高压电缆局部放电监测研究

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高压电缆局部放电检测方法分析

高压电缆局部放电检测方法分析

高压电缆局部放电检测方法分析摘要:对高压电缆接头局部放电进行在线检测,能够及时发现绝缘的受损情况,是保障电力电缆可靠运行的重要手段,具有非常重要的意义。

本文对高压电缆接头局部放电检测方法进行分析。

关键字:高压电缆;局部;放电检测高压电缆由于长时间与空气、水分、土壤等发生接触,电缆绝缘层容易受到腐蚀,出现绝缘老化现象。

此时电缆的电容和电阻都已发生改变,在物理和化学效应下,出现局部放电现象。

在高压电缆运行维护过程中,对局部放电故障点进行排查和检测是一项重要工作,而且具有较高难度,如果选择方法不当,会消耗大量时间,容易导致故障升级。

因此,有必要对其具体检测方法进行研究,提高高压电缆局部放电检测效率和检测结果的准确性。

1高压电缆局部放电的基本原理局部放电是指当外加电压在电气设备中产生的场强足以使绝缘部分区域发生放电,但在放电区域内未形成固定放电通道的一种放电现象,高压电缆的绝缘劣化主要就是由于这个原因。

电缆的绝缘性能决定着其局部放电量,而电缆能否安全、无缺陷地运行一定程度上也正是由其局部放电量的变化决定的。

这种电气设备绝缘内部存在缺陷的局部放电现象放电能量虽然并不大,短时间内不会引起整个绝缘的击穿,但是在长期工作电压的作用下,局部放电会使绝缘缺陷变大,进而会使整个绝缘都发生击穿。

局部放电主要有表面放电、内部放电和尖端放电等。

电缆系统局部放电的基本原理大体相同:当电缆的绝缘本体、电缆接头存在一定缺陷时,有可能会发生局部放电现象,产生脉冲电流信号。

这种信号由于绝缘介质不同特性的原因,所表现的频率大小也各不相同,一般产生高频脉冲信号,其频率在300 kHz以上,会在电缆线路的回路中传播,可以沿高压电缆带电检测有效性评估系统研究着电缆的屏蔽层传播,这样就可以在电缆外层屏蔽的接地线上,通过高频电流互感器来耦合这类高频电流信号。

引起电缆局部放电的原因主要包括:微空穴或不同介质交界面接触不良而产生局部放电、径向不对称而产生局部放电、热效应产生脱层、接头处半导体均压层处理不良、处理半导体均压层时对绝缘产生损伤及外皮接地不良等。

关于高压电缆局部放电检测传感器的研究

关于高压电缆局部放电检测传感器的研究

2 ( + )=— 1

(2)
其 中 ,厂近 似地 在 10M Hz~20MHz范 围 。
对 于低 频 成 分 ,由 式 (1)在 四端 网络 处 的 信 号 是:

z 。

如 果传 感 器 的耦 合 电容 很 小 ,则 系 数 :
(3)
可 能
远 小 于 l, 所 以 采 用 电 容 传 感 器 在 低 频 下 获 得 了 高 度 的噪声 抑制 。外 部干扰脉 冲将沿着 电缆进 一步衰减 , 此 外 ,外 部 和 内部 的 局 放 脉 冲 在 采 用 相 位 分 解 局 放 模 式 的 情 况 下 可 以通 过 极 性 区 别 。
二 、高 压 电 缆 局 放 测 量 传 感 器 高 压 电缆 局 部 放 电 带 电或 在 线 榆 测 所 使 川 剑 的
传 感 器 一股 分 为 内置 传 感 器 年I】外 置 传 感 器 两 种 , 外 置 传 感 器 一 般 采 J}J高频 电 流 传 感 器 (HFCT), 钳 式 样 的 结 构 ,测 试 时 卡 按 到 高压 电缆 的 接 地 线 上 ,比较 常 , 在 此 小 做 研 宄 、分 析 。
2、 电 感传 感 器 电感 传 感 器 可 以设 计 成 测 量 导体 电流 、屏 蔽 电流 或 者 二 者 都 测 量 。 其 原 理 图 如 图 3。 电 感 传 感 器 的 刻 度 系 数 对 于 “外 部 ” 和 “内部 ” 脉 冲 是 相 同 的 。 对 于 低 频 (∞ 比 z 和 z小 ) ,而 且 杂 散 电 容 可 以 忽 略 ,按 照 图 3下 部 分 所 示 ,测 得 的 信 号 由下 式 表 示 :
放 榆洲 服 务 ,而 且 这 种 传 感 器 町 以 最 人 限 度 地 排 除 外 部 『fJ‘能 的 f 扰 , 对 高 压 电 缆 的局 部 放 电检 测 起 到 r非 常 t 嘤 的恋 义。

高压电缆局部放电监测研究

高压电缆局部放电监测研究
关键 词 : 高压 电缆 ; 故障; 监测; 振 荡波 中图分 类 号 : T M8 5 文 献标 识码 : B
Re s e a r c h o n Pa r t i a l Di s c h a r g e De t e c t i o n o f Hi g h Vo l t a g e Ca bl e s
Ke y wor d s: h i g h v o l t a g e c a b l e ; f a u l t ; mo n i t o r i n g, wa v e o f o s c i l l a t i o n
1 引 言
随着 电力 系统 的飞速 发展 以及 旧城 改造 工程 的进
o p e r a t i o n. I t i s a n e f f e c t i v e me t ho d f o r p a r t i c a l di s c h a r g e d e t e c t i o n t o c a bl e t o a v o i d t he c a b l e o p e r a t i n g a c c i de n t . T he p a — p e r p r e s e n t s c o mmo n p a r t i c a l c a b l e di s c h a r g e d e t e c t i o n me t ho ds , s u c h a s hi g h f r e q ue n c y me t h o d, c a pa c i t i v e c o u p l e d s e n - s o r , a c o u s t i c me t ho d, u l t r a—h i g h f r e q ue n c y me t ho d a nd v e r y h i g h re f q u e nc y me t h o d, t h e n a n a l y z e t he s t r o n g a n d we a k p o i n t s o f t h e di f f e r e n t me t h o d s . F i n a l l y, p o i n t o u t t he c o mi ng r e s e rc a h d i r e c t i o n.

