电力电缆绝缘功能节能检测和办法

　　电力电缆绝缘功能节能检测和办法

　　因为交联聚乙烯电缆绝缘功能好,易于制造和装置便利,近年得到了迅速的开展。随着城网改造和农网改造的实施,电力电缆的运用比重也会越来越高,如何维护运用好已有的电力设备,进步供电牢靠性就显得非常必要,电缆的运转情况直接关系到电力体系的安全运转及供电的牢靠性。曩昔,我国广泛运用的预防性实验是选用定期停电进行实验的办法,属于离线节能检测。但是,随着电力供给的开展,这种停电实验的传统办法已愈来愈不能适应电力生产和供给的实践需要。因而研讨电力电缆在线监测技能,可及时对电缆进行合理的维护、检修及更换,对确保电缆牢靠运转具有重要的含义。近年来不少研讨者提出了一些新的带电检查的测验办法,这些办法对预先发现电缆绝缘的下降情况很有效果。

　　1.电力电缆功能不带电节能检测办法

　　随着城市建设的开展,电力电缆在城网供电中所占的份量也越来越重,在一些城市的市区逐渐替代架空输电线路;一起随着电缆数量的增多及运转时间的延伸,电缆的毛病也越来越频繁。因为电缆线路的隐蔽性、个别运转单位的运转资料不完善以及测验设备的局限性等原因,使电缆毛病的查找非常困难[1]。电力电缆毛病按性质可分为串联(断线)毛病及并联(短路)毛病两种,后者按绝缘外是否有金属护套或屏蔽可分为主绝缘毛病(外有金属屏蔽),外皮(外护套)毛病(无金属屏蔽)的毛病。主绝缘毛病依据测验办法不同,按毛病点的绝缘电阻Rf大小可分为①金属性短路(低阻)毛病,其中Rf不同仪器及办法挑选各不同,一般Rf<10Z0(Z0为电缆波阻抗);②高阻毛病;③间歇(闪络)毛病三种。三者之间没有肯定的边界,主要由现场实验办法区别,与设备的容量及内阻有关。近十年来我国城市电网很多选用XLPE电力电缆,依据电缆的毛病,国内外有各种不同的测验办法。

　　1.1电桥法及低压脉冲反射法

　　20世纪70年代前,世界上广泛运用电桥法及低压脉冲反射法进行电力电缆毛病测验,两者对低阻毛病很准确,但对高阻毛病不适用,故常常结合燃烧降阻(烧穿)法,即加大电流将毛病处烧穿使其绝缘电阻下降以达到能够运用电桥法或低压脉冲法丈量的目的。烧穿办法对电缆主绝缘有不良影响,现已很少运用。

　　1.2高压直流闪测法和冲击闪测法

　　分别测验间歇毛病及高阻毛病,两者都均可分为电流闪测法和电压闪测法,取样参数不同,各有优缺点。电压取样法可测率高,波形清晰易判,盲区比电流法少一倍,但接线复杂,分压过大时对人及仪器有危险。电流取样法正好相反,接线简略,但波形搅扰大,不易判别盲区大。两种办法目前是国产高阻毛病测验仪的干流办法,主要有西安四方、山东科汇、武汉高压所等产品。高压电流、电压闪测法基本上处理了电缆高阻毛病问题,在我国电力部门运用非常广泛,且运用非常丰厚经验,但仪器有盲区,且波形有时不够显着,靠人为判别,有时未能成功,仪器的精度及差错相对较大。

　　1.3二次脉冲法

　　这是二十世纪90年代呈现的测验技能,因为低压脉冲准确易用,结合高压发作器发射冲击闪络技能,在毛病点起弧的瞬间通过内部装置触发发射一低压脉冲,此脉冲在毛病点闪络处(电弧的电阻值很低)发作短路反射,并将波形记忆在仪器中,电弧平息后,重新发一正常的低压丈量脉冲到电缆中,此低压脉冲在毛病处(高阻)没有击穿发作通路,直接抵达电缆结尾,并在电缆结尾发作开路反射,将两次低压脉冲波形进行比照,非常简略判别毛病点(击穿点)方位。仪器可主动匹配,主动判别计算出毛病点距离。二次脉冲法的呈现,使得电缆高阻毛病测验变得非常简略,成为最先进的测验办法。

　　关于二次脉冲法,不管是奥地利的Baur公司,仍是德国Seba公司的产品原理是相同的,只是在完成上有差异:前者强调起弧与触发脉冲合作,由内部通讯装置对冲击电流进行阻尼,一起也增加了冲击电流的冲击宽度来完成;而后者则选用专门稳弧仪,强调延伸电弧时间,确保低压脉冲在起弧期间抵达。这种办法与国内生产高压电流或电压法测验仪相比具有以下长处:

