电力电缆局部放电检测技术的探讨论文_任建新

电力电缆局部放电检测技术的探讨论文_任建新

(国网太原供电公司 山西太原 30000)

摘要:随着电网的不断扩大,电力电缆局部放电带电的检测越发重要,而其在现场电力电缆的施工过程中的地位也日益显现,不仅对电力电缆的运行质量有着一定的警示作用,更为电网的高效、可靠以及稳定运行提供可靠的参考依据。鉴于此,本文对电力电缆局部放电检测技术进行了分析探讨,仅供参考。

关键词:电力电缆;局部放电;检测技术

一、原理及特征

所谓的电力电缆局部放电带电检测技术主要是指局部的放电所产生的不同物理现象为依据,并通过对不同的物理现象进行描述来体现出局部放电的状态。就目前而言,电力电缆局部放电带电检测技术主要有目前带电检测方法主要有高频脉冲电流法、超高频法、超声波法、光学检测及化学检测法等。

1、化学检测法

化学检测法是以变压器产生局部放电的情况会对周围用于绝缘的各类材料进行破坏性分解,然后再形成新的合成物的原理进行检测的。化学法主要检测的是合成物的组成与浓度,如果在其中发现了由于局部放电产生的合成物则可以判定变压去出现了局部放电。这种方法目前已经成熟广泛地应用在了变压器在线故障的诊断当中。化学检测法在对故障类型的判定中主要是通过对不同的气味以及浓度来进行的,因此,建立起来的模式识别系统,就可以实现故障的自动识别。但是我国目前,仍然没有形成统一的标准和态度。因为它对早期潜伏性故障的发现程度比较灵敏,但是却不能对突发性的故障进行反应。

2、超声波法

超声波法主要在电力电缆发生局部放电的时候,会不断的出现声发射的现象。因此,我们要对超声波传感器进行利用,来检测电缆中的局部放电。本发明避免了与高压电缆直接电连接,适用于无停电的电缆在线检测。变压器内部绝缘结构复杂,声波衰减和声速的影响都是不同的。目前,对超声波传感器进行使用检测的电磁干扰的能力比较差,并且灵敏度也不是很高,这就对检测的难度进行了增加。近些年来,因为效率的不断的提高以及电子放大技术的不断发展,对于超声波检测的灵敏度,也有了非常大的提高,因此,这个方法的发展和应用前景十分广阔。

3、高频(射频)电流法

所谓的高频电流法是一种非电接触式的局部放电测量方法,基于传统脉冲电流法延伸出来,其主要的特征在于采用高频罗氏线圈取代测量阻抗,进而能够从耦合回路中取得相应的局部放电脉冲信号。在实际的电力电缆局部放电带电检测过程中,主要的检测原理如图1所示。

由此可见,高频电流法与标准脉冲电流法是非常相似的。因此,在条件允许的情况下通过采取柔性工频电流传感器或电压变换器能够进行相位跟踪测量,然后通过采用PRPS、PRPD、N-Φ、Q-Φ、Q-Φ-T等统计分析模式来进行分析,探究被测变压器设备的运行情况和缺陷类型。另外,还可利用开窗技术加强对放电相位的频谱进行分析。

4、光测法

光测法主要由局部放电产生的光辐射,在变压器油当中,不同放电的光波长度也不同。要以及实际的研究数据显示,它通常是在500~700mm之间。当光电转换完成之后,要通过光电流的特性进行检测,来对局部放电进行识别。虽然实验室分析的使用光学方法在局部放电特性取得了很大的进步,但是因为设备复杂和造价昂贵以及灵敏度低的光学方法,需要对光进行测试的材料是比较透明的,因此,它是不能在社会实践当中进行广泛的应用和推广。

5、低频叠加法

电频叠加法能对电阻的具体情况进行合理的了解,并对电阻中的数值进行合理的阐述,在对电缆线整体运行情况进行了解的基础上,对一些额定的数值电压进行合理的测量,并参照串并联电路的基本原理对电阻的数值进行合理的推算。并对电路运行程度进行合理的考量,使电路中的数值处于合理化的状态中,此外,对数据测量结果进行合理的推敲,使数值测量结果具有一定的负载性,促进电网系统进行发展的步伐。