高压电缆验收标准 局部放电检测与评估

高压电缆验收标准 局部放电检测与评估

高压电缆验收标准局部放电检测与评估高压电缆是大型电力工程中常用的重要设备,其质量和安全性直接影响到电力系统的运行和供电可靠性。

为了确保高压电缆的质量符合规定标准,必须对其进行验收。

本文将重点介绍高压电缆验收标准中的局部放电检测与评估。

一、局部放电概述局部放电(PD)是高压电缆中常见的故障形式之一,指的是在电缆绝缘中的局部区域发生间歇性放电现象。

这种放电不仅会引起电缆绝缘材料的老化和劣化,还可能导致绝缘击穿,从而造成电缆的故障和事故。

因此,在高压电缆验收中,对局部放电进行检测与评估具有重要意义。

二、局部放电的检测方法常见的局部放电检测方法有多种,包括频域分析法、时域分析法、相位分析法等。

其中,频域分析法是较为常用的方法,通过测量电缆敷设后的局部放电特性,来评估电缆绝缘材料的质量和绝缘状态。

此外,还可以利用电缆封闭直流电荷法(DC Voltage-Step)和交流脉冲法(AC Voltage-Withstand)等验证电缆的质量。

三、局部放电的评估参数局部放电评估的参数主要有放电量、放电能量、频率特性、放电模式等。

放电量和放电能量是衡量故障严重程度的重要指标,频率特性可以分析出放电源的类型,而放电模式则能表征电缆绝缘的状况。

通过这些评估参数的分析,可以判断电缆的安全性和可靠性。

四、局部放电的评估标准根据国家相关标准和行业规范,高压电缆的局部放电评估标准一般包括放电量、放电能量、频率特性和放电模式等参数的限定范围。

超过这些范围的数值,则可能代表电缆存在质量问题。

同时,还需要注意不同类型的高压电缆在局部放电评估标准上可能存在差异,有针对性地进行评估。

五、局部放电的检测设备局部放电的检测设备主要有高压电缆局部放电在线监测系统和离线检测仪器。

在线监测系统能够实时监测电缆的放电情况,并提供警报和故障诊断等功能。

离线检测仪器可以对电缆进行定期的检测和评估,是电力工程部门常用的检修设备。

六、局部放电的处理方式当检测到高压电缆存在局部放电问题时,应及时采取相应的处理方式。

高压电力电缆局部放电检测技术

高压电力电缆局部放电检测技术

高压电力电缆局部放电检测技术沈㊀盼摘㊀要:随着社会经济的不断发展进步,国民生活水平的大幅度提升,城市化进程的不断加快,城市规模日益扩大,城市电网建设也不断发展,为了有效满足人们日常生产生活过程中日益旺盛的电力需求,电力行业要加强电网建设,而电缆作为电网建设中最基本的元素,其对电力运输有着至关重要的作用㊂文章根据自身相关从业经验并具有广泛的社会实践调查与研究,就高压电力电缆局部放电检测技术展开了相关的探讨,希望能提供借鉴㊂关键词:高压电力电缆;局部放电;在线检测;检测技术;探讨一㊁引言高压电力电缆局部放电检测技术主要是指以局部放电所引发的不同的物理现象作为实际的检测依据,通过对不同的物理现象对局部放电的状态进行检测及反应,高压电力电缆局部放电检测技术有利于电力系统的安全稳定运行,能够满足人们日常生产生活中稳定的供电需求㊂现阶段,电力电缆局部放电检测技术绝大多数是由高频脉冲电流法㊁超声波法㊁化学检测法以及光学检测法等㊂二㊁局部放电的基本原理分析交联电缆结缘体内部在制造或者在安装施工过程中会留下一些气泡残留,甚至会有其他物质渗入,而有气泡或者其他物质存在的地方,击穿场强会比一般的击穿场强更低,这很有可能会出现局部放电的现象㊂而在电场的不断作用之下,绝缘系统中也会存在部分区域放电的问题,但是并不会在电压的导体之间贯穿,将这种没有击穿的问题称只为局部放电㊂局部放电的数量级虽然不大,但一旦发生局部放电现象,则很有可能会造成绝缘更加快速的老化,最终导致绝缘击穿的问题,所以通过局部放电检测技术来检测交接试验中的局部放电现象,在发现局部放电问题时,及早采取有效措施进行解决,进而有效避免或减少事故的发生㊂局部放电现象绝大多数情况下发生在绝缘的内部,并且在电场的充分作用之下,气泡中含有的空气分子会出现游离的现象,气泡中的正负电子两端不同的极性会有效集结起来,其会随着气泡中长长的不断扩大,极有可能会导致气泡被击穿的问题,进而会产生比较强烈的电荷,并且会形成脉冲电流,而且还很有可能会导致表面放电问题㊂三㊁局部放电检测技术分析(一)脉冲电流检测方法脉冲电流检测是针对变压器壳体接电线㊁壳体的接电线以及铁芯的接电线及绕组局部放电引起的脉冲电流的现象,这是在电流检测中应用最为广泛的检测方式之一㊂电流传感器可以根据其具体应用划分为窄带与宽带两种形式,窄带传感器多是10kHz的,其非常的灵敏,而且有一定的抗干扰能力,但在具体的传输过程中传输出的波形会出现比较严重的畸变,畸变过程中的宽频带传感的宽带大概是100Hz,其分辨率非常高,但噪声比较低,利用这种方式进行检测,最大的缺点是检测的灵敏度及测量准确性不够,当样品中的电容超过其标准值时,则非常有可能会导致耦合阻抗问题出现,进而使其灵敏性受到影响㊂一般测试的频率都会比较低,在离线状态下,灵敏度虽然比较高,但也很容易受外界环境因素的干扰㊂(二)高频电流法高频电流法是常见的局部放电检测方式,但其只可以在电缆和电缆接地电缆两个方面进行有效检测,当电缆出现局部放电现象时,会有电流通过外屏蔽不断地流入到地球,在这过程中就可以在接地线上对高频电流传感器进行科学的设计,根据地线局部放电电流的情况,对局部放电问题进行合理的判断㊂由于电缆的功能和作用与感应天线非常类似,因此在整个检测过程中非常容易受到广播的干扰,会影响到整个检测结果的准确性,而进行一定的数据处理,有利于更加准确的分辨出电缆中的部分放电脉冲问题出现位置㊂(三)超声波法超声波法是电力电缆出现了局部放电问题时,能够根据电力电缆不断出现的局部放电问题,通过对超声波传感器的有效利用,对局部放电问题进行合理㊁有效的检测㊂超声波法是能够借助和高压电缆直接接电的方式进行局部放电检测,其比较适用于在线检测㊂因为变压器的内部绝缘结构相当复杂,当超声波不断衰减与声速的影响存在一定的差异,但超声波传感器在检测过程中抗电磁干扰能力比较弱,其灵敏度也比较低㊂这一定程度上有利于增加检测的难度㊂随着检测效益的不断提升,以及电子放大技术的不断进步,超声波检测技术的灵敏度也不断提升,其在高压电力电缆局部放电检测过程中越来越广泛㊂(四)化学检测技术分析化学检测技术主要是指变压器产生局部放电问题时,其对周边用于绝缘的各式各样的材料具备破坏性分解作用,并且在这过程中能够形成新的合成物,可以比较精准的判断电压出现的局部放电问题㊂化学检测技术在变压器在线故障检测过程中应用越来越广泛,其实检测比较准确,而且操作相对方便的检测方式㊂化学检测技术在故障判断具体过程中能够对不同气味和不同浓度的气体进行有效的检测,并能够构建识别系统,有利于对故障进行自动识别,但现阶段并没有统一的标准及态度,其对早期潜伏型的故障反应比较灵敏,对突发性的故障反应速度比较慢㊂四㊁结语综上所述,随着电力行业的不断发展进步以及人们用电需求的日益增长,电网建设规模越来越大,这对高压电力电缆局部放电检测提出了更高的标准与要求,要加强高压电力电缆局部放电检测技术的研究,进而不断提升局部放电检测效益,尽可能地减少用电安全事故的发生㊂参考文献:[1]宋作光,袁芳凌.电力电缆局部放电检测技术的探讨[J].工业设计,2016(11):166-167.[2]徐阳.高压电缆局部放电检测技术应用及发展[C]//国家能源智能电网.国家能源智能电网,2016.[3]李宇烽,才英博.高压电力电缆局部放电检测技术研究[J].民营科技,2017(4):54.作者简介:沈盼,江苏宏源电气有限责任公司㊂081。

