XLPE高压电缆在线监测方法及设计

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基于差频法的XLPE电缆绝缘故障在线监测系统研究

Ｒｅｅｒｈｎｏｌｎｏｉｏｉｙｔｍｏｓａｃｏｎ－ｉｅｍｎｔｒｎｇｓｓｅｆｒＸＬＰＥｏｒｐｗｅ
ｃｂｅｉｕａｉｎｆｕｔｂｓｄｏｆｅｅｔａｒｑｅｙｍｅｈｄａｌｎｓｌｔｏａｌａｅｎｄｉｒｎｉｌｆｅｕｎｃｔｏ
ＷＡＮＧＪ．ｎＧＵｎ．ｉ，ＷＵＹｉ．ｏｕｆｇ，ｅＯＹｏｇｘｎｂ（．ｏｅｅｏｌｔｎ．Ｇａｘｎｖ，ａｎｎ３０４ｈｎ；１Ｃｌｇｅｒｇ，ｕｎｉｉＮｎｉｇ５００，ＣｉｌｆＥｃ．ＥｇＵ．ａ２Ｃｌｇｌｔｎｏ．Ｅ．ＺｅｇｈｕＵｉｆＬｇｔｎ．Ｚｅｇｈｕ５０２，ｈｎ）．ｏｅｏｅｒｆｒｎ，ｈｎｚｏｎ．ｏｉｈｄ，ｈｎｚｏ００ＣｉｅｌｆＥｃ．ＩｇｖＩ４ａ
ＡｂｔａｔＴｒｕｈｕｎｌｚｇｔｅＸＬＥｐｗｅａｌｎｕａｉｎａｉｇｃｕｅｙｔｅｗａｅｒｅｈｎｓｒｃ：ｈｏｇｏｔａａｙｉＰｏｒｃｂｅｉｓｌｔｇｎａｓｄｂｈｔｒｔ，ｔｅｏ — ｎｈｏｅｌｅｍｏｉｒｇｓｓｍｅｉｎｂｓｄｏｈｉｅｅｃｒｑｅｃｓｐｅｅｔｄｈｒｇａｉｄｐｅｙａｉｎｔｉｙｔｄｓｇａｅｎｔｅｄｆｒｎｅｆｕｎｙｉｒｓｎｅ．Ｔｅｐｏｒｍａｏｔｄｂ－ｎｏｎｅｆｅｓｂｕ０ｏｆｅｕｎｙＡＣｖｌｇｎｅｕｎｙｓｐｒｏｉｏ，ｏｓｒｉｇｔｅｉａｔｆａｉｇｃｌ，ｏｔ１０Ｈｚｌｗ— ｑｅｃｏｔｅａｄｆｑｅｃｕｅｐｓｉｎｂｅｖｎｍｐｃｇｎａｅｒａｒｔｈｏｂ

XLPE电力电缆局部放电在线测试的现状与探讨

宽的频带范围内获取电缆内的放电特征信息，公被
脉冲电流法就是我们在局放屏蔽室内常用的测
认为是最有效的电缆故障诊断方法之一。但是，目
前ＸＰＬＥ电力电缆局部放电在线测试的效果不甚理
试方法，即耦合电容法。ＩＣ６２０标准规定了局Ｅ０７放脉冲电流测试方法，冲值有统一的准则和规范，脉
耦合法示意图见图４。局放电流在外屏蔽层的螺旋导线中流动时可分解为沿电缆表面切向和沿电缆轴
向两个方向的电流分量，中轴向电流分量可在包绕其电缆表面的带状传感器上产生感应电压。
局放脉
导体绝缘层
绝缘屏蔽层电容传感器金属屏蔽层
有重要的实际意义。
被认为是灵敏度最高的测试方法，不能应用于但
ＸＰＬＥ电力电缆局部放电在线测试，研究中我们在将它用作在线测试的对比参照。
１２电磁耦合法．
电磁耦合法是通过检测电缆金属屏蔽层接地线中因局放引起的脉冲电流，通过检测阻抗将信号再送到测试仪获得放电量（有被称为电感型耦合也
缘内部的气隙或气泡、绝缘料的焦粒、蔽层的突起屏或嵌人、体的毛刺，导以及电缆在敷设中的损伤、运行中绝缘介质的树枝状老化等，些缺陷在高电压这作用下容易首先发生放电。局部放电测试能够在较

10～35 kV XLPE电缆在线监测技术

10～35 kV XLPE电缆在线监测技术摘要:变电站是电网的重要组成部分,变电站的正常运行关系着整个电网的安全,本文主要讨论了如何使电站的运行变得更为安全,这就关系到在电网建设和日常的运行当中对电网的监测设备以及监测技术的应用。

重点提出了XLPE电缆在线监测这种电网监测技术。

关键词:变电站电网XLPE电缆交联聚乙烯简称XLPE,这种材质的电缆由于其绝缘性强、介电损耗系数小、抗酸碱等性能特别是在电性能和热性能等方面的优异表现,使其广发应用于各个电压等级的电力系统[1]。