　　①一体化设计,结构紧凑(compact),只要接入电源,接好地线,连接被测电缆即可进行各种测验办法的操作,接线简略,切换简略,安全牢靠。

　　②主动化程度高,完成主动匹配、主动保护、主动判别、主动计算,并能够进行打印或将图形存入软盘,在计算机进行数据剖析。③无盲区问题:考虑到仪器自身的馈线以及外接的高压电缆引线长度,因而进行仪器调试时,引入“tm”测验,首要测验每种办法中的脉冲波通过仪器抵达引线结尾所阅历的时间“tm”值,并输入记忆的体系中;测验电缆时,仪器会主动将原点(起点)定在该办法的“tm”时间处,因“tm”为定值与波速度挑选无关,不管波速度选多少,同一种办法中脉冲在仪器自身及引线所阅历的时间“tm”是不变的;所测波形中tm时间点即为所测电缆的始端,因而丈量时没有盲区的概念。④精度高:选用Baur公司IRG300回波仪采样频率已达200MHz,以波速为=160m/μs计算,准确度可达0.4m。因为这套仪器的主动化程度高、准确,操作简略,克服了电流、电压冲击法的缺乏,有效处理了高阻毛病测验的困难,只要波速度挑选正确,丈量结果非常准确。

　　2.电力电缆绝缘功能带电节能检测的办法

　　现在,国内外广泛开展带电节能检测办法的研讨,提出了多种办法。实践的运转过程中发现,大部分电力电缆毛病是由电缆绝缘发作劣化引起的。引起这种电缆发作劣化的原因较多(有电劣化、热劣化、化学劣化、机械劣化甚至鼠虫灾引起的劣化等),但最主要仍是电劣化。其主要劣化形状为:①局部放电电劣化;②电树枝劣化;③水树枝劣化。研讨表明33kV以下的固体绝缘电缆中,引起绝缘劣化的主要是水树枝劣化。但不管哪种劣化都可能造成绝缘电阻的下降,泄漏电流的增加及介质损耗tgδ变大等现象。使得在作业电压下沟通丢失电流变大,使得流过绝缘的电流中所含的直流重量增大。因而,能够通过对电缆绝缘的在线监测来测定劣化信号,判定电缆绝缘是否能继续运转。电缆绝缘的劣化信号一般来说极其微小,如因树枝状劣化发作的直流重量电流为nA级,最大的也只不过为μA级。因而,国外在对高分子绝缘材料劣化的基础物理过程进行很多研讨的基础上,针对劣化信号,研讨并采取了相应的监测办法。电缆绝缘在线监测的办法有很多种,如直流电流法,直流电压迭加法,沟通电压迭加法,低频沟通迭加法等等。

　　2.1直流电流法

　　电缆在沟通电压效果下,若发作水树枝劣化,则电流中含有直流成分,且树枝劣化长度与直流重量电流存在一定关系,故研讨选用直流电流重量监测法。但因为直流重量电流极小(一般为nA级),因而简略遭到杂散电流的搅扰。且在电缆端部表面泄露电阻因胀污或因雨而下降时,丈量差错很大,故此必须要清拭端部且要在天气晴好时丈量,所以这种办法的运用遭到很大的限制。

　　2.2直流电压迭加法

　　针对电缆中水树枝长度与绝缘电阻的关系,研讨了直流电压迭加法。直流电压迭加法因散杂电流的变化或端部表面泄露电阻变低而发作较大的丈量差错。且直流电压是经中性点接地的电压互感器旋加于电缆的,若互感器中长期流过直流电源会发作磁饱满现象而发作零序电压,可能使变电所内继电器误动作。

　　2.3低频沟通迭加法

　　针对电缆中水树枝长度与绝缘电阻的关系,研讨了低频沟通迭加法。低频沟通迭加法是一种较好的办法,所监测的沟通丢失电流在原理上随着劣化的开展而变大的。但在运用中应认真承认电缆端部的作业状况,例如为调整端部电场分布而装有应力环时,即使电缆绝缘良好,沟通丢失电流也较大,那么仅依据在线监测的信号,就可能作出”绝缘不良”的误判别。

　　2.4沟通电压迭加法

　　沟通电压迭加法的丈量原理是:在电缆的屏蔽层上迭加101Hz(即2倍工频+1Hz)的沟通电压,监测树枝劣化而发作1Hz的劣化信号。因为树枝劣化的电缆上迭加工频+约1Hz电压时,被测的劣化信号最大,可选用这种办法节能检测出1Hz的劣化信号的强弱来判别电缆劣化的程度。这种监测办法的长处是:①可从电缆接地线处迭加电压,测定简略便利,不只可作为在线监测,也可作带电监测,用一套设备监测多条电缆;②因迭加电压节能检测的是已知劣化信号,即1Hz信号,故节能检测精度高,抗搅扰能力强;③受铠装绝缘电阻及端部污损等要素影响较小。

　　3.定论

　　通过以上的剖析比较,我们能够发现在不带电节能检测办法中,二次脉冲法是一种比较好的办法,在带电节能检测的办法中,沟通电压迭加法是目前比较好的一种办法。尽管带电节能检测的办法还不很成熟,比如对绝缘劣化程度的判别等方面,还需要做很多的研讨作业,但是这是电力电缆节能检测的一种开展方向。