高压输电线路中的局部放电检测技术研究与应用

高压输电线路中的局部放电检测技术研究与应用

高压输电线路中的局部放电检测技术研究与应用高压输电线路是现代电力系统的重要组成部分,其稳定运行对于保障电力供应的可靠性至关重要。

然而,高压输电线路在长期运行过程中难免会遇到一些问题,其中一个主要问题就是局部放电。

局部放电是指在绝缘系统中产生的电弧放电,其会导致系统能量损耗、绝缘老化等问题,严重时可能会造成线路短路甚至引发火灾。

因此,研究和应用高压输电线路中的局部放电检测技术对于保障电力系统的安全运行具有重要意义。

在本文中,将介绍局部放电检测技术的研究现状及其在高压输电线路中的应用。

一、局部放电检测技术的研究现状从传统的放电测量到现代的无损检测技术,局部放电检测技术已经得到了广泛应用和研究。

目前,常用的局部放电检测技术主要包括电容式检测法、超声波检测法、热红外成像技术等。

1. 电容式检测法电容式检测法是一种传统的局部放电检测方法,它通过测量被测电容器上的电流和电压来判断是否存在局部放电。

该方法具有检测高灵敏度、检测频率宽、测量准确度高等优点。

然而,由于其需要直接接触被测设备,所以对设备的要求较高,且无法实现在线检测。

2. 超声波检测法超声波检测法是一种通过检测目标物体传来的超声波信号来判断目标物体是否存在局部放电的方法。

该方法具有非接触式检测、灵敏度高、定位准确等优点。

通过分析超声波信号的特征参数,可以对局部放电的位置、类型和性质进行进一步研究。

然而,超声波检测法受环境噪声的干扰较大,对设备的摆放位置和工况温度等因素较为敏感。

3. 热红外成像技术热红外成像技术是一种基于红外辐射原理的无损检测技术,它可以通过对目标物体表面红外辐射的分析来判断目标物体是否存在局部放电。

该技术具有非接触式检测、实时性强、对环境因素的干扰较小等优点。

通过热红外成像技术可以实现对局部放电位置的定位和分析。

但是,由于该技术只能对目标物体表面进行监测,对于深部放电和隐蔽放电的检测存在一定的局限性。

二、局部放电检测技术在高压输电线路中的应用在高压输电线路中,局部放电的检测和分析对于预防事故、延长设备使用寿命具有重要作用。

高压电缆绝缘故障检测技术研究

高压电缆绝缘故障检测技术研究

高压电缆绝缘故障检测技术研究一、背景介绍高压电缆是输送电力的重要设备,在电力系统中占有重要的地位。

然而,由于高压电缆长期运行、受外界因素影响,可能导致绝缘损坏,进而引起事故。

因此,如何有效地检测高压电缆的绝缘故障成为电力行业亟待解决的问题。

二、绝缘故障的分类绝缘故障主要分为局部放电、介质击穿与介质老化三类。

1. 局部放电局部放电是指电力设备绝缘系统内部出现的一种局部放电现象,它是导致绝缘损坏的主要原因之一。

局部放电的形成原因有很多,比如绝缘材料缺陷、电场强度过高等等。

2. 介质击穿介质击穿是指电力设备在电场作用下,绝缘系统中出现电气击穿现象。

介质击穿会导致设备短路,从而造成电力系统停电。

3. 介质老化介质老化是指电力设备在长期使用过程中受环境因素、电场作用等因素影响,绝缘材料发生劣化、老化的现象。

介质老化程度越高,绝缘材料的性能越差,绝缘系统的可靠性也越低。

三、高压电缆绝缘故障检测技术针对高压电缆的绝缘故障问题,目前已经研究出了多种检测技术,包括:局部放电检测技术、介质耐压检测技术、介质老化检测技术等。

1. 局部放电检测技术局部放电检测技术是一种常用的高压电缆绝缘故障检测技术。

该技术主要是通过检测电缆绝缘系统中的局部放电来诊断电缆绝缘系统的健康状况。

常用的局部放电检测方法有:电容法、耦合法、超声波法、电磁波法等。

每种方法都有其独特的优缺点。

2. 介质耐压检测技术介质耐压检测技术是一种依靠电场强度来检测高压电缆绝缘系统的健康状况的方法。

该技术可以通过模拟现场电场强度的变化,来检测高压电缆绝缘系统的可靠性。

3. 介质老化检测技术介质老化检测技术是一种通过检测绝缘系统老化指标来预测绝缘系统的老化趋势的方法。

常用的老化指标有介电损耗、极化/去极化强度、介质交流电阻等。

四、总结高压电缆的绝缘故障检测技术对于电力行业的安全运行具有重要的保障作用。

目前,局部放电检测技术、介质耐压检测技术、介质老化检测技术等多种技术都已经成熟应用于实际工程中,不过还有待进一步提高检测的灵敏度和准确性。

高压电力设备局部放电检测

高压电力设备局部放电检测
超声波的接收与处理
利用超声波传感器接收这些超声波信 号,并将其转换为电信号。通过对电 信号的处理和分析,可以判断局部放 电的位置和严重程度。
红外热像检测法
红外热像仪的应用
红外热像仪能够捕捉物体表面的红外辐射能量分布图形,直观地显示物体表面 的温度分布。在高压电力设备局部放电检测中,红外热像仪可以捕捉设备表面 的温度异常,从而判断设备内部是否存在局部放电。
绝缘材料性能
不同绝缘材料的耐电强度、介 电常数等性能不同,对局部放 电的敏感性也不同。
设备结构
设备结构复杂、电场分布不均 等因素都可能导致局部放电的 产生。
运行环境
温度、湿度、污染等环境因素 都会对设备绝缘造成影响,从 而影响局部放电的产生和发展

03
高压电力设备局部放电检测方法
电测法
脉冲电流法
02
过高电压或电流
当设备承受的电压或电流超过其绝缘承受能力时,会导致绝缘击穿,进
而引发局部放电。
03
环境因素
如温度、湿度、污染等环境因素也可能对设备绝缘造成影响,导致局部
放电的产生。
局部放电类型及特点
电晕放电
通常在气体绝缘设备的高压电极 附近发生,表现为蓝色荧光和咝 咝声。电晕放电对设备的危害相 对较小,但长期存在也可能导致
绝缘老化。
火花放电
在气体或液体绝缘中均可能发生 ,表现为明亮的火花和爆裂声。 火花放电对设备的危害较大,可
能导致绝缘击穿。
沿面放电
发生在固体绝缘表面,表现为沿 绝缘表面爬行的放电现象。沿面 放电可能导致绝缘表面碳化、龟
裂,最终导致绝缘失效。
影响局部放电因素
电压等级
电压等级越高,局部放电越容 易产生,且放电强度越大。