但是使用一定年限后,常常会因为绝缘被击穿而造成事故,并且因为其电压高、容量大,每次事故都有可能造成重大的经济损失。

根据分析其上述的优势和劣势,这种材料的电缆仍然是利大于弊,瑕不掩瑜。

而且我们也找不到更好地材料代替。

目前对于35 kV以下的电压等级的电缆诊断,采用的是停电施压测试法,停电后对电缆进行直流高压的测试,从而判断出能经受得住的最大电压,这样做明显是弊大于利,往往测试的时候电缆是正常的,但测试过后就事故不断,就是因为测试是加速了地电缆的老化。

所以我们应该实行XLPE在线监测技术,不用停电物无损耗的在线监测内容,实现不停电的监测。

1 在线监测设备可燃性气体总量(TCG)检测装置,来测定变压器储油柜油面上的自由气体,以判断变压器的绝缘状态,这一监测装置最早出现在20世纪60年代的美国。

但这种装置无法监测到潜在性的故障。

为此日本研究开发了气相色谱仪,但由于气体会溶解于油中[2],因此不能连续在线监测,随着塑料渗透膜的发明和应用,它能分离油中气体的高分子。

这一技术的发明和运用标志这这一监测技术的成熟。

这一监测设备在长期的实践应用中证明了它的有效性,但是对突发事故的监测是其软。

局部放电分析装置,加拿大开发并取得一定的成效,一直以来都受技术问题方面的限制。

近年来随着传感器技术、信号处理技术、电子和光电技术、计算机技术的发展,局部放在线监测的灵敏度和抗干扰水平大大的提高了。

XLPE电力电缆绝缘老化分析

XLPE电力电缆绝缘老化分析摘要：本文对电缆的绝缘老化原因和主要绝缘监测技术进行分析，首先建立了气隙局放等效电路模型，在此基础上搭建电缆绝缘介质气隙放电仿真模型。

提出基于监测电缆绝缘介质局部放电信号为主的模糊综合评价法，为基于局部放电信号的电缆绝缘监测提供了理论依据。

关键词：电力电缆；绝缘老化；仿真模型1电缆绝缘老化故障及监测方法1.1绝缘材料老化基于物联网的配电线路监测系统，由前端的智能电网传感器和通常电缆绝缘劣化分为电劣化、热劣化、化学劣化、机械劣化及鼠虫害引起的劣化等。

最常见的类型是电劣化。

电劣化的主要形式有局部放电劣化和电树枝劣化。

电缆浸水是影响电缆安全运行的主要隐患。

研究表明，聚乙烯聚合物的绝缘老化需要先经过树枝老化。

1.2绝缘监测方法现有的电缆绝缘性检测方法分为离线检测试验和绝缘在线监测两种。

而离线检测多以周期预防性试验为主。

预防性实验的模式为周期巡检、定期停电实验。

离线检测方法主要包括介质损耗检测试验、直流耐压试验、局部放电试验及交流耐压试验等。

传统的电缆离线检测方法需要停电为辅，这对人们的生产、生活带来极大的困扰，难以适应当今电网全面自动化、智能化的趋势。

在线监测可以在对电缆无任何损伤情况下实现对电缆的绝缘水平评估、实时掌握电缆运行状况。

其独特的优势成为近几年来学者们热衷的话题。

国内外主流的电缆在线监测方法有直流分量法、直流叠加法、交流叠加法、介质损耗法、局部放电法、低频叠加法等依托电信号监测的方法以及温度分布测量法、电缆应力测量法等物理特征监测方法。

1.3局放在线监测方法监测局部放电信号是定量分析绝缘劣化的主要方式之一，可以判断内部是否存在缺陷，作为警告或预警信息。

还可根据信号分析电缆的老化情况，预估电缆的剩余使用寿命。

局部放电会产生的放电现象有很多种，有些诸如电流脉冲、介质损耗突然增大、电磁波辐射等电气现象，另外一些则属于非电气现象，例如光、热、噪声等。

通过这些现象完成对局部放电现象的监测。

XLPE电缆的试验方法1

XLPE电缆的试验方法1.2 直流耐压试验直流耐压试验反映电缆绝缘的泄漏特性和耐压特性。

理论分析和实际效果均表明油浸纸介质电缆、充油电缆或充气电缆。

其直、交流耐压特性基本相同。

固体介质电缆如橡塑电缆（包括XLPE电缆），因绝缘层中气隙的存在，在直流状态下往往会使气隙短时放电，而加强（提高）了气隙的耐压强度，同时由于气隙放电后形成的反电势短时不能消失而形成积累效应，当改变外加电压方向后，绝缘耐压强度显著降低。

