徐宽
上海迈内能源科技有限公司
摘要:在本文的分析中,以局部放电频谱特性为基础,提出监测XLPE电力电缆的技术方式,掌握其局部放电的电量。同时,在这一前提下,还积极研究XLPE电力电缆在线监测的技术方式。基于本文的探究,其目的就是发挥局部放电频谱的价值,准确监测XLPE电力电缆的局部放电信号,优化在线监测的方式,以期为相关人员,提供更多有价值的参考。
关键词:局部放电;XLPE电力电缆;在线监测技术
前言:电力电缆的局部放电量,其与绝缘性能有着不可分割的关系。也就是说,局部放电量一旦发生变化,就意味电缆的运行,存在着一定的安全隐患,需要工作人员加大重视力度。为了能够对上述的问题进行有效的解决,就应该充分利用局部放电频谱,并将其作为基础,对XLPE电力电缆进行在线监测,进而实时掌握其放电的实际情况,以便于保证电力电缆能够更加安全、稳定的运行。
一、基于局部放电频谱分析XLPE电力电缆在线监测技术
(一)局部放电监测的现状
XLPE电力电缆在运行中,其局部放电脉冲的宽度,在1纳秒至10纳秒之间,其所表示的含义为:局部放电脉冲信号有瞬间即逝的特征,尤其以电缆为介质的传输中,高频脉冲信号的衰减程度会逐渐增加。所以,在XLPE电力电缆的终端处,很难采用监测系统对局部放电的信号进行采集,或者已经采集的信号,存在严重的失真现象,导致测量结果存在严重的误差问题,影响后续的相关工作。在本文的分析中,将宽频带局部放电传感器的方式,应用在监测甚高频频段局部放电的工作中。另外,由于XLPE电力电缆的局部放电现象,经常发生在附件的周围,或者就应该在相应的位置,以接地的方式,安装局部放电传感器。通过这样的方式,减小信号在传输过程中的损失,提高XLPE电力电缆局部放电监测的准确性。
(二)在线监测技术的设计与应用
就传感器来说,其经过了特殊的设计,即高频带罗戈夫斯基线圈型的放电传感器,所以将其安装在XLPE电力电缆中,能够准确的采集放电信号,并利用电磁耦合的原理,对XLPE电力电缆局部放电的特征,进行准确地提取与分析。受罗戈夫斯基线圈性能的影响,在监测XLPE电力电缆放电电量的情况下,其不会与式品产生电气关联,所以其具有不会产生饱和、结构简单的优势,可以有效抑制外界的噪音,适合应用在XLPE电力电缆的放电监测中。在本文的分析中,将镍锌铁氧体材料用于传感器线圈的主要材料,其电阻率对高频电流的影响较小,很适合应用在1MHz至300MHz高频电缆中[1]。
在设计XLPE电力电缆的在线监测技术中,以上述的内容为基础,绘制等效电路图。其中,由电感Ls、电阻R构成自积分电路,并在其电阻R中获取电压u0(t),而传感器罗戈夫斯基线圈的互感,可以使用M进行表示,而线圈的自感则使用Ls予以表示;等效电阻为Rs,等效杂散电容使用Cs表示。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在这一基础上,由于局部放电的传感器,其中的线圈属于环形,R1为内环的半径,而R2为外环的半径。另外,传感器罗戈夫斯基线圈的横截面属于矩形,面积用S表示,N表示线圈中的绕线匝数,l表示闭合回路的磁路长度,并用M、Ls表示线圈的互感、自感,w表示工作的角频率。通过上述的分析,就能够得出传感器的幅频特性、传感器的频带、上限频率等公式。
(三)传感器的相关数值计算
通过以上的分析,能够在理论的条件下,对传感器的相关参数,进行准确的计算。例如:在线圈匝数为39时,且绕线的直径为1毫米,其相关的参数为:(1)线圈自感Ls的计算值为0.435mH,而测量值为0.409mH;(2)线圈互感M的计算值为0.11mH,而计算值为0.010mH;(3)等效电阻的计算值为0.032Ω,测量值为0.040欧姆。为了可以对XLPE电力电缆在线监测技术进行优化,可以在其中安装局部放电信号放大器,并运用接地技术,保证放大器的信号电流,能够在其内部形成回路,减少信号在传输过程中产生的损耗。
通过这样方式,就能够提高在线监测结果的准确性,规避信号失真的现象,即信号放大器的实际增益为41dB,因此3dB的带宽就能够达到70dB,进而更好的满足XLPE电力电缆在线监测的相关需求。另外,运用相关的理论知识,对数据识别、数据处理系统进行优化设计,可以将外界的噪声进行剔除,并优化局部放电信号的提取方式,合理判断XLPE电力电缆的实际运行状态。在分形维数变化、局部放电脉冲信号频谱的基础上,就能够通过分维尺度的规律,对信号进行识别、提取,提高在线监测技术的灵敏度,以此来实现减少干扰的最终目标。
二、基于局部放电频谱分析XLPE电力电缆在线监测结果