电缆局部放电测量常见干扰及抑制措施分析的研究报告

电缆局部放电测量常见干扰及抑制措施分析的研究报告

电缆局部放电测量常见干扰及抑制措施分析的研究报告电缆局部放电测量是衡量电力设备健康程度的重要手段之一。

然而,在实际测量过程中,常常会遇到各种干扰,影响测量的准确性和稳定性。

因此,本文将讨论电缆局部放电测量常见干扰及其抑制措施。

一、电缆局部放电测量常见干扰1. 杂散电压干扰在实际测量中,往往会出现各种杂散电压的干扰。

这种干扰来源很广泛,如电源杂波、其他电气设备的电磁辐射等。

杂散电压干扰会使得局部放电信号的检测变得困难,并降低检测灵敏度,最终导致测量的准确性受到影响。

2. 温度变化干扰在测量局部放电信号时,电缆的温度变化也会对信号的测量产生影响。

由于温度变化会导致电缆长度、形状、传输速度等参数的变化,这些变化都会在一定程度上影响局部放电信号的测量结果。

3. 接地干扰高压电缆在正常工作时,通常会以一定的接地方式接地。

与此同时,地面或建筑物结构电势也存在变化,这些变化可能具有一定的干扰性质,会对局部放电信号的测量产生一定的影响。

二、电缆局部放电测量干扰抑制措施1. 信号平滑处理信号平滑处理可以有效地抑制杂散电压干扰,从而改善测量结果的精度。

采用数字滤波器对测量信号进行处理,可以对信号进行平滑处理,从而滤除杂波干扰。

2. 温度补偿通过温度传感器测量获得温度信号,并将其与局部放电信号一同处理,通过算法进行温度补偿。

这样可以对温度变化所带来的影响进行修正,从而提高测量的准确性和可靠性。

3. 接地方式改进改进电缆的接地方式是一种常用的抑制接地干扰的方法。

采用更好的接地方式,如星形接地或运用屏蔽接地方式等,可以有效地降低接地干扰对局部放电检测的影响。

综上所述,电缆局部放电测量干扰是影响测量准确性和可靠性的重要因素。

对于不同的干扰类型,选择不同的抑制措施是必要的,这种方法可以有效地提高测量结果的准确性和可靠性,为鉴定电力设备的健康状况提供了更可靠的技术手段。

本文将以中国疫情数据为例,进行分析。

截至2021年11月9日,中国累计报告本土确诊病例100194例,累计死亡1520例。

10kV电力电缆振荡波局部放电检测试验方案说明

10kV电力电缆振荡波局部放电检测试验方案说明

WORD文档下载可编辑10kV电力电缆振荡波局部放电检测试验方案(送审稿)专业技术资料分享.WORD 完美格式..专业知识编辑整理.一、试验标准和目的根据《XX 电网公司亚运会保供电重要设备准备阶段运行管理工作标准》要求,通过现场试验,在不损害电缆本体绝缘的情况下检查10kV 电缆的绝缘状况及其内部局部放电情况,以对其绝缘进行评估。

二、试验仪器SEBAKMT OWTS -M28型电缆振荡波局放检测仪,SEBAKMT Easyflex Com 多功能脉冲反射仪,S1-1054型电子兆欧表三、试验内容10kV 电缆振荡波局部放电检测基本原理如图1所示:图1 电缆振荡波局放测试原理用直流电源将被测试电缆在几秒中内充电至工作电压(额定电压)。

实时快速状态开关S 闭合,将被测电缆和空心电感构成串联谐振回路,回路开始以的频率进行振荡。

空心电感值根据谐振频率的要求进行选择,频率范围5O ~1000Hz ,相近于工频频率。

图1中的中压电路一般具有相对低的介质损耗角的特点,与具有低损耗的空心电感相配,可得到具有高品质因数的谐振回路。

回路品质Q 一般为30~100,振荡波以谐振频率在0.3~1s 内衰减完毕,这一过程只有几十分之一周波,并对被测试电缆充电,与50Hz(60Hz)时局部放电非常相似。

LC f π2/1=佛山供电局- 2 -振荡波所产生的局放脉冲符合lEC60270推荐值,局放脉冲定位可由行波方法完成,进而生产电缆故障图,电缆电容C 和 tan 值可通过振荡波的时间和频率特性来计算。

1、被测电缆要求及测试前准备1)局放测试前,将电缆断电、接地放电,两端悬空,布置好安全围栏;2)尽量将电缆接头处PT 、避雷器等其它设备拆除;3)电缆头擦拭干净,电缆头与周边接地部位绝缘距离足够;4)收集电缆长度、型号、类型、投运日期等电缆参数;5)电缆长度L :电缆一侧测量方式:50m ≦L ≦3km ;电缆两端测量方式:L >3km 。

220kV电缆GIS终端局部放电联合检测技术应用研究

220kV电缆GIS终端局部放电联合检测技术应用研究

220 kV电缆GIS终端局部放电联合检测技术应用研究发布时间:2022-10-11T08:38:55.278Z 来源:《中国科技信息》2022年6月11期作者:姚达[导读] 本文主要探讨220kV电缆GIS终端局部放电联合检测技术应用,姚达国网湖南省电力有限公司超高压变电公司湖南长沙 430000摘要:本文主要探讨220kV电缆GIS终端局部放电联合检测技术应用,文章中讨论了电缆GIS终端局部放电的危害,并且结合理论和实践讨论了220kV电缆GIS终端局部放电超声波与探伤联合检测技术及其应用方法,并且从实践中验证了该方法的应用效果,证明本文提出的超声波检测技术具有良好的作用。

关键词:220kV;电缆GIS终端;局部放电220kV电缆GIS终端是缆线模块的重要组成部分,对于电力缆线而言具有安全保护作用。

通过实践调查发现,220kV电缆GIS终端在应用过程中,局部放电问题是比较常见的问题,直接影响终端运行,同时也会造成一定的安全影响。

因此,电力部门提出尽快研发应用220kV电缆GIS终端局部放电检测技术,利用检测技术精准检测放电问题,并且实施有效地预防和处理,从而减少局部放电故障。

1.GIS终端局部放电危害分析GIS终端局部放电具体是指终端绝缘部分由于外加电压因素而导致局部放电。

同时局部放电也未在放电区域形成特殊的放电通道。

因此,出现局部放电之后,会对GIS终端造成不良影响。

如,GIS终端在出现局部放电之后,会对GIS终端的绝缘部分造成严重的影响。

绝缘表面出现电压后者电流后,会对绝缘性质造成伤害,终端的绝缘强度开始缓慢下降,而长期放电问题,将会导致终端的绝缘性能逐渐消失,最终也会影响到设备工作运行。

因此,针对此种情况,首先需要建立220kV电缆GIS终端局部放电检测技术,利用合理的检测技术,确认是否出现放电问题,才可以保证后续地处理工作良好完成。

2.220kV电缆GIS终端局部放电检测技术应用分析220kV电缆GIS终端局部放电检测技术研究已经引起了电力企业重视。

高压电缆局部放电实时监测方法研究与应用

高压电缆局部放电实时监测方法研究与应用

高压电缆局部放电实时监测方法研究与应用随着电力电缆在电力系统中越来越广泛应用,其供电的可靠性也越来越受到相关部门和用户的关注,局部放电是导致电缆附件发生故障的主要原因之一,而高压电缆附件局部放电与内部绝缘状况有密切关系。

文章探索了一种新的监测高压电缆绝缘质量的局部放电方法,提出了一种利用超声波和虚拟仪器的高压电缆局部放电实时监测方法,并对该方法的硬件系统和工作原理进行分析。

仿真实验进一步分析了高压电缆内局部放电超声波传播的特性,其结果表明,文章研究方法对高压电缆局部放电进行实时检测是可行的,可以为实现局部放电故障点定位提供了前期准备工作。

标签:高压电缆;局部放电;绝缘;超声法;虚拟仪器1 概述随着电力系统的高速发展,高压电缆在电力系统中的应用范围也逐渐扩大。

高压电缆的基本结构主要包括四个部分,分别为纤芯、绝缘层、屏蔽层和保护层[1]。

在这四部分中,线芯是高压电缆中电流传播的载体,是高压电缆的重要组成部分[2]。

绝缘层起到的是将线芯与隔离的作用。

而屏蔽层分为导体屏蔽层和绝缘屏蔽层,主要存在于15千瓦以上的高压电缆中[3]。

保护层则是保护高压电缆以防止电缆外杂质和环境中水分的渗入以及外力对电缆的损坏。

当高压电缆频繁产生局部放电时,最终使高压电缆的附件绝缘体被击穿[4]。

就目前来看,对高压电缆的局部放电进行实时监测是检测高压电缆安全性能最为广泛和有效的方法[5]。

为此,提出了一种利用超声波和虚拟仪器的高压电缆局部放电实时监测方法,并对该方法的硬件系统和工作原理进行分析。

仿真实验进一步分析了高压电缆内局部放电超声波传播的特性,其结果表明,本文研究方法能有效对高压电缆局部放电进行实时检测。

2 高压电缆附件局部放电在线检测的意义近年来,随着我国经济快速发展,各大中小城市规模不断扩大,电力消费水平逐年增长。

到今年年底,我国电力装机容量已经达到百万千瓦。

明年预计将增加1亿千瓦,整个社会能耗将接近百万千瓦小时。

电力装机容量迅速增加的同时,电网建设和改造在全国范围内广泛实施,据统计,在年底传输线电路总循环长度将达数千公里。

10kV配电网电力电缆局部放电监测研究及应用

10kV配电网电力电缆局部放电监测研究及应用

( F T 相结合的测试手段 , T V传感 器吸附于高 H C) 即 E 压开关柜外壁 , F T传感器夹接在 1k HC 0V电缆 的接地
线上 , — 0 内即可完成该段 1 k 1 3s 0 0 V电缆 的局部放电
监测 , 试 结 果 显 示 局 部 放 电 的 量 值 , 时 以 不 同 测 同 L D颜 色表示 绝缘 状态 , 以快 速识 别 高 压 开 关 柜 和 E 。 可
() a绝缘截止 内气 隙放 电空间 电荷分布
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图2 E T V和 H C F T的联合检 测方 法原理图