故直流耐压试验不但不能充分反映电缆的实际耐压，且有时对电缆还有破坏作用。

XLPE电缆在运行过程中发生的故障，用M表测电阻较低，用直流电源“烧穿”故障点时，绝缘电阻却越来越高，即泄漏电流越来越趋于正常值，“隐蔽”了故障点。

其原因为:②直流作用下多个含潮水气隙引发的故障点放电后形成反电势，提高了该点绝缘强度；②交流下形成的导电桥路在直流下被破坏。

故障直流耐压不适合试验橡塑电缆。

1.3工频耐压试验方法工频耐压试验最能反映电缆绝缘实际情况的，原因为：①电缆是在工频下运行的，其试验电压频率在工频下最为合理，可完全模拟运行情况。

②从理论上讲，工频耐压试验不但能反映电缆的泄漏特性，而且能完全反映电缆的耐压特性，还能反映电缆局部电介质损耗引起的局部耐压特性。

但实际中，由于电缆为容性负载，每m有约150～400PF的电容量。

若10kV XLPE电缆长为1km，工频试验电压为20kV时可计算出该试验设备的容量≮50kVA 。

故需50kVA的调压控制器和50kVA/20kV的试验变压器才能完成工频试验。

若电缆的长度为5km时，设备的容量应≮250kVA。

而当电缆为110kV耐压等级电缆时，也可通过上式计算得知。

当电缆较长时因设备太笨重而无法实施。

为了减小工频试验装置的体积重量，通常由变压器与电感L、电缆组成工频串联谐振电路。

因电缆电容一定，可通过调节电感使回路发生工频串联谐振。

此方法显然比直接采用工频变压器做试验要好此，但实际设备很笨重，且操作很麻烦。

XLPE高压电缆短路故障电流在线监测装置设计

２．ＳｈａｎｇｈａｉＷｅｌｌｄｏｎｅＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈｉａ２００４３６，Ｃｈｉｎａ）
摘要：通过分析ＸＬＰＥ高压电缆线路短路故障电流回路的特点，设计了ＸＬＰＥ高压电缆短路故障电流在线监测装置。当线路
ｆａｕｌｔｃｕｒｒｅｎｔｉｓｎａａｌｙｚｅｄｂａｓｅｄｔｈｅｍｏｎｉｔｏｉｒｎｇｄａａｔ．Ｉｎｈｅｔｈｙｂｉｒｄｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｃｂｌａｅｓａｎｄｏｖｅｒｈｅａｄｌｉｎｅｓｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｃａｒｌｊｕｄｇｅｈｅｔａｆｕｌｔ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
发生短路故障时，短路故障电流在线监测装置实时采集故障电流的大小与方向信息，并根据监测数据分析故障电流回路特性，
对于电缆一架空线混合线路，判断故障发生在电缆侧还是架空线侧；对于金属护套交叉互联的长电缆线路，判断故障发生在哪个交叉互联区间。该装置大大缩短了电缆线路发生短路故障后的抢修时间，提高了供电可靠性。关键词：ＸＬＰＥ高压电缆；短路故障；短路故障电流；在线监测装置；设计
（１．ＮａｎｎｉｎｇＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＢｕｒｅａｕ，ＧｕａｎｇｘｉＰｏｗｅｒＧｉｒｄＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｎａｎｎｉｎｇ５３００３１，Ｃｈｉｎａ；

XLPE电缆绝缘在线检测技术方法综述

XLPE电缆绝缘在线检测技术方法综述摘要：电力电缆在电力系统电力供应中的应用越来越广泛,供电质量的可靠性也越来越为供电企业和电力用户所关心，电力电缆的可靠性是保证供电可靠性的重要环节之一.如何实现电力电缆的在线监测和状态检修，一种重要的前提就是对电力电缆进行实时的状态检测。

本文基于交联聚乙烯电缆（XLPE电力电缆）绝缘在线检测技术的地位和意义，梳理了国内外XLPE电力电缆在线检测技术的研究现状，，并探讨了XLPE电力电缆绝缘在线检测技术的发展方向，阐述了电力电缆绝缘故障在线监测系统的国内外技术现状和发展趋势，在此分析的基础上认识到电缆绝缘在线监测是迫切需要的。

关键词：XLPE电力电缆；电缆绝缘；在线检测1 电缆绝缘在线检测的意义电力电缆是电力系统的重要组成部分，随着企业生产的发展,对电力需求的不断增加，电力电缆的使用量也在逐年增长,现代化企业的生产要求电力电缆的运行必须是长期、连续和安全稳定［1］.因此如何保证电力电缆安全稳定运行是电力系统中长期研究的一个多因素、非常复杂的课题。

长期以来，为了防止事故的发生，对电力系统运行中的设备，一直坚持定期进行预防性试验的制度.这对保证设备在电力系统中安全可靠地运行、防止事故的发生起了很好的作用［2].但是随着电力生产的发展,传统的常规性预防试验，已经满足不了安全生产的需要。

这是因为常规预防性试验需要停电测试，而且两次试验间隔时间过长，所以不易及时发现设备的绝缘缺陷，而且停电还要造成一定的损失。

因此对电力系统中设备的绝缘进行实时监测显得极为重要了.随着电力系统的不断发展，电力电缆的应用越来越多，很多单位无法根据规程按时完成预防性试验任务，所以电力电缆设备绝缘的在线监测势在必行。

