高压交联聚乙烯电力电缆水树枝缺陷在线监测系统的研制.docVIP

高压交联聚乙烯电力电缆水树枝缺陷在线监测系统的研制 第27卷/2007年第6期湖南电力研究与试验 高压交联聚乙烯电力电缆水树枝缺陷 在线监测系统的研制 方针,陆佳政,张红先,李波,金园 (1.湖南省电力公司试验研究院,湖南长沙410007;2.湖南省长沙电业局,湖南长沙410015) 摘要:文中提出非谐振叠加的方法,实现了电力电缆的在线监测.该方法通过在 电缆的绝缘层上叠加1个101Hz的交流信号,再检测电缆绝缘屏蔽层上1Hz的特征信号. 现场应用表明,系统分析诊断正确,运行稳定可靠. 关键词:交联聚乙烯;电力电缆;在线监测 中图分类号:TM247;TM863文献标识码:A文章编号:1008—0198(2007)06—0001—03 ResearchanddevelopmentofHVXLPEcablewater—tree faulton—linemonitoring FANGZhen,LUJia—zheng,ZHANGHong—Man,LIBo,JINYuan (1.HunanElectricPowerTestamp;ResearchInstitute,Changsha410007,China;2.ChangshaElectric PowerBureau,Changsha410015,China) Abstract:Anon梤esonantsuperpositionmethodwaspresentedtorealizepowercableon條inemonitoring.A101HzAC signalwasaddedontheinsulatorlayerofcablesanda1Hzcharacteristicsignaloninsulatorshieldinglayerwas detected.Practicalapplicationindicatedthatmonitoringsystemwasstableanddiagnosedcorrectly. Keywords:XLPE;powercable;on條inemonitoring 1引言2交联聚乙烯电缆在线监测方法 电力电缆是发,供电网络的纽带和桥梁.其运 行状态监测和故障诊断对于保证供电的可靠性具有 重要意义.但是,由于电力系统庞大,电缆的运行 周期比较长,绝缘老化缓慢,因而电缆的监测和诊 断没有引起人们足够重视.近年来,随着机组容量 的不断加大,城市建设的发展,在一些城市的市区 逐步以敷设取代架空输电线路,这样可以节约线路 走廊,减小占地,不影响城市市容,因此电力电缆 在城网供电中所占的份额加重;同时随着电缆数量 的增多及运行时间的延长,造成绝缘击穿的可能性 增加,甚至引起部分电网系统停电,给国民经济带 来重大的经济损失.电力系统是一个连续运作的系 统,停电检修也给生产和人民群众的生活带来不利 的影响,因此,开展电缆在线监测与故障诊断研究 十分必要. 收稿日期:2007—07一l0 2.1直流分量法.当电缆中有水树枝时,具有整流 作用.电缆在工频电压作用下,由电源线,电缆导 芯,电缆绝缘层和护层,电缆接地线,GPT(接地 保护用电压互感器),电源线构成的回路中会有微弱 的直流电流流过.检测该直流成分即可判别电缆的 绝缘状况,通常认为电流小于1nA时绝缘状况良 好,大于100nA时绝缘不良,当介于两者之间时候 需要加强监测. 2.2直流叠加法.在电缆接地的电缆互感器的中性 点加以直流电源,即将直流电压叠加在电缆绝缘上, 并测量通过电缆绝缘层的微弱直流电流. 2.3介损法.介损法与测量其它容性设备的介损在 线监测系统类似,通过检测绝缘层的泄漏电流,然 后与参考电压信号进行比较,求出介损值.经验表 明,当tan3lt;1时,绝缘状况可以判断为良好,tan3 研究与试验湖南电力第27卷/2007年第6期 在1%～5%时,要加强监测,tan~5%为绝缘不良. 2.4差频法.日本学者研究发现,在同时对含水树 枝XLPE电缆施加2个频率相近或相似呈倍数关系 的正弦电压时,检测回路中会有超低频水树劣化特 征电流信号产生.因此在强工频电场下,叠加100+ △f(几十伏)的正弦电压会在水树枝老化的XIPE电 缆中产生1HZ以下的超低频正弦响应电流信号.合 成超低频频率越小,电流响应幅值越大,这种效应 可作为判别XLPE电缆绝缘水树枝老化状态的依 据.通过获取差频电流的大小,就可以判断出电缆 绝缘中的水树枝劣化程度. 2.5复合判定法.即综合上述几种方法进行诊断. 上述几种监测方法中,直流成分法因直流信号 小容易受现场干扰影响;直流叠加法同样存在难以 检测出微弱的直流信号的问题;介损法也存在受现 场干扰影响的问题;而早期的差频检测法存在差频 信号难以叠加的问题.文中提出了非谐振叠