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员对于 电缆绝缘故障的识别和诊断水平 。 3 3 电缆 的局 部放 电监 测 阶段 .
经过“ 指纹 ” 断识别 阶段 后 , 不需 要 退 出运 行 诊 对 但是 “ 病 运行 ” 带 的部分 1k 电缆采 用“ 线 ” 测 的 0V 在 监 方式 , 即从 电缆 头 接 地 线通 过 H C F T对 电缆 局 部 放 电
Re e r h a d Ap l a i n o h o r Ca l r ilDic a g s a c n p i t ft e P we b e Pa t s h r e c o a Ob e v t n o 0 V srb t n Ne wo k s r a i f1 k Diti u i t r o o

10kV电力电缆振荡波局部放电检测试验方案-推荐下载

10kV电力电缆振荡波局部放电检测试验方案-推荐下载

10kV电力电缆振荡波局部放电检测试验方案(送审稿)批准:审核:编写:XX供电局试验研究所2010年06月10kV 电力电缆振荡波局部放电检测试验方案 10kV 电力电缆振荡波局部放电检测试验方案一、试验标准和目的根据《XX 电网公司亚运会保供电重要设备准备阶段运行管理工作标准》要求,通过现场试验,在不损害电缆本体绝缘的情况下检查10kV 电缆的绝缘状况及其内部局部放电情况,以对其绝缘进行评估。

二、试验仪器SEBAKMT OWTS -M28型电缆振荡波局放检测仪,SEBAKMT Easyflex Com 多功能脉冲反射仪,S1-1054型电子兆欧表三、试验内容10kV 电缆振荡波局部放电检测基本原理如图1所示:图1 电缆振荡波局放测试原理用直流电源将被测试电缆在几秒中内充电至工作电压(额定电压)。

实时快速状态开关S 闭合,将被测电缆和空心电感构成串联谐振回路,回路开始以的频率进行振荡。

空心电感值根据谐振频率的要求进行选择,频率范围5O ~1000Hz ,相近于工频频率。

图1中的中压电路一般具有相对低的介质损耗角的特点,与具有低损耗的空心电感相配,可得到具有高品质因数的谐振回路。

回路品质Q 一般为30~100,振荡波以谐振频率在0.3~1s 内衰减完毕,这一过程只有几十分之一周波,并对被测试电缆充电,与50Hz(60Hz)时局部放电非常相似。

LC f π2/1=佛山供电局振荡波所产生的局放脉冲符合lEC60270推荐值,局放脉冲定位可由行波方法完成,进而生产电缆故障图,电缆电容C 和值可通过振荡波的时间和频率特性来计算。

tan 1、被测电缆要求及测试前准备1)局放测试前,将电缆断电、接地放电,两端悬空,布置好安全围栏;2)尽量将电缆接头处PT 、避雷器等其它设备拆除;3)电缆头擦拭干净,电缆头与周边接地部位绝缘距离足够;4)收集电缆长度、型号、类型、投运日期等电缆参数;5)电缆长度L :电缆一侧测量方式:50m≦L≦3km;电缆两端测量方式:L >3km 。