在线监测就是在工作电压下对电力电缆绝缘状况进行实时监测，把计算机引入测量系统,对测量过程实现自动化，对数据处理实现智能化[3].与此同时,随着现代化技术的飞跃发展,特别是电子、计算机和各种传感器技术的新成就，都为开展电力设备绝缘的带电检测和在线监测技术提供了有利条件［4］.对电力电缆进行带电检测,可以缩短检测周期,提高及时发现绝缘缺陷的概率，从而降低绝缘事故，这一点在电力电缆设备投入运行的初期和老化期是尤其重要的［5]。

环流法监测XLPE电缆金属护套多点接地

∫ 为: AA =
Da / 2
( ia/ 2
) d = ( i a/ 2 ) ln( Da/ Ds) ;
Ds / 2
B 电缆电流产生的磁通, 也会与 A 电缆护套交链的
BA 在 ∈ [ S , D b ] 范围中表示为: BA =
∫D b/ 2 ( i b/ 2
)d
= ( ib / 2 ) ln( D b/ 2S) 。即有 A 电
它两相的金属护套没有形成多点接地, 其环流可以
不予考虑。这时不能按前述公式计算感应电势了, 只需考虑三相缆芯电流对故障相金属护套的感应电势
所引起的环流。
电缆的金属护套可视为同心的套在缆芯周围且
其薄壁呈圆柱体, 因其壁厚远小于其直径, 故可将金
属护套的自感视为 0, 见图 3。
图 3 电缆单回路磁场
设电缆的长度为 l , 则图 2 回路电压方程组为: I s1 ( R + jX ) + ( I s1 + I s2 + I s3) ( R 1 + R2 + Re) +
I s2 jX 1 l + I s3 jX 2l = Es 1l , I s2 ( R + jX ) + ( I s1 + I s2 + I s3) ( R 1 + R2 + Re) +
基本无信号
I p- pB I p- pA /%
0 0
20. 8 728 80. 44
6 067 1 020 1 074 23. 6 826 76. 9
护套两端分接户外地两点
5 064 784 825 5 099 888 935
12. 6 441 53. 5 13. 1 485 49

XLPE电缆在线监测系统设计

关键词：ＸＬＰＥ电缆；在线监测；水树枝；直流分量法；ＰＬＣ；ＭＣＧＳ
中图分类号：ＴＭ７２６．４文献标识码：Ａ文章编号：１００２—１６６３（２０ｌ３）０６— ０５３５— ０４
ＤｅｓｉｇｎｏｆｏｎｌｉｎｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆＸＬＰＥｃａｂｌｅ
ｃａｔｉｏｎｐｒｏｖｅｓｔｈａｔｔｈｅｄｅｓｉｎｅｇｄｍｏｎｉｔｏｉｒｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓｂｌａｅｔｏａｃｃｕｒａｔｅｌｙｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅａｇｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｃａｌｂｅｓ．
（１．鹤岗电业局黑龙江鹤岗１５４１０１；２．大连理工大学电气工程学院，辽宁大连１１６０２４）
摘要：阐述了水树枝的定义和直流分量法的原理，并重点论述了基于直流分量法的交联聚乙烯（ＸＬＰＥ）电缆在线监测系统
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＸＬＰＥｃａｂｌｅ；ｏｎｌｉｎｅｍｏｎｉｔｏｉｎｒｇ；ｗａｔｅｒｔｒｅｅ；ＤＣｃｏｍｐｏｎｅｎｔｍｅｔｈｏｄ；ＰＬＣ；ＭＣＧＳ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄｌａｉａｎ１１６０２４，Ｃｈｉｎａ）

XLPE电缆绝缘故障在线监测系统的研究

店谍它
ＧＵＡＧＸＩＡＮＹＥＤＩ
研究与探讨
差频在线监测法的检测方式与直流法相似，在工频交流电下叠加低频电压，观察其对老化电缆的响应程度。针对目前国内外研究的低频叠加采用不同频段和波形试探的现状下，寻求出真正能体现电缆老化程度的低频加载信号。近来，有研究发现在同时对含水树枝ＸＰＬＥ电缆施加两个频率相近或相
维普资讯
研究与探讨
ＧＵＡＮＧＸＩＡＮＹＥＤＩ
虞谍它
ＸＰＬＥ电缆绝缘故障在线监测系统的研究
廖远忠
（州供电局，西柳广柳州市５５０）４０５
［要】本文分析了目前各种电力电缆绝缘故障在线监测方法的利弊，出基于差频法的在线监测方案，摘提并进行模拟试验和分析，验证了该方案的合理性和试验装置的实用性，电力电缆绝缘故障在线监测研究提供了新验
在正常运行电压下，ＬＥ电缆的直流分量很微弱。当护ＸＰ套绝缘不良或浸水时，铜屏蔽层与镀锌钢带间会产生原电池，再加上外界的电磁场干扰与静电感应，都会产生杂散电流，而这个电流的大小可以和由水树枝产生的直流成分相比拟。这将最终影响到测量结果的真实性。
２２直流叠加法在线监测技术原理及方法－
外力破坏事故等排除，就可以认为现场绝缘诊断应以水树老化为主。即水树枝老化被认为是造成ＸＬＥ电缆在运行中被Ｐ
击穿的主要原因。本文在对几种目前存在的ＸＬＥ电缆绝缘在线监测方法Ｐ进行研究的基础上，提出了基于差频法的在线监测方案，而从为更好的实际运用电缆绝缘故障在线监测技术，为电力系统安全、方便、迅捷的排除电缆故障提供有利的理论依据。

