電纜在線監(jiān)測：電力電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)研究

電纜在線監(jiān)測：電力電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)研究

當(dāng)前電力系統(tǒng)中采用的大多是交聯(lián)聚乙烯（XLPE）電纜，這種電纜較早出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代，具有非常好的絕緣性能，而且安裝方便、制造簡單，已經(jīng)逐漸取代了傳統(tǒng)的油紙絕緣電纜，且被廣泛應(yīng)用到高壓和超高壓輸電中，較高應(yīng)用電壓等級已經(jīng)達(dá)到了500kV。隨著XLPE電纜的廣泛應(yīng)用，也出現(xiàn)了不少由于線路老化、故障造成的電纜絕緣擊穿事故，影響到供電系統(tǒng)的運行可靠性，對電力電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究越來越受到電力系統(tǒng)的重視。

1 交聯(lián)聚乙烯（XLPE）電纜在線檢測方法

1.1直流分量法

直流分量法，是K.Sona 等人通過對實際運行的電力電纜進(jìn)行測量、分析數(shù)據(jù)后提出的檢測方法之一。XLPE電纜中的水樹枝起到了“整流作用”，在外加電壓的負(fù)半周，樹枝放電向絕緣中注入了較多的負(fù)電荷，而正半軸時注入的正電荷很少，只能中和一部分負(fù)電荷，從而使得在外加交流電壓的作用下，正負(fù)半周交替進(jìn)行，負(fù)電荷會在水樹枝前端聚集并向屏蔽層漂移，其過程類似于整流作用，出現(xiàn)了數(shù)值僅為幾納安的直流分量。在測試現(xiàn)場進(jìn)行直流分量的測量時，要特別注意來自于被測電纜屏蔽層與大地間干擾電流的影響，會給測量結(jié)果帶來較大的偏差，為避免這種偏差，長采用旁路掉干擾電流或者是在回路中串電容阻斷電流的方式來減少偏差。此外，還可通過數(shù)學(xué)計算方式，如利用FFT（快速傅里葉變換）的方法將干擾電流從水樹枝電流中分開，或者利用數(shù)理統(tǒng)計的方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理等。

直流分量法適用于被測電纜屏蔽層與大地之間絕緣電阻R數(shù)值較大，容易測量的情況，當(dāng)R由于局部損傷影響而較小時，往往可以通過修復(fù)后使R具有較高準(zhǔn)確性，因此可用該方法監(jiān)測XLPE水樹枝情況。

1.2 損耗電流諧波分量法

諧波分量法，是通過監(jiān)測由于水樹枝引起老化的XLPE絕緣電纜在損耗電流中產(chǎn)生的諧波分量來分析電力電纜絕緣狀況的一種檢測手段。在正弦形態(tài)的電壓下，損耗電流中會出現(xiàn)諧波分量，其可以不錯地反應(yīng)電力電纜老化狀況。并且損耗電流中諧波分量的值會隨著線路老化程度的加深而增大，因此，檢測到的諧波分量的數(shù)據(jù)也就能更好地反應(yīng)水樹枝老化的更多信息[3]。

1.3 局部放電法

局部放電一般出現(xiàn)在電力電纜裂縫處或缺點處，這種現(xiàn)象出現(xiàn)的前期基本不會對電力電纜的絕緣能力造成影響，但如果局部放電長時間存在，則會對電力電纜絕緣能力造成持續(xù)性影響，減少了電力電纜使用年限，威脅到供電安全性。局部放電時，電纜的各種參數(shù)并不會發(fā)生大范圍的浮動現(xiàn)象，因此無法通過監(jiān)測諸如電流、電阻、介質(zhì)損耗等參數(shù)來判斷是否出現(xiàn)局部放電，而是利用其產(chǎn)生的電脈沖現(xiàn)象，通過不同用途的傳感器接收其產(chǎn)生的脈沖來識別局部放電。根據(jù)檢測所使用的傳感器的不同，局部放電法又可分為脈沖電流法、聲學(xué)檢測法、超高頻檢測法、耦合法、鉑電極對檢測法等。

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