高压电缆接头局部放电检测方法研究

高压电缆接头局部放电检测方法研究

高压电缆接头局部放电检测方法研究
高压电缆接头是电力系统中重要的连接部件,其可靠性对电力系统的稳定运行具有重要影响。

而局部放电是导致电力设备绝缘击穿的主要原因之一,因此对高压电缆接头的局部放电进行检测和监测是十分必要的。

高压电缆接头的局部放电检测方法可以分为两类,一类是在线监测方法,另一类是离线检测方法。

在线监测方法是指在高压电缆接头运行时进行局部放电检测,其优点是能够实时监测接头的状况,及时发现问题。

常用的在线监测方法有电磁波法、电荷法和红外热像法等。

电磁波法是一种非接触式的局部放电检测方法,通过接收和分析电缆接头周围空气中发射的电磁波信号来判断是否存在局部放电现象。

电磁波法具有检测灵敏度高、无需拆卸接头和不干扰电缆运行等优点,但需要专门的电磁波传感器设备。

红外热像法是一种基于红外热像设备的局部放电检测方法,通过测量接头表面的温度分布来判断是否存在局部放电现象。

红外热像法具有快速、无损检测的优点,但只能检测到局部放电产生的热量,无法直接判断局部放电的性质。

高压电缆接头局部放电检测方法有在线监测方法和离线检测方法两类,每种方法都有其适用的场景和特点,根据实际情况选择合适的方法进行检测是保证电缆接头可靠运行的关键。

高压电力电缆局部放电检测技术研究

高压电力电缆局部放电检测技术研究
电力科技
高压 电力电缆 局部放 电检 测技术研究
余 仁 鑫
( 福 建 省 电 力有 限公 司 福 州 电业 局 ,福 建 福州 3 5 0 0 0 0)
【 摘 要 】随着社 会的不断发展 ,科 学技 术的不断进步 , 目 前 常规 的电力 电缆检测技 术 已经不能满足 电力电缆 日常正常运行 的要
求 。本 文 主 要 介 绍 了 电 力 电缆 局 部 放 电 的检 测技 术 。
态其灵敏度 较高,而现场 中易受外界干扰噪声 的影 响,抗 干扰能力
差:
2 . 2 高 频 电 流 法
【 关键词 】电力 电缆 ;局部放 电 ; 检 测方法
交联聚乙烯 ( X L P E )电力 电缆 自从上 世纪 6 0年代初问世 以来 , 经历 了 5 O多年的迅速发展 。特别是 随着 城市电网建设的不断扩大 , 交联 电缆的使用也变得 日益广 泛。但交联 电缆在 长期的运行过程 中 也 会 有 各 种 缺 陷 的产 生 , 导致 绝 缘 性 能 下 降 ,从 而 可 能 引 起 局 部 放 电,导致事故的发生 。然 而 目前的检测手段 是否能为 电网的正常运 行提供 有效的保障呢 ?因此,为了更好更有 效的检测 电力 电缆 的状 况 ,对 电力电缆局部放 电检测技术 的研究和运用正在不断探索 中。 电气设备检修技 术的发展大致可 以分 为三个阶段 :故障检修 、 定 期检修 、状态检修 。故障检修 ,顾名 思义是在 设备发生故障 时对 故 障部位 进行检修 。 定期检修 则是按规 定的时 间定期进行检查维修 。 状态 检修是 以可靠性 为重点的检修 ,它 是根 据设备的状态而执 行的 预 防性作业 。状态检修 可 以在设备不停运 的情况下进行状态评估 , 这种 方法提高 了检修 的针 对性和有效性 ,有 效的延长 了设备 的使用 寿 命 , 合 理 降 低 设 备 运 行 的维 护 费 用 1 局 部 放 电 的基 本 原 理 及 产 生 的 原 因 交 联 电缆 的绝 缘 体 内部 在 制 造 或 施工 过 程 中 可 能 会 残 留 一 些气 泡 或渗入其他杂质 ,在 这些有气泡或杂质 的区域 ,它 的击 穿场 强低 于平均击穿场强 ,因此在这些 区域首先有 可能发生放 电现象 。在 电 场 作 用 下 ,绝 缘 系统 中 只 有 部 分 区域 发 生放 电 现 象 , 而 没 有 贯 穿在 施 加电压的导体之间 , 即尚未击穿的这种现象我们称之为局 部放 电。 这 种放 电以仅造成 导体 间的绝缘局部 短 ( 路桥 )接而不形成导 电通 道 为限 。每一次 局部 放电对绝缘介质都会 有一些影响 ,轻微 的局部 放 电对 电力设备 绝缘 的影响较小 ,绝缘 强度 的下 降较慢 ;而 强烈的 局部放 电,则会使绝 缘强度很快下 降。这是使高压 电力设备绝 缘损 坏 的一个重要因素 。 局 部 放 电产 生 的 原 因主 要 有 以 下 三 个 方 面 : ( 1 ) 绝 缘 体 中 局 部 区 域 的 电场 强度 达 到 击 穿 场 强 时 ,该 区 域就 发生放电 ; ( 2 )导 体 表 面 的毛 刺 、导 体 尖 端 或 导 体 直 径 太 小 ,在 导 体 附近 的 电 场 集 中也 会 造 成 放 电 : ( 3 )浮 动 电 位 的 金 属 体 而 出现 感 应 放 电 ,或 有 连 接 点接 触 不好 而 发 生放 电; 2 局 部 放 电 的检 测 方 法 局部放 电的检测 是通过局部放 电所产 生的各种现象为依据 。通 常在 绝缘 内部发生局 部放 电时会伴随 出现许 多现象,如 电脉冲 、电 磁 波 、 超 声 波 、光 和 热 等 。 根 据 上 述 的特 征 , 目前 常 用 的检 测 方法 主 要有:脉冲 电流法 、高频 电流法 、超声波 法、化学检测法 、射频 检测 法、光测法等多种方法 。 2 . 1脉 冲 电流 法 脉冲 电流法是通过 检测阻抗 、检测变 压器套管接地线 、外 壳接 地线 、铁心接地线 以及 绕组中 由于局部放 电引起 的脉冲 电流来获得 实在放 电量 。是研究 最早、应用最广泛 的一种检 测方法 。该 电流传 感 器通常 按频带可分 为窄带 和宽带两种 。窄带 传感器一般 在 I O K H Z 左右 ,具 有高灵敏度、抗干扰 能力强 等优点,但输出波形严重畸形 。 宽带传感 器带宽为I O O K H Z 左右,具有脉分辨率高 的优点,但信噪 比 低 该方法的主要缺点一是 由于检测 阻抗 和放 大器对 测量的灵敏度 、 准确度 、分辨率 以及动态范 围等都有影响 因此 ,当试样的 电容量 比较大 时,受耦合阻抗 的限制 ,灵敏度也受到 了一 定的限制;二是 测试频率低 ,一般小于 1 M H Z ,因而包含的信息量少 ;三 是在离线状

浅谈高压电缆附件超高频局部放电检测法

浅谈高压电缆附件超高频局部放电检测法

浅谈高压电缆附件超高频局部放电检测法前言电力设备绝缘在实际运行中会受到多方面的影响,包括电、机械、热、不良环境等因素,导致电力设备在实际使用中,绝缘性能会逐渐的下降,最后出现故障,影响正常的使用。

绝缘诊断和检测技术就是伴随着电力设备的发展而逐渐发展起来的,其中,超高频局部放电检测技术,作为一种不产生任何破坏作用的检测方法,成为了人们广泛运用的技术。

本文从局部放电检测技术研究的现状出发,探讨局部放电检测技术的应用情况以及对超高频局部放电检测技术进行深入的研究。

一、局部放电检测技术的现状局部放电,在高压电缆附件中广泛存在,是绝缘介质外施电压过高产生的一种电气放电现象,这主要是由于高压电缆附件内部普遍存在的空隙、气泡、污秽和杂质等原因造成的。

尽管局部放电只发生在很微小的空间内,一般情况下不会穿透性击穿绝缘体,但是会对电介质造成一定程度的损坏。

因此,对局部放电的检测技术在很早之前就已经被人们所认知,并积极创造和使用不同的检测方法对局部放电进行检测。

由于局部放电现象是基于声、光、热、电等原因出现的,因此,局部放电的检测技术也就有了相应的方法,大体上分为非电检测法和电检测法。

(一)非电检测法非电检测法主要是基于局部放电现象在很多情况下都是由声、热、光等现象产生的,因此,局部放电检测法也就相应的出现了声测法、红外测法以及光测法等非电检测法,非电检测法的优点则是与式样电容关系不大,而且抗电磁干扰能力强等。

其中声测法,是指绝缘介质中发生局部放电时,放电瞬间释放的效果类似于小爆炸,放电源类似于声源,不断向周围发出声波,利用声-电传感器,以灵敏度和工作频带两个方面为指标,就可以有效的实现检测声信号转变为电信号,从而实现对局部放电的检测。

光测法,是指将声测法和光纤技术相结合而出现的声−光测法。

声−光测法主要是使用光纤传感器,利用由于局部放电所发生的声波压迫改变光纤性质,并改变光纤输出信号的情况,从而实现局部放电的检测[1]。

高压电缆在耐压试验过程中进行局部放电试验的方法

高压电缆在耐压试验过程中进行局部放电试验的方法

1交流耐压试验电源处理高压电缆交流耐压采用的是变频谐振装置产生试验电源,变频柜是装置的核心部件,变频柜通过晶闸管的整流和逆变获取试验所需的频率,在电源变换过程中引入了大量的高频脉冲电流成份。

变频谐振系统输出的电源不能直接作为电缆局放试验的电源直接施加于被试对象进行局部放电测试,必须采取有效措施对试验电源进行预处理,通过设置串联电抗、防晕导线、均压环进行对试验电源质量进行改善,其电气原理所下图所示。

2电缆终端局放测试回路电缆终端的局放测试回路如下图,当被试电缆内部发生了局部放电时,耦合电容瞬时对电缆终端充电,形成高频的脉冲充电电流波形,脉冲电流的幅值、发生的频度反映了电缆内部局部放电的严重程度,通道1、通道2两个传感器将局放信号传送至局放诊断系统进行分析处理。

在电缆的中间接头,测试原理如图所示,一侧电缆的铠装与电缆导体之间存在电容Ca,另一侧电缆的导体与铠装之间存在电容Cb,如果在电缆的中间接头发生局部放电,那么形成两个电容C1和C2,此时Ca和Cb就会通过导体向C1和C2充放电,从而形成局放电流回路,在两侧电缆屏蔽层桥接一个高频低阻的电容臂C0和高频电流传感器,就可以检测到局放的脉冲电流信号。

3高压电缆局放测试的技术难点a) 测试系统灵敏度要求高高压电缆发生局放时产生的脉冲信号微弱,要求传感器及测试系统有相当高的检出灵敏度。

b) 现场干扰因素复杂在现场实施电缆局放试验时干扰信号会严重影响电缆局放的检测和诊断,主要有临近试验现场的运行设备产生的电晕或者局部放电信号、交流耐压试验装置自身的局部放电信号、交流耐压试验回路的引线产生的电晕信号三个方面的因素。

因此甄别并排除干扰信号、提取有效的信息并根据其特征诊断电缆的绝缘状态是一项具有挑战性的技术难题。

c) 对测试人员的要求高高压电缆局放的信号主要集中在0-30MHz范围内,信号频带较宽,加上现场存在一定的干扰信号,测试人员通过信号抑制、识别、分类、提取、判断等技术手段,准确的解析复杂的电子信号成份实现电缆的状态诊断。

