壓值；I_p為被測線路饋電區段或測試電阻回路的電流值。
[0016]本發明的直流饋電系統電纜絕緣強度檢測系統及方法通過在被測線路的直流斷路器兩端并入測試電阻，通過測量饋電區段的電壓及電流，分析其剩余電阻值和/或剩余電壓值來確定線路是否存在絕緣強度不足，以避免在被測線路存在絕緣強度不足時合閘斷路器，產生電力拉弧光現象，致使電纜的絕緣強度進一步下降，最終導致短路現象。該檢測系統結構簡單，檢測方法簡單實用，測量結果準確。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發明第一實施例的結構原理圖；
[0018]圖2為本發明第二實施例的結構原理圖。

【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖及具體的實施例對本發明進行進一步介紹。
[0020]如圖1所示為本發明直流饋電系統電纜絕緣強度檢測系統實施例的結構原理圖，由圖可知，該檢測系統包括用于連接在被測線路直流斷路器兩端的測試電阻回路，該測試電阻回路中串接有一個測試電阻，該系統還包括用于檢測饋電區段電壓U_s的電壓變送器和用于檢測測試電阻回路電流I_P的電流變送器，電壓變送器和電流變送器的信號輸出端與一控制設備連接。
[0021]如圖1所示本實施例的電流變送器連接在測試電阻回路中以測試其回路電流，由于被測線路電流與測試電阻回路的電流相等，也可以將電流變送器連接在被測饋電區段線路中測量其電流，如圖2所示。
[0022]本發明還提供了一種直流饋電系統電纜絕緣強度檢測方法，包括如下步驟:
[0023](I)在直流斷路器處于分閘狀態時，測量被測線路饋電區段的電壓U_s及被測線路饋電區段或測試電阻回路的電流i_p ；
[0024](2)計算被測線路剩余電阻值R_r和/或剩余電壓值U_r ；
[0025](3)根據剩余電阻值R_r和/或剩余電壓值U_r與對應設定值的比較結果，判斷被測線路的絕緣強度:即當剩余電阻值高于設定值和/或剩余電壓值高于設定值時，可以判斷確定被測線路的絕緣強度達到達標；反之，如果低于設定值，則可以斷定被測線路的電纜存在一定的絕緣問題。
[0026]本實施例的測試電阻回路中還串接有測試熔斷器及與控制設備連接的測試繼電器，該控制設備采用智能設備，智能采集區段電壓U_s和測量的測試電流I_p，根據測試電阻的電阻，計算出接觸網端的剩余電壓值U_r，觸網端的剩余電壓值U_r和測試電流1_?可以計算線路剩余電阻值R_r,通過以下公式可求得剩余電壓值U_r和剩余電阻值R_r:U_r=(I_p.R_p)+U_s ；R_r = U_s/I_p。
[0027]本發明的被測線路絕緣強度檢測順序如下:
[0028]I)啟動
[0029]電纜檢測過程的初始階段有一個響應延遲時間。這段時間的長短取決于線路絕緣強度檢測啟動時的直流斷路器狀態。如果直流斷路器處于正常分斷狀態時通過帶測合閘命令來啟動線路絕緣強度檢測，此響應延遲時間為t_pr.ο ;如果直流斷路器是由于區段的故障而脫扣，那么重合閘前的首次線路絕緣強度檢測過程須經過響應延遲時間t_pr.t。
[0030]2)檢測
[0031]響應延遲時間過后對區段進行絕緣強度測試。在測試時間(t_test)內，測試電流通過一阻性電路流向饋電區段。用電流和電壓變送器來測量測試電流I_P和區段電壓U_s，根據測量計算得到的剩余電阻R_r和母線電壓來決定重復線路絕緣強度檢測過程或者合閘直流斷路器。
[0032]3)循環
[0033]如果被測區段上并無絕緣強度故障而直流斷路器不能合閘，又或者直流斷路器閉合后立刻由于類似短路的過載而再次脫扣，檢測過程將在等待一段時間(t_cy.p)后重復進行。如果重復次數達到，則結束線路絕緣強度檢測。4)合閘
