基于FPGA的XLPE电缆局部放电在线监测技术.pdfVIP

2009年第 3期 电线 电 缆 2009年6月 No．3 2009 ElectricWire＆ Cable Jun．，2009 基于 FPGA的XLPE电缆局部放 电在线监测技术 李华春 ， 金 甲杰 ， 杨文虎 (1．北京市电力公司电缆公司 ，北京 100027； 2．西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室，陕西 西安 710049) 摘要 ：交联聚 乙烯 (XLPE)电缆在运行过程 中，电缆绝缘老化会影 响 电力系统运行 的安全性和连续性。基于 现场可编程门阵列(FPGA)实时数据采集技术 ，研制出可应用于 XLPE电力电缆运行状态现场的局部放 电在 线监测新技术 ，可以对其故障进行预警并预防更严重的绝缘故障的发生 。 关键词 ：XLPE电缆 ；在线监测 ；FPGA；实时采集 中图分类号 ：TM206 文献标识码 ：A 文章编号 ：1672—6901(2009)03-0042-03 PartialDischargeM onitoringTechniqueforXLPE CablesBased onFPGA LIHua-chun，etal (BeijingElectricUtilityCompany，ElectricCableCo．，Beijing100027，China) Abstract：ThedeteriorationofinsulationinXLPEcablesduringoperationcanaffectadverselythesafetyandreliabili— tyofthepowersystem．Thispaperpresentsanew techniqueofon—timePD monitoring system thatappliesto the XLPEpowercablesinservicebasedontheFPGA real—timedataacquisitiontechnique．Bythistechnique，theoccur· ring insulationfailurecanbepredictedandpreventedfrom becomingworse． Keywords：XLPE cable；on—linemonitoring；FPGA；real—timedataacquisition 交联聚乙烯 (XLPE)绝缘电力 电缆具有 良好的 头位置采集较对 电缆本体直接采集信号灵敏度高， 电性能和热性能，并且结构简单，工作耐受温度高， 故在电缆接头部位实行局部放 电在线检测更为合 无油，敷设方便 ，因而被广泛应用于电力系统的各个 理。本文介绍的电缆接头局部放电监测系统结构示 电压等级中，但是一定年限后 内部可能出现绝缘缺 意图见图1。 陷(特别是电缆的连接头和终端头部位)，导致绝缘 击穿而造成电网事故。随着电压等级的提高，XLPE 电缆中局部放电造成的危害更加引起人们的关注， 局部放电水平成为高压 XLPE电缆重要的技术指 标 ，而且要求愈加严格。因而对运行中的交联电缆 绝缘缺陷检测方法的研究就显得尤为迫切。 1 电缆局部放电在线监测技术 图 1 系统结构不意图 电力电缆局部放电脉冲宽度约 1～10ns ，表 从图中可知，两个性能完全一致的高频宽带钳 明局部放电脉冲信号本质特征量瞬间即逝，特别是 式电流传感器分别安装在电缆接头两端 ，通过耦合 高频脉冲信号在电缆介质中传输时严重衰减 ，故检 接