电力电缆线路交流耐压及局部放电试验报告

电力电缆线路交流耐压及局部放电试验报告

电力电缆线路交流耐压及局部放电试验报告一、实验目的:1.了解电力电缆线路的交流耐压试验原理和方法;2.掌握电力电缆线路的局部放电试验原理和方法;3.熟悉电力电缆线路试验设备及试验流程。

二、实验原理:1.交流耐压试验原理:交流耐压试验是指将电力电缆线路连接到试验装置上,在一定的试验电压下,观察电力电缆线路是否发生击穿或有漏电现象,以判断其绝缘性能是否合格。

2.局部放电试验原理:局部放电试验是指通过试验设备施加高电压,在电力电缆线路上人为形成局部电场强度,观察是否有局部放电现象。

局部放电是电力设备或电缆绝缘中局部发生的放电现象,是导致绝缘老化和故障的主要原因之一、检测局部放电的存在与否,可以评估电力电缆线路的绝缘质量。

三、实验设备与试验流程:1.实验设备:a.交流耐压试验设备:包括高压发生器、电压表、电流表、电容器等;b.局部放电试验设备:包括高压发生器、放电检测器、示波器等。

2.试验流程:a.交流耐压试验:①将电力电缆线路连接到试验装置上;②将试验电压逐渐升压至设定值,保持一段时间;③观察电缆线路是否发生击穿或漏电现象;④记录试验结果。

b.局部放电试验:①将电力电缆线路连接到试验装置上;②将试验电压逐渐升压至设定值,保持一段时间;③使用放电检测器观察是否有局部放电现象;④记录试验结果。

四、实验结果与分析:1.交流耐压试验:经过试验,电力电缆线路在试验电压下未发生击穿或漏电现象,说明其绝缘性能良好。

2.局部放电试验:经过试验,观察到电力电缆线路上有局部放电现象。

根据放电检测器的反馈信号,可以确定电力电缆线路的绝缘存在问题,需要进一步检修或更换。

五、实验结论:1.电力电缆线路经交流耐压试验,绝缘性能良好,可正常使用;2.电力电缆线路经局部放电试验,发现存在局部放电现象,需要进行检修或更换。

六、实验总结:通过本次实验,我们了解了电力电缆线路的交流耐压试验和局部放电试验原理和方法。

交流耐压试验可以判断电力电缆线路的绝缘性能是否合格,而局部放电试验可以评估电力电缆线路的绝缘质量。

35kV电缆振荡波局放检测试验方案

35kV电缆振荡波局放检测试验方案

35kV电力电缆振荡波局部放电检测试验方案批准:XXX审核:XXX编写:XXXXX电科院试验所日期:电力电缆振荡波局部放电检测试验方案35kV电力电缆振荡波局部放电检测试验方案一、概况XLPE电力电缆由于其绝缘性能好、易于制造、安装方便、供电安全可靠、有利于城市和厂矿布局等优点,在城市电网中得到广泛使用。

XLPE电缆在制造和接头操作过程中,绝缘层内部易出现的杂质、微孔、半导电层突起和分层缺陷,当外护套被侵蚀后引起的进水,水树枝演化成电树枝之后均会引起局部放电的发生。

长期的实践证明,局部放电是造成电力电缆绝缘破坏的主要原因。

首先,在局部放电的过程中,电离出来的电子、正负离子在电场力的作用下具有较大的能量,当它们撞到绝缘内空气隙的绝缘壁时,足以打断绝缘材料高分子的化学键,产生裂解。

其次,在放电点上,介质发热可达到很高的温度,使得绝缘材料在放电点被烧焦或熔化,温度升高还会产生热裂解或促使氧化裂解,同时温度升高会增大介质的电导和损耗,由此产生恶性循环,导致绝缘体破坏。

第三,在局部放电过程中会产生许多活性生成物,这些生成物会腐蚀绝缘体,使得介质性能劣化。

第四,局部放电有可能产生X射线和Y射线,这两种射线具有较高的能量,促使高分子裂解。

除此之外,连续爆破性的放电以及放电产生的高压气体都会使绝缘体产生微裂,从而发展成电树枝。

局部放电会不断地破坏绝缘材料,最终导致绝缘击穿。

电力电缆局部放电量与电力电缆绝缘状况密切相关,局部放电量的变化预示着电缆绝缘存在着可能危及电缆安全运行的缺陷。

因此,国内外许多专家、学者及一些国际电力权威机构一致推荐局部放电试验为绝缘电力电缆绝缘状况评价的最佳方法,并作为及时发现电缆故障隐患、预测电缆运行寿命、保障电缆安全可靠运行的重要手段。

OWTS振荡波电缆局部放电检测和定位技术,是目前国际国内应用比较广泛的能够有效检测和定位配电电缆局部放电的位置且检测本身不对电缆造成伤害的先进技术。

从我国2008年初引进该技术,并成功的应用到奥运场馆及配套设施的电缆检测中,发现了多起电缆接头缺陷,取得了较好的成效,为奥运保电工作作出了一定的贡献。

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文章编号:1004-289X(2013)02-0063-04高压电缆局部放电监测研究赵生传1,时翔1,文艳2,崔潇1,张立刚3,曲健3(1.青岛供电公司,山东青岛266002;2.威海供电公司,山东威海263200;3.青岛华电高压电气有限公司,山东青岛266102)摘要:由于绝缘老化变质、过热、机械损伤等,会使得电缆在运行中绝缘劣化,对电缆进行局部放电检测是防止电缆运行事故的有效方法。

对常见的电缆局部放电监测方法高频电流法、电容耦合传感器、声发射法、超高频UHF法,甚高频VHF法进行了介绍,分析了不同方法的优缺点,指出了未来的研究方向。

关键词:高压电缆;故障;监测;振荡波中图分类号:TM85文献标识码:BResearch on Partial Discharge Detection of High Voltage Cables ZHAO Sheng-chuan1,SHI Xiang1,WEN Yan2,CUI Xiao1,ZHANG Li-gang3,QU Jian3(1.Qingdao Power Supply Company,Qingdao266002,China;2.Weihai Power Supply Company,Weihai263200,China;3.Qingdao Huadiang High Voltage Electrical Apparatus Co.,Ltd,Qingdao 266102,China)Abstract:Because of insulation aging,overheat,mecranical damage and so on,make cables insulation degradation in operation.It is an effective method for partical discharge detection to cable to avoid the cable operating accident.The pa-per presents common partical cable discharge detection methods,such as high frequency method,capacitive coupled sen-sor,acoustic method,ultra-high frequency method and very high frequency method,then analyze the strong and weak points of the different methods.Finally,point out the coming research direction.Key words:high voltage cable;fault;monitoring,wave of oscillation1引言随着电力系统的飞速发展以及旧城改造工程的进行,电力电缆在电力网络中的应用愈发广泛。

电力电缆的基本结构包括线芯、绝缘层、屏蔽层和保护层四个部分。

其中线芯即导体,是电力电缆中传输电能的部分,是电缆的主要结构。

绝缘层将线芯与外界电气上隔离。

屏蔽层包括导体屏蔽层和绝缘屏蔽层,一般存在于15kV及以上电缆中。

保护层是用来防止外界的杂质和水分的渗入和外力的破坏。

电力电缆按照电压等级分类有低压电缆(35kV及以下输配电线路)、中低压电缆(35kV及以下)、高压电缆(110kV及以上)、超高压电缆(275 800kV)、特高压电缆(1000kV及以上)。