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6、直流叠加法

直流叠加法与人们生活具有广泛的联系,它能使检测过程处于逐渐减化的状态中,但也存在一些劣势,在对线路中的电压进行不断测量的过程中,在内外部电流进行不断变化的情况下,测量结果会具有一定程度的误差性。而对于电缆中的电压而言,如果在电路连接方式出现问题的情况下,会使电压处于零序的状态中,从而使电路出现全面性的瘫痪,不利于电路整体性能的提升。在对电流运行系统进行不断了解的情况下,需对电路运行发展模式具有较大的了解,并加速检测技术不断进行快速发展的步伐,促进电路整体运行能力的提升。

7、离线检测技术

检测技术具有多种多样的特点,对于离线电子检测技术而言,指在运用介质损耗原理的情况下,对损耗角的正切数值进行合理的把握,同时,在外界因素不断进行变化的情况下,电缆会处于一种分散的状态中,测量结果会具有较大的误差性。而对于局部放电试验而言,在不断进行试验的过程中,电磁性能会处于不断变化的状态中,进而实验结果会具有不稳定性的特点。在运用直流耐压试验的情况下,电力设备会处于一种轻便的状态中,对电流变化情况具有合理的控制。而此种方法具有一定的局限性,高压像素电缆不能应用此种方法,而在对交流耐压试验进行不断了解的情况下,发现在对工频进行了解的局势下,短路电流会处于逐渐减少的状态中,并具有一定的可靠性。

二、电力电缆的敷设

我国最常见的电力电缆敷设的方式主要有:排管、电缆桥架、电缆隧道、电缆沟以及直埋等。为了对电力电缆能顺利的通过进行确保,就要科学合理的选择电力电缆的敷设,而且还要根据现场的实际情况加以调整,因此,现阶段的电缆敷设就可以采用多种方式的组合。目前而言,在电缆铺设的过程中大多数都选择了隐蔽性较好的电缆沟槽设计,不过这种设计却不是适用于所有情况下的,很多情况下还是需要采用砖砌电缆综合沟。通常情况下,采用砖砌电缆沟槽的方式都会讲其铺设到绿化带或者是人行道下,完成电缆铺设后要先进行回填然后将原有的绿化或者是人行道进行复原。其中在设计盖板的时候,需要全面的考虑的商业堆载为每平方米1t,而沟槽盖板一般采用的都是预制钢筋混凝土盖板。盖板的设计荷载也应该随着局部荷载的增加而进行增加。电缆顶管处的两端以及过路埋管的地方需要对工井进行合理的设置,在完成敷设之后,就需要在工井内充沙。工井采用预制梁板结构,砖砌井沟壁,活动顶盖,一般情况下是不行车,只考虑行人、工程电缆在通过主干道路时,穿越方式采用的是导向钻进非开挖铺设MPP电力电缆护套管的方法,这主要是因为市政不允许进行封路和大开挖埋管的作业;如果是通过非主干道的时候,主要采用的就是破路开挖埋管。

三、检测中的信号干扰问题的处理

现在使用的交联电缆地方通常有几十公里长,所以对于电缆的检测要进行定位是及其重要的。而电缆有自身的阻抗,高频信号释放电缆端满足阻抗失配时发生的反射现象,有可能造成几个信号的叠加,这就需要正确的处理好信号。在现场的检测中,有时候大量的电磁干扰会把局部放电信号淹没,为检测提供可靠的保障。只有抑制这些背景干扰,提高信号的信噪比才能准确的识别出我们所需要的信号。

结束语

局部放电的高压电力电缆只是一个微弱的信号,因此,容易受到干扰,对电缆的局部放电检测有一定的难度。为此,在未来的发展中,有必要研究干扰因素及电力电缆局部放电的测试,这是用来减少干扰信息对测试结果的影响。因此,对电力电缆局部放电的研究需要深入而全面地研究。

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论文作者:任建新

论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期

论文发表时间:2018/10/18

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