XLPE高压电缆在线监测方法及设计

辩攮专论
ＸＬＰＥ高压电缆在线监测方法及设计
陈刚福建省电力公司福州电业局
【摘要ｌ交联聚乙烯简称￣ＸＬＰＥ，ＸＬＰＥ￣缆具有优越的力学性零点时间差，运用频率与时间差对相位差进行计算。Ｔａｎ在线监测的能、电气性能与热血性能，敷设容易，运维也简单，在各等级电压输电线路原理如图２所示。该监测方法对信号本身要求较高，工频信号的过零点与配电网等电力系统中获得了广泛的应用。周围会叠加一些干扰，对零点检测准确性会产生影响，并且该方法所反映的是电缆线路绝缘的整体性能，对局部老化与受潮等因素所引发的【关键词ｌＸＬＰＥ；在线监测；高压电缆；设计劣化不能有效反映，所以，在电缆运行当中，等过程当中，电缆系统因人为操作不当或工艺二综合信息下的电缆在线监测设计不良等，均可能引入缺陷，而这些缺陷可能要多年之后才能逐步显现出不同的监测方法，其优缺点是不同的，在ＸＬＰＥ高压电缆的在线监来，为了及早发现故障隐患，避免运行事故出现，基于电缆的在线监测测系统当中，可根据电缆实际的运行状况，采用多种监测方法相结合的结果，分析电缆运行的状态，以确保电缆运行安全可靠性。诊断形式，设计一种综合信息下的高压电缆监测法，以温度与局部放电监测为主要方法，并预留相应接口，通过水位、电流与烟雾等监测信息ＸＬＰＥ高压电缆的在线监测方法来综合监测及诊断，其具体监测设计如下：１．局部放电的在线监测方法局部放电所指的是利用电缆绝缘本体存在的微孔，产生局部放电１．传感器设计的信号，对电缆给予监测与诊断，该放电信号音外界绝缘介质缘故，利用高频电流互感器与分布式光纤等监测方法，对待测设备特征所表现出的频率大小是不相同的，通常产生的高频信号，频率要高于量进行检出反映，并将其特征量向电信号进行转换，根据温度在线监３００ＫＨｚ。因信号一般在电缆线路屏蔽层进行传播，可在电缆外层的屏测方法与局部放电法两种方法，让在线监测系统能同时应用分布式光蔽接地线上，利用高频电流的互感器对高频电流的信号进行耦合。也可纤与甚高频的电磁耦合ＶＨＦ，并形成两类信息采集的模块。局部信号所运用超声波传感器对电缆局部的放电声信号进行监测，在电缆当中，声采取的是ＶＨＦ与ＵＨＦ的局部放电监测相结合方法，对１００ＭＨｚ以内与信号传输率不高，受到外部电磁噪声的影响比较小，还能对局部放电源５００ＭＨｚ一１５ｏ０ＭＨｚ两频段给予检测。ＵＨＦ具有优良的抗干扰特点，可对真实局部的放电信号进行检测，还能利用ＶＨＦ的局放信号将真实信给予定位，是一种较为理想可行的现场检测法。号从接地回线的干扰信号与背景噪声中提取出来，给以标定，不仅能排２．接地电流的在线监测法还能检测出局部的放电量大小。在电压等级为ｌｌ０ｋＶ以上的高压电缆多是单芯电缆，由于电缆金属除现场干扰，护层和线芯的交流电流会出现磁力线的铰链，致使较高感应电压出现，２．在线监测单元设计根据综合在线监测系统的运行状况，对其监测单元采取ＤＣＳ总线因此，需要采用接地措施，一般０．５ｋｎ以内的短线路电缆金属护层所采ｉ对传感器的变送信号给予数据采集与预处理，并实施Ａ／Ｄ转取的是：一端直接接地，而另一端通过保护电阻或者间隙来接地。电缆的形式，线路在ｌｋｍ以上的金属护层通常采取的措施是：三相分段且交叉互联换、采集记录与监测信息传输等。而综合监测系统则采取分布式单元，所以，在监测平台两端的接地方法。对电缆接地电流进行监测，能获得电缆外护套完整的每个监测单元在信息传输与采集方面是相对独立的，增加相应接口，可方便增加与改变监测方法，给设备改进与改造提信息，而对接地电流当中的容性分量变化进行在线监测，则能获得电缆上，供相应空间。为满足现场检修与调试人员的需求，电缆监测信息除了传老化的相关信息，该方法较适合等级高于ｌｌ０ｋＶ的高压电缆线路。送至监控室之外，也可直接传送至现场便携式计算机中，以提高电缆监３．温度监测法在电缆运行中，对其温度进行监测，不仅能获得电缆绝缘工况，还测效率。

