第12讲-电力电缆局放在线检测.ppt

第12讲 电力电缆的在线检测与故障诊断 唐志国 Telhp);o) 办公室：教5楼D325 Email：tangzhyguo@163.com 高电压与电磁兼容研究所 主要内容 电力电缆基本知识 电力电缆发展背景、结构特点，分类，运行情况等 电力电缆的绝缘特征量、劣化机理 电力电缆的检测与故障诊断技术 直流泄漏电流检测 介质损耗角正切tgδ的在线检测 局部放电在线检测技术 电力电缆基本知识 背景 电力电缆主要用于发电厂、变电所、工矿企业的动力引入/出线 过海、过江、过铁路等特殊部位，多采用电缆 20世纪80年代初，随着XLPE电缆的广泛应用，电力电缆与GIS一起成为城网改造的两项重要举措。 电力电缆与架空线路相比，优点是受气候影响小，节省空间、安全可靠、隐蔽耐用，但成本较高 tanδ法：从电压互感器取电压，用电流传感器测流经电缆绝缘的工频电流，通过装置测出电缆绝缘的tanδ，此信息反映出绝缘缺陷的平均程度。 目前对介质损耗角正切来衡量电缆绝缘老化还存在不同看法，有研究者认为，仅能反映电缆吸水受潮的程度。 低频法 低频成分法：由于水树的存在，在电缆绝缘电流中还有低频成分，其频谱在10Hz 尤其在3Hz以下。可测低频电流进行诊断，低频电流是nA级。 低频叠加法：将7.5 Hz 20V的低频电压在线加于电缆，在接地线中测微电流，算出电阻。 电缆局部放电的检测 与油纸绝缘相比，XLPE电缆对局部放电非常敏感。局部放电会在XLPE电缆绝缘内引起电树枝击穿，它是最危险的劣化形式之一。电缆对局部放电要求非常严格，不超过10pC 例如在3.2mm厚的XLPE电缆模型上实验时，击穿电压为36kV，当已形成击穿通道时，相应的局放量仅为3pC，5.6s后增至500pC，随即发生击穿。 电缆发生局部放电的部位大多在接头和终端部位。 电缆局部放电监测的主要困难是现场严重的干扰。 电缆接头盒上的监测：监测频率可大于10 M，可用差动平衡电路和极性鉴别电路来抗干扰。 高频脉冲电流法 传感器采用宽带罗哥夫斯基线圈 电容分压器法 高频脉冲电流法和电容分压器法较适合现场使用。 电容分压器法灵敏度最高，且有利于故障的定位。但其缺点是需要破坏电缆屏蔽层，在连接盒上插入内电极等，在现场实现还有一定困难。 感应传感器法： 原理：当电缆屏蔽由多股螺旋状带绕成时，局放电流在屏蔽线上的电流可分为沿电缆和围绕电缆的分量，切向电流产生轴向磁场，该磁力线在电缆外侧，用线圈制成特高频传感器装在电缆外。 特点：方便安装，可定位，400M测量频率。 VHF测量方法 美国爱迪生公司研究发现：在带状屏蔽电缆中，局放信号中的甚高频分量可被测到的距离为400－600m之内，超高频分量可被测到的距离为2m之内。 三、XPLE电缆局部放电在线监测的试验研究 1、VHF钳形传感器的研制 电流传感器的幅频特性曲线 VHF检测系统组成及检测效果验证 VHF传感器与局部放电仪测试结果对比 检测灵敏度小于5pC 检测效果优于常规检测法 2、UHF传感器的研制 3、分析软件 4、模拟装置 整体接线图 局部放电模型 气泡放电 尖板放电 滑闪放电 悬浮放电 尖板放电 气泡放电 滑闪放电 悬浮放电 基于信号波形特征分析的局放检测 四、现场测试情况 1、现场测量系统 现场中大一线和中大二线中间接头井中的中间接头分布情况 2、现场测量的线路数 五条110kV高压XLPE电力电缆 21个中间接头（其中12个充油式中间接头，9个预制式中间接头） 浇注式中间接头 充油中间接头 测试现场 测试现场 3、现场测量结果 一号井中大二线A相约160PC 一号井中大二线C相约300PC 二号井中大一线A相约50PC 二号井中大一线B相约50PC 电力电缆局部放电检测的难点 技术介绍----试验电压的产生 技术介绍----基于行波原理的故障源定位 局部放电的定位——波反射原理 电缆局部放电振荡波检测技术的优势 振荡波检测技术在北京地区的使用情况 北京市电力公司自2008年1月份以来，利用OWTS振荡波局放检测设备进行10kV电缆状态监测，先后发现排除潜在性隐患多起，对确保第29届北京奥运会、第13届残奥会和60周年大庆期间重要用户的安全可靠供电发挥了重要作用。 实践证明，OWTS电缆局放检测和定位系统可以有效检测10kV配电电缆的局放水平并对其进行准确定位，特别是针对投运前的电缆和运行时间较长的老旧电缆进行检测，可以促进安装工艺的提高和避免电缆因长期运行逐渐劣化引起突发性事故的发生，值得进一步推广应用。 北京地区振荡波实测案例 测试结果验证 测试结论 振荡波测试系统使用方便,适合现场使用,可以有效排除现场环境噪声和外部信号的干扰,能够准确检测电缆的局放情