[0034]如果線路絕緣強度檢測過程中得到的剩余電阻高于預定值，剩余電壓高于預定值，在經過一個額外延遲時間(t_wait)后，系統將發出直流斷路器合閘命令。如果直流斷路器合閘成功，則線路絕緣強度檢測過程結束。自動重合閘程序退出等待下一次線路短路檢測。
[0035]線路絕緣強度檢測啟動條件包括如下幾點:
[0036]a)啟動觸發事件。線路絕緣強度檢測啟動觸發事件有帶測合閘命令(包括帶測分閘命令的下降沿帶測合閘)或直流斷路器自動斷開。
[0037]b)線路絕緣強度檢測必須處于未閉鎖狀態。
[0038]c)直流斷路器必須處于分閘狀態。
[0039]d)測試測試熔斷器正常，無故障。
[0040]e)手車位置必須要么只處于服務位置，要么只處于試驗位置。
[0041]f)旁路隔離器狀態明確，要么分狀態，要么合狀態。
[0042]g)額外脫扣約束命令有帶測分閘命令與不帶測分閘命令，若有此命令處理存在，則不啟動線路絕緣強度檢測。
[0043]運行中的線路絕緣強度檢測流程能被外界因素強制打斷，以下任何一個條件都將中斷線路絕緣強度檢測:
[0044]A、線路絕緣強度檢測由開關命令打斷(包括分閘/復位、不帶測分閘)。
[0045]B、直流斷路器變成合位
[0046]C、手車位置狀態發生變化或位置變成不明確。
[0047]D、測試測試熔斷器出現故障信號。
[0048]線路絕緣強度檢測閉鎖:線路絕緣強度檢測合閘失敗，則測試程序將被禁止執行，只有在閉鎖解除后才允許再一次啟動線路絕緣強度檢測。可以通過“分閘/復位”命令解除閉鎖。
[0049]以上實施例僅用于幫助理解本發明的核心思想，不能以此限制本發明，對于本領域的技術人員，凡是依據本發明的思想，對本發明進行修改或者等同替換，在【具體實施方式】及應用范圍上所做的任何改動，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種直流饋電系統電纜絕緣強度檢測系統，其特征在于:包括用于連接在被測線路直流斷路器兩端的測試電阻回路，可控大功率接觸器，該測試電阻回路中串接有一個測試電阻R_p，該系統還包括用于檢測饋電區段電壓u_s的電壓變送器和用于檢測測試電阻回路電流或檢測饋電區段電流I_P的電流變送器，所述電壓變送器和電流變送器的信號輸出端與一控制設備連接。
2.根據權利要求1所述的直流饋電系統電纜絕緣強度檢測系統，其特征在于:所述測試電阻回路中還串接有與控制設備連接的測試接觸器。
3.根據權利要求1或2所述的直流饋電系統電纜絕緣強度檢測系統，其特征在于:所述測試電阻回路中還串接有測試熔斷器。
4.一種利用權利要求1所述的直流饋電系統電纜絕緣強度檢測系統的檢測方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)在直流斷路器處于分閘狀態時，測量被測線路饋電區段的電壓U_s及被測線路饋電區段或測試電阻回路的電流I_P ； (2)計算被測線路剩余電阻值R_r和/或剩余電壓值U_r； (3)根據剩余電阻值R_r和/或剩余電壓值U_r與對應設定值的比較結果，判斷被測線路的絕緣強度。
5.根據利用權利要求4所述的直流饋電系統電纜絕緣強度檢測方法，其特征在于，被測線路剩余電阻值R_r和剩余電壓值U_r的計算公式如下:
U_r = (I—P.R—p)+U—s
R_r = U—s/I—p 其中，U—s為被測線路饋電區段的電壓值；I—P為被測線路饋電區段或測試電阻回路的電流值。
【文檔編號】G01R31/12GK104297640SQ201410181428
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年4月30日 優先權日:2014年4月30日
【發明者】劉永祥, 成印沙, 李緒勇, 張文俊, 樊海松, 羊陽, 韓學軍, 汪相坤, 胡超然, 席亞舉 申請人:河南許繼智能控制技術有限公司