XLPE电缆绝缘性能参数测量

XLPE电缆绝缘性能参数测量【摘要】交联聚乙烯绝缘电力电缆（简称XLPE电缆），通过物理或化学方法将聚乙烯进行交联而成，性能优良、工艺简单、安装方便、载流量大、耐热性好，目前在配电网、输电线中应用广泛并逐渐取代了传统的油纸绝缘电缆，于是我们针对交联聚乙烯的绝缘性能的测量进行了论述。

【关键词】交联聚乙烯电线电缆绝缘性能参数测量方法0.引言近20年来，大量引进的66—220kV级和国产的66—220kV级的XLPE电缆已广泛应用于城网送电系统中。

随着时间的推移，如今运行的66kV及以上高压的XLPE电缆，有些已逐渐进入电缆及其附件预期寿命“中年期”。

电缆系统在实际使用状况下，能够继续长时期可靠工作或因绝缘老化加速而缩减使用寿命是运行管理部门十分关注的问题。

1.XLPE电力电缆劣化机理交联聚乙烯绝缘电力电缆由线芯、半导体屏蔽层、XLPE绝缘、铠甲、护套等结构组成，在实际运行中，XLPE绝缘会由于老化造成绝缘性能劣化。

XLPE 电力电缆劣化机理包括：⑴热劣化：电缆运行温度超过材料允许温度时，材料发生氧化分解等化学反应，从而使电缆绝缘电阻和耐压性能下降；⑵电气劣化：绝缘内部气隙、绝缘和屏蔽层之间的空隙部位的电晕放电、屏蔽层上的尖状突起等引发局部放电，并产生电树枝，引起耐电强度下降；⑶水树枝劣化：有机材料在长时间受水浸渍将吸潮，在强电场作用下水分将呈树枝状侵蚀电缆，生成水树枝；⑷化学性劣化：有机材料溶胀、溶解、龟裂、化学树枝状裂化。

这些电缆的劣化都可以通过检测直流泄漏电流和交流电压下的tgδ和局部放电来判断其绝缘状况2.绝缘性能测量2.1绝缘电阻测量测量电力电缆的主绝缘电阻可以检查电缆绝缘是否老化、受潮，以及耐压试验中暴露出来的绝缘缺陷。

根据不同的机理，可以得出不同的诊断方法。

2.1.1停电诊断方法我国《规程》规定的停电诊断方法有：（1）测量电缆主绝缘绝缘电阻对 0． 6／1kV电缆用 1000V绝缘电阻表； 0.6/1kV以上电缆用2500V绝缘电阻表；其中6kV及以上电缆也可用5000V绝缘电阻表。

三相XLPE电力电缆多传感器联合监测方法的研究

ｃｕｒｒｅｎｔｉｓｖｅｒｙｌｉｔｔｌｅ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｒａｉｓｅｄａｍｕｌｔｉ — ｓｅｎｓｏｒｊｏｉｎｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｇｒｏｕｎｄｉｎｇｌｉｎｅｃｕｒｒｅｎｔａｎｄｄｅｓｃｒｉｂｅｄｔｈｅｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｏｆｔｈｒｅｅ — ｐｈａｓｅｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ（ＸＬＰＥ）ｐｏｗｅｒｃａｂｌｅｔｈａｔｔｈｅｇｒｏｕｎｄｉｎｇｍａｇｎｅｔｉｎｄｕｃｔｉｏｎ
ＺＨＡＮＧＱｉ，ＸＩＡＸｉａｎｇ－ｙａｎｇ，ＣＨＥＮＧＳｈａ — ｓｈａ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈａｎｇｓｈａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０１１４．Ｃｈｉｎａ）
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｈｒｅｅｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｐｏｗｅｒｃａｂｌｅ；ｍｕｌｔｉ－ｓｅｎｓｏｒｊｏｉｎｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｇｒｏｕｎｄｉｎｇｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｃｕｒｒｅｎｔ；ｏｎ — ｌｉｎｅｍｏｎｉ —

电力电缆绝缘在线监测方法

电力电缆绝缘在线监测方法摘要：对电力电缆进行定期的检查能够检测出电缆的绝缘情况，但离线的对电缆进行检测必须在停电后进行，影响生产生活，同时停电后检测的电缆的参数也有所不同，因此在线的对电力电缆进行检测尤为重要，本文就主要对电力电缆绝缘的在线检测及诊断进行探讨。

关键词：电力电缆；在线监测；系统设计引言在电力系统中，电缆以其占用空间小、不受自然条件影响、安全可靠性高等优势发挥着越来越重要的作用。

但目前对电缆的故障检测技术并不完全成熟，一旦发生故障，很难在短时间内排除问题，严重影响供电的恢复。

因此，需要加强电力电缆的检测技术，以保证电网供电的稳定、安全性。

在线监测技术不仅能够及时发现电力电缆绝缘缺陷，防止出现突发性电力事故，同时也能够有效减少不必要的停电检修，加强绝缘在线监测技术有着重要意义。

1 电力电缆绝缘状态在线监测研究的意义1.1 电气性能指标中压XLPE电缆绝缘检测技术发展相对成熟，但由于中压电缆和高压电缆的制作工艺、电缆结构和工作环境不一致，中压电缆绝缘性能的诊断方法并不能完全推论到高压电缆。