在本文的相关分析中,以35kV的XLPE电力电缆为例,并运用甚高频局部放电传感器电磁耦合的方式,对线路的放电问题进行在线监测,以便于践行有针对性的分析,为后续的治理工作,奠定有价值的数据基础。局部放电传感器,可以安装在XLPE电力电缆式品的中间位置,并在连接同轴电缆的过程中,均以50Ω为标准。基于这样的方式,就能够避免在电力运行的过程中,高频信号会产生反射而形成驻波的现象[2]。具体来说,局部放电传感器的频带宽在10kHz至28MHz之间,而信号采集器3dB贷款实际上为70MHz,这一数据在上文已经提及。另外,RPS属于数据识别、数据处理系统,其是基于分形维数变化、脉冲信号相似性而进行特殊设计的。对此,基于局部放电频谱,分析XLPE电力电缆在线监测的结果,主要体现在XLPE电力电缆绝缘性能方面,其主要内容如下:
XLPE电力电缆的式品,其自身所存在的绝缘缺陷,会受到外施电场的激励,而生成局部放电信号,但是采用数学的相关方式对其进行处理,就会提高其特征的明显性。如果XLPE电力电缆的绝缘缺陷,处于高电位的位置时,其局部放电脉冲的信号,基本上会产生在180度至270度的相位,或者产生在0度至90度的相位。在这两个相位中,脉冲信号之间的差异,并没有明显的特征,同时其相互之间的正放电次数、负放电次数,也有着较强的相似性。经过对XLPE电力电缆局部放电的实际测量,其式品局部放电信号频谱,与计算之间的比较就是外界的噪声信号相对较弱,主要集中在两个峰值的位置,即24MHz与32MHz处。
实际上,在XLPE电力电缆的运行中,其外界的噪声信号的分布,有着较广的频域,同时其波形、幅值等,都有着复杂的变化形式,很难掌握其具体的规律,基本上都是以随机的形式出现。在XLPE电力电缆的局部放电的信号中,噪声所产生的信号幅值,比局部放电所产生的信号幅值,要大的多。因此,XLPE电力电缆中,信号放大器的运行,就很容易产生饱
(下转第195页)和的现象,所以需要在选择、设计、制作等环节中,加大重视力度,增强信号放大器的性能。对于在线监测家技术来说,其最为关键的内容就是数据处理、信号识别、抑制干扰等,因此最好将在线监测技术,与更加先进的数学方法、硬件技术进行结合,保证其能够适应局部放电监测的需要[3]。对此,相关的工作人员,有必要结合当前XLPE电力电缆在线监测技术的实际现状,加大对数据处理技术、信号识别技术、分形理论的研究力度,以便于能够提高局部放电监测、分析、处理的质量。
三、基于局部放电频谱分析XLPE电力电缆在线监测结论
结合本文的相关分析,能够得出基于局部放电频谱,分析XLPE电力电缆在线监测的相关结论,其内容分为两部分:
(1)采用高频宽带电瓷耦合试验的方式,对XLPE电力电缆的甚高频信号段的范围,进行局部放电信号监测。同时,工作人员应该选择恰当的位置,合理的安装传感器,基于这样的方式减少信号传输过程中的损失。另外,基于这样的在线监测技术方式,还可以将中心频率为20MHz高频局部放电信号的特征量、信号波形等,进行全面的、准确的采集,为数据的分析提供有价值的条件,主要是因为信号在线监测技术的灵敏度,高达1pC,可以满足XLPE电力电缆局部放电的相关需求,保证结果的精准性。
(2)使用宽频带局部放电传感器,可以对XLPE电力电缆运行中的甚高频段电力信号,进行准确的监测,以此来获取局部放电信号。同时,基于这样的在线监测技术,该能够对XLPE电力电缆运行外界的噪声,进行有效的抑制,增强XLPE电力电缆运行的安全性,并提高信号采集的质量,避免影响分析结果的价值。总的来说,基于局部放电频谱,能够最大程度的优化XLPE电力电缆在线监测的方式,并且可以满足后续工作的相关要求,为工作人员提供有价值的参考,合理处理局部放电的问题。
结语:综上所述,XLPE电力电缆在运行的过程中,存在着局部放电的现象,影响其运行的稳定性。为了能够解决这一问题,就应该发挥局部放电频谱的作用,实现对XLPE电力电缆的在线监测。在这一基础上,可以提高监测结果的准确性,为相关的治理工作提供参考,保证XLPE电力电缆能够安全运行。所以,结合文本的分析发现,基于局部放电频谱,对XLPE电力电缆在线监测结果进行分析,其具有较强的可行性。
参考文献:
[1]刘凯. 基于无线通信技术的XLPE电缆局部放电在线监测系统的研究[D].西安理工大学,2017.
[2]赵法强.局部放电在线监测技术在电力电缆运行中的应用[J].中国高新技术企业,2016(35):70-72.
[3]姜芸,周韫捷.分布式局部放电在线监测技术在上海500kV交联聚乙烯电力电缆线路中的应用[J].高电压技术,2015,41(04):1249-1256.
论文作者:徐宽
论文发表刊物:《防护工程》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/29
标签:在线论文; 局部论文; 电力电缆论文; 信号论文; 频谱论文; 传感器论文; 线圈论文; 《防护工程》2018年第25期论文;