電力電纜絕緣功能節能檢測和辦法

　　因為交聯聚乙烯電纜絕緣功能好,易于制造和裝置便利,近年得到了迅速的開展。隨著城網改造和農網改造的實施,電力電纜的運用比重也會越來越高,如何維護運用好已有的電力設備,進步供電牢靠性就顯得非常必要,電纜的運轉情況直接關系到電力體系的安全運轉及供電的牢靠性。曩昔,我國廣泛運用的預防性實驗是選用定期停電進行實驗的辦法,屬于離線節能檢測。但是,隨著電力供給的開展,這種停電實驗的傳統辦法已愈來愈不能適應電力生產和供給的實踐需要。因而研討電力電纜在線監測技能,可及時對電纜進行合理的維護、檢修及更換,對確保電纜牢靠運轉具有重要的含義。近年來不少研討者提出了一些新的帶電檢查的測驗辦法,這些辦法對預先發現電纜絕緣的下降情況很有效果。

　　1.電力電纜功能不帶電節能檢測辦法

　　隨著城市建設的開展,電力電纜在城網供電中所占的份量也越來越重,在一些城市的市區逐漸替代架空輸電線路;一起隨著電纜數量的增多及運轉時間的延伸,電纜的毛病也越來越頻繁。因為電纜線路的隱蔽性、個別運轉單位的運轉資料不完善以及測驗設備的局限性等原因,使電纜毛病的查找非常困難[1]。電力電纜毛病按性質可分為串聯(斷線)毛病及并聯(短路)毛病兩種,后者按絕緣外是否有金屬護套或屏蔽可分為主絕緣毛病(外有金屬屏蔽),外皮(外護套)毛病(無金屬屏蔽)的毛病。主絕緣毛病依據測驗辦法不同,按毛病點的絕緣電阻Rf大小可分為①金屬性短路(低阻)毛病,其中Rf不同儀器及辦法挑選各不同,一般Rf<10Z0(Z0為電纜波阻抗);②高阻毛病;③間歇(閃絡)毛病三種。三者之間沒有肯定的邊界,主要由現場實驗辦法區別,與設備的容量及內阻有關。近十年來我國城市電網很多選用XLPE電力電纜,依據電纜的毛病,國內外有各種不同的測驗辦法。

　　1.1電橋法及低壓脈沖反射法

　　20世紀70年代前,世界上廣泛運用電橋法及低壓脈沖反射法進行電力電纜毛病測驗,兩者對低阻毛病很準確,但對高阻毛病不適用,故常常結合燃燒降阻(燒穿)法,即加大電流將毛病處燒穿使其絕緣電阻下降以達到能夠運用電橋法或低壓脈沖法丈量的目的。燒穿辦法對電纜主絕緣有不良影響,現已很少運用。

　　1.2高壓直流閃測法和沖擊閃測法

　　分別測驗間歇毛病及高阻毛病,兩者都均可分為電流閃測法和電壓閃測法,取樣參數不同,各有優缺點。電壓取樣法可測率高,波形清晰易判,盲區比電流法少一倍,但接線復雜,分壓過大時對人及儀器有危險。電流取樣法正好相反,接線簡略,但波形攪擾大,不易判別盲區大。兩種辦法目前是國產高阻毛病測驗儀的干流辦法,主要有西安四方、山東科匯、武漢高壓所等產品。高壓電流、電壓閃測法基本上處理了電纜高阻毛病問題,在我國電力部門運用非常廣泛,且運用非常豐厚經驗,但儀器有盲區,且波形有時不夠顯著,靠人為判別,有時未能成功,儀器的精度及差錯相對較大。

　　1.3二次脈沖法

　　這是二十世紀90年代呈現的測驗技能,因為低壓脈沖準確易用,結合高壓發作器發射沖擊閃絡技能,在毛病點起弧的瞬間通過內部裝置觸發發射一低壓脈沖,此脈沖在毛病點閃絡處(電弧的電阻值很低)發作短路反射,并將波形記憶在儀器中,電弧平息后,重新發一正常的低壓丈量脈沖到電纜中,此低壓脈沖在毛病處(高阻)沒有擊穿發作通路,直接抵達電纜結尾,并在電纜結尾發作開路反射,將兩次低壓脈沖波形進行比照,非常簡略判別毛病點(擊穿點)方位。儀器可主動匹配,主動判別計算出毛病點距離。二次脈沖法的呈現,使得電纜高阻毛病測驗變得非常簡略,成為最先進的測驗辦法。

　　關于二次脈沖法,不管是奧地利的Baur公司,仍是德國Seba公司的產品原理是相同的,只是在完成上有差異:前者強調起弧與觸發脈沖合作,由內部通訊裝置對沖擊電流進行阻尼,一起也增加了沖擊電流的沖擊寬度來完成;而后者則選用專門穩弧儀,強調延伸電弧時間,確保低壓脈沖在起弧期間抵達。這種辦法與國內生產高壓電流或電壓法測驗儀相比具有以下長處:

　　①一體化設計,結構緊湊(compact),只要接入電源,接好地線,連接被測電纜即可進行各種測驗辦法的操作,接線簡略,切換簡略,安全牢靠。

　　②主動化程度高,完成主動匹配、主動保護、主動判別、主動計算,并能夠進行打印或將圖形存入軟盤,在計算機進行數據剖析。③無盲區問題:考慮到儀器自身的饋線以及外接的高壓電纜引線長度,因而進行儀器調試時,引入“tm”測驗,首要測驗每種辦法中的脈沖波通過儀器抵達引線結尾所閱歷的時間“tm”值,并輸入記憶的體系中;測驗電纜時,儀器會主動將原點(起點)定在該辦法的“tm”時間處,因“tm”為定值與波速度挑選無關,不管波速度選多少,同一種辦法中脈沖在儀器自身及引線所閱歷的時間“tm”是不變的;所測波形中tm時間點即為所測電纜的始端,因而丈量時沒有盲區的概念。④精度高:選用Baur公司IRG300回波儀采樣頻率已達200MHz,以波速為=160m/μs計算,準確度可達0.4m。因為這套儀器的主動化程度高、準確,操作簡略,克服了電流、電壓沖擊法的缺乏,有效處理了高阻毛病測驗的困難,只要波速度挑選正確,丈量結果非常準確。

　　2.電力電纜絕緣功能帶電節能檢測的辦法

　　現在,國內外廣泛開展帶電節能檢測辦法的研討,提出了多種辦法。實踐的運轉過程中發現,大部分電力電纜毛病是由電纜絕緣發作劣化引起的。引起這種電纜發作劣化的原因較多(有電劣化、熱劣化、化學劣化、機械劣化甚至鼠蟲災引起的劣化等),但最主要仍是電劣化。其主要劣化形狀為:①局部放電電劣化;②電樹枝劣化;③水樹枝劣化。研討表明33kV以下的固體絕緣電纜中,引起絕緣劣化的主要是水樹枝劣化。但不管哪種劣化都可能造成絕緣電阻的下降,泄漏電流的增加及介質損耗tgδ變大等現象。使得在作業電壓下溝通丟失電流變大,使得流過絕緣的電流中所含的直流重量增大。因而,能夠通過對電纜絕緣的在線監測來測定劣化信號,判定電纜絕緣是否能繼續運轉。電纜絕緣的劣化信號一般來說極其微小,如因樹枝狀劣化發作的直流重量電流為nA級,最大的也只不過為μA級。因而,國外在對高分子絕緣材料劣化的基礎物理過程進行很多研討的基礎上,針對劣化信號,研討并采取了相應的監測辦法。電纜絕緣在線監測的辦法有很多種,如直流電流法,直流電壓迭加法,溝通電壓迭加法,低頻溝通迭加法等等。

　　2.1直流電流法

　　電纜在溝通電壓效果下,若發作水樹枝劣化,則電流中含有直流成分,且樹枝劣化長度與直流重量電流存在一定關系,故研討選用直流電流重量監測法。但因為直流重量電流極小(一般為nA級),因而簡略遭到雜散電流的攪擾。且在電纜端部表面泄露電阻因脹污或因雨而下降時,丈量差錯很大,故此必須要清拭端部且要在天氣晴好時丈量,所以這種辦法的運用遭到很大的限制。

　　2.2直流電壓迭加法

　　針對電纜中水樹枝長度與絕緣電阻的關系,研討了直流電壓迭加法。直流電壓迭加法因散雜電流的變化或端部表面泄露電阻變低而發作較大的丈量差錯。且直流電壓是經中性點接地的電壓互感器旋加于電纜的,若互感器中長期流過直流電源會發作磁飽滿現象而發作零序電壓,可能使變電所內繼電器誤動作。

　　2.3低頻溝通迭加法

　　針對電纜中水樹枝長度與絕緣電阻的關系,研討了低頻溝通迭加法。低頻溝通迭加法是一種較好的辦法,所監測的溝通丟失電流在原理上隨著劣化的開展而變大的。但在運用中應認真承認電纜端部的作業狀況,例如為調整端部電場分布而裝有應力環時,即使電纜絕緣良好,溝通丟失電流也較大,那么僅依據在線監測的信號,就可能作出”絕緣不良”的誤判別。

　　2.4溝通電壓迭加法

　　溝通電壓迭加法的丈量原理是:在電纜的屏蔽層上迭加101Hz(即2倍工頻+1Hz)的溝通電壓,監測樹枝劣化而發作1Hz的劣化信號。因為樹枝劣化的電纜上迭加工頻+約1Hz電壓時,被測的劣化信號最大,可選用這種辦法節能檢測出1Hz的劣化信號的強弱來判別電纜劣化的程度。這種監測辦法的長處是:①可從電纜接地線處迭加電壓,測定簡略便利,不只可作為在線監測,也可作帶電監測,用一套設備監測多條電纜;②因迭加電壓節能檢測的是已知劣化信號,即1Hz信號,故節能檢測精度高,抗攪擾能力強;③受鎧裝絕緣電阻及端部污損等要素影響較小。

　　3.定論

　　通過以上的剖析比較,我們能夠發現在不帶電節能檢測辦法中,二次脈沖法是一種比較好的辦法,在帶電節能檢測的辦法中,溝通電壓迭加法是目前比較好的一種辦法。盡管帶電節能檢測的辦法還不很成熟,比如對絕緣劣化程度的判別等方面,還需要做很多的研討作業,但是這是電力電纜節能檢測的一種開展方向。