例如在中压电缆中，常见的老化原因之一就是水树老化，而对于高压电缆，水树影响绝缘老化问题并不突出。

因此，与水树老化状况有很强相关性的介质损耗法等方法就不适用于高压电缆的检测。

目前，高压电力电缆常用的绝缘老化状态离线检测方法有:绝缘电阻测量法、局部放电法和击穿试验法。

1.2绝缘电阻测量法绝缘电阻是反映绝缘介质阻止电流流通能力的参数，是用来判断绝缘性能是否合格、反映绝缘介质性能变化的典型依据，进行绝缘电阻测量是研究电缆绝缘特性以及在不同运行条件下使用性能等方面的重要手段。

当电缆绝缘发生老化时，电缆的绝缘电阻会逐渐下降，绝缘电阻值只有高于一定值，才能保证电缆正常工作。

2 电力电缆绝缘故障的原因一般，电线电缆的绝缘材料使用了一段时间以后，会于不同的程度上产生老化，引发绝缘材料出现老化的因素很多，有关的人员应从不同的角度来对引发其出现老化的因素综合和全方位地加以分析。

分布式光纤XLPE电缆温度在线监测技术

与一些发达国家相比 ,我国电网的电缆平均故障率偏高。其中一个重要原因是缺乏对电缆系统的有效的在线监测手段 ,而温度在线检测是其中很重要的一个方面。但直接测量电缆导体温度尚存在技术困难 ,而借助热电偶或光纤连续测量电力电缆线路外表面温度却很容易。依据温度场分布原理 ,测量电缆表面温度可采用如节点法等数学方法计算电缆导体温度 ,实现电力电缆线路运行温度的在线检测。对于环境复杂的电缆线路 ,可以通过实时监测电缆外护套温度来计算导体温度 ,从而实时控制电缆的载流量 [ 2] 。因此 ,为了确定电缆系统最佳的和最安全的载流能力 ,有必要对所安装电缆及其环境进行实时的精确的温度监测。
拉曼型分布式光纤传感系统是基于光纤拉曼散射效应的连续型传感器 , 图 1描述了光纤传感器测温系统的组成。主处理机和控制电脑将对拉曼散射光进行分析和处理 ,从而计算出被测物每一个点的温度和位置 ,最后在电脑上输出的是整条光纤 (最长 30 km ) 上的温度分布图。
求逐步攀升。具备可连续、无间断、长距离测量并与
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新成果与技术应用
杨黎鹏等 :分布式光纤 XLPE电缆温度在线监测技术
4 1
被测量介质有极强的亲和性的分布式光纤传感系统似乎正是为此而量身定做的。分布式光纤传感系统通常有 3种类型 :拉曼型、布里渊型和 FBG型 [ 526 ] 。
以由式 (1 )表示 :
λB = 2·n·A
( 1)
式中 , A为光栅周期 ; n为折射率。
当宽谱光源入射到光纤中 ,光栅将反射其中以布拉格波长 λB 为中心波长的窄谱分量。在透射谱中 , 这一部分分量将消失 ,λB 随应力与温度的漂移为 [ 4] :

电力电缆局放及环流在线监测系统技术方案

上海宜商实业发展有限公司电缆终端接头局部放电及护套环流在线监测系统技术方案目录一、概述 (2)二、国内外现状和发展趋势 (3)三、系统指标及功能 (3)1．技术指标 (3)2．系统功能特点 (4)四、技术方案 (4)1．系统结构图 (4)2．前端采集单元介绍 (5)五、现有工作基础、装备水平及实验测试能力 (11)六．售后服务及培训 (11)一、概述由于交联聚乙烯（XLPE）电缆具有绝缘性能好、易于制造和安装方便、供电安全可靠、有利于美化城市等优点，在60年代初问世以来的40余年中得到了迅速发展。

在中低压领域几乎替代了油浸纸绝缘电缆，并已在高电压等级中使用。

近十年来，我国城市电网中大量采用XLPE电力电缆输配电。

但是这种电缆的绝缘结构中往往会由于加工技术上的难度或原材料不纯而存在气隙和有害性杂质，或者由于工艺原因，在绝缘与半导电屏蔽层之间存在间隙或半导电体向绝缘层突出，在这些气隙和杂质尖端处极易产生局部放电（PD），同时在电力电缆的安装和运行过程当中也可能会产生各种绝缘缺陷导致局部放电。

由于XLPE等挤塑型绝缘材料耐放电性较差，在局部放电的长期作用下，绝缘材料不断老化最终导致绝缘击穿，造成严重事故。

我公司生产的电缆接头局放测量系统已应用到国内多个供电局，因该系统结构复杂、成本较高，所以目前主要是便携式的带电监测方式应用。

经过多年的技术积累，我们已完成对国内近千个110KV、220kv、330KV电缆接头的带电检测。

通过对这些数据的对比分析，发现电缆接头处的局放水平与监测的脉冲幅值有密切的联系；在此基础上，拟对原有的局放测量系统进行简化设计，只以接头处接地线上的脉冲幅值大小和接地电流值所为主要监测参量，进行实时监测，从而以较低成本，并有效方便的实现对电缆接头局放水平的在线监测。