按照绝缘材料电力电缆可以分为油纸绝缘电缆、塑料绝缘电缆和橡皮绝缘电缆。

其中油纸绝缘电缆应用历史最长。

它安全可靠,使用寿命长,价格低廉。

主要缺点是敷设受落差限制。

塑料绝缘电缆主要用于低压电缆,常用的绝缘材料有聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯。

橡皮绝缘电缆弹性好,适合用于移动频繁弯曲半径小的敷设地点。

我国早期使用的多是油纸绝缘电缆,但自1970年以来,交联聚乙烯(XLPE)电力电缆得以广泛应用,并逐渐取代了油纸绝缘电缆的地位。

XLPE电缆电气性能优越,具有击穿电场强度高、介质损耗小、载流量大等优点因而得到了广泛的应用。

然而,在电缆投入运行后,由于绝缘老化变质、过热、机械损伤等,会使得电缆在运行中绝缘劣化。

为了防止由于绝缘劣化造成电缆运行事故,需要对电缆的运行状态进行即时监测。

监测系统控制着电缆及其附件的质量。

主要的监测项目包括负载的变化和温度的变化等,然而局部放电是其中最为突出的缺陷指标[1]。

当电缆内部绝缘出现缺陷的时候,会导致电缆内部局部放电的发生。

通过检测电缆局部放电水平,可以反映出电缆的绝缘情况。

而电缆附件又是电缆线路绝缘品质最薄弱的环节,多数电缆故障是由于电缆接头所引起的。

因此,对电力电缆线路尤其是附件的绝缘进行局部放电检测有着重要意义。

2电缆在线PD检测手段由于电缆故障主要发生在电缆附件位置,而本体较少发生故障。

因此,电缆在线检测主要检测电缆接头位置。

在线PD检测的主要问题有三:一是传感器很难接触到带电导体甚至不易接触到金属护套;二是传感点分布在长电缆上,因此它们检测的信号在传输过程中容易变形扭曲;三是干扰信号的存在。

测量局放的辐射场常用敏感的场传感器。

这些传感器通常放在靠近电缆接头的外半导电层上,常用铜或铝导体作为内置传感器,半导电层在导体和绝缘之间起一个连接和均匀电场的作用,防止电场的加强,防止造成局放或早期故障。

内置传感器的缺点在于不够便携,而便携式的传感器必须安装在电缆的外部,并通过电感耦合或电容耦合的方法与电介质耦合。

这样的传感器安装最大问题在于它不仅仅捕捉内部信号,也捕捉外部干扰。

常用的在线PD检测手段有:高频电流法,电容耦合传感器,声发射法,超高频UHF法,甚高频VHF法等。

此外还有一些不太常用的手段,例如定向偶合法[2]、偏振光测量法[3,4]等。

2.1高频电流法当电缆内部发生放电时,会产生一个高频的脉冲电流,并从线芯与金属护套之间的电容流入金属护套中,然后通过电缆中间或终端接头流入大地。

高频电流互感器就是安置在中间接头或终端的接地线上,通过电流耦合的方式来采集局放信号。

高频电流互感器的频带范围为100kHz 200MHz。

这种检测方法是一种外置式互感器,因此它受到的外部干扰较为明显。

在12个高压室外变电站进行了试验,最高达到132kV。

试验发现噪声和干扰显著存在。

XLPE电缆的PD可接受等级为10pC而一般户外变电站的干扰超过1000pC。

干扰主要来源于空气中的电晕放电、污染的表面泄漏电流和高压设备的接触不良。

由于高频电流互感器是外置式互感器,单纯利用HF-CT法检测到的PD信号精确度可能不足以满足系统的要求。

为了实现对局放信号的精确测量,可以将HC-CT法与其他方法相结合来使用。

例如将HF -CT法与TEV法相结合,同时检测局部放电时产生的瞬时接地信号。

2.2VHF法VHF检测方法的监测频段集中于VHF频段(1 300MHz)。

这种检测方法的核心部件是罗氏线圈。

与传统电流测量方法相比,罗氏线圈的优点在于避免的电的直接连接。

在所有的在线PD检测中,电容式传感器和罗氏线圈最为敏感。

而电容式传感器需要置于合适的位置,不能便携。

罗氏线圈(Rogowski coil)避免了这个缺陷,因为他们只测量全封闭电流。

因此罗氏线圈不依赖设备的几何形状。

与铁磁核心的传感器相比,罗氏线圈不会受到磁饱和的影响。

罗氏线圈是一种空心环形的线圈,有柔性和硬性两种,可以直接套在被测量的导体上来测量交流电流,一次侧的电流会在二次回路中感生电压。

其二次回路是个空心线圈。

罗氏线圈是一种较为成熟的技术,适用于电缆本体或接地线上的信号检测。

其测得信号包括PD信号和干扰信号。

PD信号的放电电流脉冲具有非常陡峭的波前和短的持续时间。

通常情况下,在放电脉冲的上升时间只有若干ns而它的持续时间为10ns的顺序。

PD脉冲是一个宽带信号,它具有宽的频率,频谱高达几百兆赫。

而噪声主要存在于低频段,为了滤除低频,其一般截止频率设为500kHz 1MHz之间。

对于采集PD信号的传感器,需要同时兼顾灵敏度和带宽,以及具有良好的屏蔽。

如果传感器的灵敏度低,PD信号不能被检测到;如果带宽很窄,PD信号可以被扭曲。

如果屏蔽是不是合理,PD信号可以被污染,甚至可能检测不到。

罗氏线圈具有高灵敏度,良好的屏蔽的优点,但传统的罗氏线圈的带宽较窄。

如果要扩大罗氏线圈的测量带宽,必须以牺牲灵敏度为代价。

每个线圈具有自谐振频率引起的自感和及其对环境中的电容,此外还有匝间电容的存在。

这些因素会造成谐波的产生。

谐波使得它的输出信号在离散的凹口出现减少和扭曲。

为了同时在提高罗氏线圈测量带宽的同时也保证其灵敏度,可以采用对称放置二次侧的磁芯电流互感器,减少谐振。

因此,通过选择合适的测量阻抗和平衡阻抗,罗氏线圈传感器可以设计成用于电力电缆的PD测量。

图1为改进的罗氏线圈结构图。

2.3UHF测量法UHF信号即频率为300 3000MHz的特高频无线电波。

传感器指的是通过接受局部放电时的特高频信号,主要集中于500 1500MHz,其放大器一般设计为50dB的增益。

超高频法可以抑制绝大部分来自外部的干扰信号,这是因为干扰信号大多数低于400MHz。

图1改进型罗氏线圈由于特高频的信号在传输过程中衰减的特别厉害,所以有时会导致早期的局放信号不能被检测到。

UHF测量方法需要经过特高频放大器的放大。

UHF检测法具体通过超高频监测设备用一根电缆连接到两个采样通道的环上几件复用的方法来发展。

这样的检测方法可以应用于多场所。

包括中压金属封闭开关设备、电力变压器、配电变电所内的局部放电监测。

以往,使用超高频的高电压系统的监测安装在每个单元中,以方便PD内的单元的位置的传感器的阵列。

2.4声发射技术声发射技术(acoustic emission,AE)通过安置在电缆接头上的AE传感器,检测局放产生的信号。

AE检测到的信号包括声音和超声波,它们都是弹性波。

Ae 传感器很容易检测到由于PD在介电材料中产生的弹性波,但是它很难直接估计到PD的电荷量,不能判断出绝缘的恶化程度。

AE传感器可以估计XLPE电缆的使用寿命。

AE 传感器可以检测由于局部放电在电介质材料中的声音和超声波。

AE方法具有的优点是不受电气干扰。

然而,调查表明,在电缆接头内,AE信号明显衰减。

然而,由于声波和超声波在传播过程中会有衰减,故检测其减少量较为困难。

当局部放电信号离AE传感器较远时,由于弹性波的衰减,检测结果可能会有误。

要评定局放变化量和绝缘劣化度,必须得知局放位置。

XLPE电缆的外绝缘层材料为乙烯-丙烯橡胶(ethylene propylene rubber,EPR),为了测得局放位置,首先要研究弹性波在EPR中传播过程的衰减,通过衰减系数来确定局放位置的AE强度。

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