（湖南黑麋峰抽水蓄能有限公司 湖南省长沙市 410213）
摘要：局部放电的在线监测是目前公认的有效预防电缆故障的方法，能有效预防电力电缆事故的发生。
关键词：局部放电监测装置；预防；应用
1 引言
随着我国电力事业不断发展，装机容量大幅度增加，抽水蓄能机组随之不断增多。抽水蓄能电站多为地下厂房洞室，往往采用交联聚乙烯（XLPE）电缆用于抽水蓄能电站输变电工程。XLPE电缆及接头因为施工工艺问题，或达到一定年限以后，常常会发生绝缘被击穿而造成事故，因为电压高、容量大，每次事故都可能造成重大的经济损失。为确保输电网络的安全，对XLPE电缆的检测技术受到了国内外众多专家的注意，对XLPE电缆进行局部放电的在线监测是目前公认的有效预防电缆故障的方法。本文结合黑麋峰电站500kV电缆局部放电监测装置分析500kV电缆局部放电监测装置的应用特点。
2 500kV电缆局部放电监测装置配置、原理和应用特点
2.1 500kV电缆局部放电监测装置配置情况
黑麋峰公司500kV高压电缆由日本VISCAS公司产品，于2008年投运。500kV高压电缆共有两回，其两端均经SF6/电缆终端分别与地下、地面500kV GIS设备连接。电缆长度约为0.8公里，中间无接头，500kV电缆及接头可能因材料问题、施工工艺、运行环境、外力破坏等原因，在运行一定年限后发生绝缘被击穿的情况，可能造成事故并产生重大经济损失，需对输电电缆的运行状态实现实时在线监测，对电缆实时监测并预警，保障供电以及电力安全生产。
500kV电缆局放在线监测装置结构配置充分体现分层分布和开放性、可移植性和可扩充性。系统具有数据采集与处理、实时状态显示监测、告警、数据管理、状态分析、数据通信等功能。网络传输应采用以太网（不小于1000Mb/s），网络介质为光纤。500kV电缆局放在线监测系统采用基于现场工业总线的开放、分层分布式结构，现地监测单元与数据服务器之间的数据交换应采用以太网通信技术，应采用基于以太网络的IEC61850厂站层网通信协议，并具备扩展能力。
500kV电缆局放在线监测系统具有数据采集与处理、实时状态监测、告警、数据管理、状态分析、数据通信等功能。在开关站500kV继电保护室500kV电缆温度测量屏配置一套在线监测数据服务器柜（含网络交换机、显示终端等），具有数据获取存储与管理、状态分析、报警等功能。电缆在线监测系统由多个模块构成，分别为：传感器模块、数据采集模块、数据服务器模块以及数据传输模块构成。电缆在线监测系统分布式结构，即电缆局放信号通过分布在各个监测点的高速采集模对信号进行选通、放大、采集，转换成数字信号，经过局域网TCP/IP通信协议，把数据传送到数据服务器，由数据服务器统一对信号进行计算、分析操作。
黑麋峰电站500kV电缆局部放电监测装置包括：主站计算机系统（网络通信接口、软件平台和BYCP-Ⅱ专用软件）、高速数据采集模块、工频触发模块、信号多路选通调理模块
主站计算机系统系统说明：每个电缆放置一个检测装备，各个采集单元分布安装于被测电缆设备附近，通过TCP/IP协议，以数字通讯的方式与数据服务器通讯。所有监测数据存储于主站计算机数据库中，数据库格式符合国家电网公司状态维修支撑平台对在线监测系统数据库格式的要求。信号采集单元与数据服务器是通过标准的TCP/IP协议进行通信。每个信号采集单元需要一个独立的局域网内的IP地址，数据服务器也需要一个独立的局域网内的IP地址，信号采集时，是由数据服务器来发送采集命令，逐次采集各个点的放电信号，并接收由各个测量点通过光纤局域网所传回的数据。然后在数据服务器上进行分析，计算后传输给中心数据库。
传感器介绍：采用钳式结构设计，外壳采用铝合金材料，外表采用氧化绝缘工艺处理，接口是防水接头。利用罗氏线圈原理，实时感应1M-30MHz频带的信号，实现对电缆局部放电信号的耦合。
在线装置介绍：在线装置是系统最要的部分，其作用包括通道选择、数据采集、数据存储和处理，并能发送给服务器，同时负责监控一组接头（即A B C三相），安装在电缆支架上面。
服务器后台：监测软件功能齐全，界面友好。能够长期在线监测并接入网络远程实时查看500kV电缆的局部放电情况，系统配备的信息发布软件能够提供电力设备局部放电最大值、最小值、短期烈度值、放电数量、测试周期、平均值等信息，多种分析功能，利用N/N和模糊控制方式的状态分析判断技术。神经网络的训练基于多年积累的局放数据，局放数据超过200万，局放类型识别率95%以上并自动生成Word格式的检测报告。可随时调出给运检人员提供参考，帮助运检人员及时准确地发现500kV电缆内部的局放绝缘缺陷，有效预防电力系统突发性事故的发生。
2.2 500kV电缆局部放电监测装置原理
高压电缆局部放电在线监测系统采用模块化设计方案，通过安装在电缆接地线上的高频电流传感器，来耦合电缆本体及接头处的局部放电脉冲电流信号；耦合到的脉冲电流信号通过同轴电缆传送至前端监测采集器，对模拟信号经过放大、滤波、模数转换后变成数字信号再通过光纤传送至测试主机。测试主机对所有传感器的信号分别进行分类识别分析、计算，并将这些通过计算获得的放电信息数据写入到数据库中，同时在监测系统的软件面板上显示监测结果。
其高压电缆局放系统总体结构原理如图1所示。
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2.3 500kV电缆局部放电监测装置应用特点：
局部放电检测一直是电缆绝缘（特别是塑料电缆）非破坏性电气检验的主要项目，越来越被看作是一种最有效的绝缘诊断方法，目的是观察和研究局部放电引起的绝缘老化问题。电缆发生局部放电时，引起局部放电的空穴形成实阻抗。其产生的脉冲基本上是单极性脉冲，上升时间很短，并且脉冲宽度也很窄。脉冲在电缆中传播时的呈现衰减和散射特性，当到达测量点时，脉宽增加幅值减小。国内外运行经验和研究成果表明：XLPE电力电缆性能早期劣化或使用寿命很大程度上取决于其绝缘介质的树枝状老化，而局部放电测量是定量分析树枝状劣化程度的有效方法之一。
3 结束语
500kV电缆电缆在抽水蓄电站输变电工程中应用的越来越广泛，而局放在线监测是目前对500kV电缆电缆运行目前最有效监测手段，能对输电电缆的运行状态实现实时在线监测，对电缆实时监测并预警，预先发现500kV电缆电缆存在的缺陷和隐患，运检人员能根据局放在线监测及时准确地发现500kV电缆电缆内部的局放绝缘缺陷，有效预防电力系统突发性事故的发生。
作者简介：周勇（1981.8.4-）湖南汉寿，高级工程师，国网新源湖南黑麋峰抽水蓄能有限公司。
论文作者:周勇
论文发表刊物:《云南电业》2019年8期
论文发表时间:2020/1/3
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