当电缆线芯中有电流流过时，将会使金属护套上产生感应电势。

在护套开路时，这个感应电势可能会很大，有时不但会危及人身安全，还会击穿金属护套的外护层，尤其是电缆线路发生过电压及短路故障时, 在金属护套上会形成很高的感应电压, 使电缆外护套绝缘发生击穿, 故应在金属护套的一定位置采用特殊的连接方式和接地方式这些不同类型的接地电流成分不仅可以反映电力电缆金属护层自身的状态，也可以反映主绝缘的品质状态（如老化以及缺陷等）引起的局部放电在内的多类故障。

基于局部放电频谱分析的XLPE电力电缆在线监测技术

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பைடு நூலகம்
基于局部放电频谱分析的ＸＰ电力电缆在线监测技术ＬＥ
罗俊华，邱毓昌，马翠姣
‘ ．安交通天学电气工程学院，陕西西安７０４；１西１０９２．国家电力公司武汉高压研究所，湖北武汉４０７）３０４摘要：基于局部放电频谱特性分析，文提出在甚高额（ＨＦ检测ＸＰ电力电缆的局部放电量．本Ｖ）ＬＥ并研制出可应用于ＸＰ电力电缆运行状态现场在践检测新技木试验结果表明：技术在ＬＥ该
１ｋ一８０Ｈｚ２ＭＨｚ频率范围内可捡驯ＸＬＥ电力电缆本体或附件中小于ｌＣ的局部放电信号。Ｐｐ
关键词：局部放电；ＩＥ电力电缆；在践检测；频谱分析Ｘ￣Ｐ
中国分娄号：Ｍ４Ｔ２６文献标识码：Ａ文章编号：１３３７（０２０ — ３３０ —０６２０）１０ｇ０００
１引言
电力电缆局部放电量与电力电缆绝缘状况密切
减
，检测系统在电缆终端处采集电缆线路局故
部放电信号非常困难，集到的信号失真．而造成采从较大的测量误差，至得到错误的结论本文采用甚宽频带局部放电传感器电磁耦合的方法在ＶＦ频Ｈ段范围检测电缆局部放电，同时，考虑到电缆线路局部放电多发生在附件位置，择在电缆附件接地位选置安装传感器以减小高频脉冲信号传输损失，可尽能地采集电缆局部放电脉冲信号波形全貌和关键特

XLPE电缆接头局部放电紫外光谱吸收在线检测技术

XLPE电缆接头局部放电紫外光谱吸收在线检测技术交联聚乙烯（XLPE）电力电缆局部放电，是电缆绝缘介质的一种电气放电，仅局限于电缆绝缘介质的一部分，且只使半导体间的绝缘介质局部桥接，这种放电可能发生或不发生于导体的邻近[1]。

如果XLPE电力电缆存在长时间局部放电，会引起绝缘劣化甚至击穿而导致XLPE电力电缆运行寿命缩短，甚至无法正常运行。

导致XLPE电力电缆局部放电原因有生产工艺瑕疵，安装缺陷和运行过程中的绝缘老化[2]。

基于XLPE电力电缆局部放电所产生的物理现象，如电、光、声、热等现象的研究，发展出了与之相应的各种在线探测方法，包括电检测法、声检测法、光检测法和红外热检测法 [3] 。

其中电检测法是基于两个原理：（1）局部放电伴有一定数量的电荷通过电介质，引起电力电缆接头外部电极的电压变化；（2)每次放电时间很短，这种短脉冲会产生高频电磁辐射。

电检测法包括脉冲电流法、无线电干扰电压法和超高频检测法。

这些技术做为在线检测方法的弊端主要是电信号太弱容易被干扰[3]。

声检测法是利用介质中发生局部放电时，瞬时释放的能将放电部位的介质加热蒸发而产生声波。

使用声音传感器可以探测到局部放电的发生。

但是由于声波在传播过程中衰变畸变严重，声检测法不能反映放电量的大小[4]。

XLPE电力电缆局部放电初始阶段，放电不严重，所以XLPE电力电缆局部放电最好造成严重后果是一个漫长累计过程。

声检测法不利于测量这个累计过程的结果，这是该检测方法的弊端。

光检测法包括使用光纤检测法、可调谐激光光谱吸收法（TDLAS）、荧光法和红外热检测法。

光纤检测法是利用介质中发生局部放电而产生声波时，该声波挤压光纤使得光纤折射率和长度发生变化，从而光谱被调制，通过测量该光谱的变化可以实现放电定位[5]。

可调谐激光光谱吸收法（TDLAS）[6]利用可变波长激光器作为光源，用光纤将激光导入一个光学气体测量池内，并射向位于光学气体测量池一端的凹面反射镜，经反射镜反射和聚焦，激光被聚焦导入第二根光纤，第二根光纤将激光导入光电探测器，光电探测器将激光转换为电信号。