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电缆局放

电缆局放 ?电力电﹣缆局部放电在线检测技术摘要:本文简要介绍了电力电缆局部放电在线检测技术%,根?据放电脉≥冲…

电缆局放

?电力电﹣缆局部放电在线检测技术

摘要:本文简要介绍了电力电缆局部放电在线检测技术%,根?据放电脉≥冲÷的波形特征有效mol识别?电缆局放信号,利用放电电流计算放电量。阐述£了电缆局部放电点的双?端定位方法,使用同步收发仪检测微小的局放脉冲信号,进行放大处理,再注入到被测电缆中,解决电缆局放点难于定位的问题。引入英国电缆局放在线检测及定位的实例及经验,供使用??单位参考。

关键词:局部放电 在线/检测 ?定位 同?步收?发仪?

0 引言

电气设备检修技术的㈱发展?大致可以分№为三个阶段,即故障检修、定期检修、状态检修。状态检修是以可靠性为中心的检修,并逐步取电缆局放代以往的定期预防性检修,∞它是根据设备的1状态而执?行的预防性作业。状态检修通过对设?备关键参数的测量来识别其已有的或潜在的劣化迹象,可在设备不停运的情况下?对其进行状态评估。这种策略不必对设备进行定期大修?,提高了检修的针对性和有﹢效?性,能发现问题于萌?芽状态,有效延长设备的㎞使用寿命,合理降低设备运行维护费用。目前,避雷器全电流和阻性电流的检测♂技?术、容性?设备介损和电容量∑?的检测技术、变压器本体油中溶解气体、局部放电的监测技*术以及输 电线路的红外检测技?术使用相对?较为广泛。随着⌒电力电缆在城市电网建?设中的普?遍应用,对提高电力电缆检测¢手段的需求日益迫≯?切,尤其是在线检测。


1电力电缆?局部放电量的?在线测量


局部放电检测越来越′被看作是一种最有效的绝缘诊断方法,在线检测应用中更是如此,?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,这是电缆的浪涌阻抗,在开始时<是纯阻性的。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?冲从产生的位置向外传播,由于在电缆中传播时的衰减和散射,±当到达测量点时,?脉宽增加,幅?值减㎏小。一般情况下,在测量时能检测到比较好的脉冲波形,其保留了很多与源波形相同的特性。图1显示了一¥段典?型的电缆局放脉冲波形,其上升?时间§以及∣脉冲特性可以通过计算机生成的光标测量。

图1 电缆?中的局部放电脉冲波形(显示了计∩算机生成的光标)

如果上升时?间和脉冲宽度在电缆局部放电脉≤冲的通常范围内,那么就可㏕以ml把该脉冲看成是电缆局部放℉〒电。一般来说,电缆局部放电的上升时间在50ns到?1s之间,而脉宽小于2∴?s。实际上,对于?交联聚乙烯(XLPE)电缆来⊙说?,其对应值会比这小?些。这是由于XLPE电缆的损?耗和℡散﹢射比较≠小的缘故。脉冲的上升时间和脉宽取决于电缆端部的脉冲波形,也取决于检测电路。然而,这种使?用上升时间和脉冲宽度来检测脉冲位置的简单方法并不非常适用。由于检测电路的不确定性,同样使得上∵升时间和脉∷冲宽度$随之变化,例如当其包含一个大电感时,脉冲的上升时2间就会迟缓??,并且脉冲?宽度也会变大。然而,在脉冲的?起始?位置,上升?时间却是一个很有价值的特征=量。对于利用高频电流传感器( ?HFCT)的在线>局部放电检测,∮其检测电路通常有较大的?带宽(>20MHz?),这种简单的定位方法还是能得到较为满意的测量结果的。

图2高频m电流传感器检测33kV电缆局部放电(箭头所指为≮高频电流传感器)

图2所示为用于33kV XLPE电缆检测的电流传感器,传感器可以夹绕在接地线之㏒上的每个线芯上,﹣也∨可﹥以将电流传%感?器夹绕?在接地线上。局部放电脉冲沿电缆传≦至终端,在导体上·¥它们的≒极性相同?,在屏蔽上相反3,关?键的问?题是能在接地∠线或导体电流两者μ?之间截取其中一个。实际上,这两个信号很?相似,但?它们在两√个测量点㎜之间的噪音成分却有所?不同£。

图?3 电缆脉⊥冲上升时间分布?
图3所示≌为33kV纸绝缘电缆的在线检测结果,3从图中我们可以㎎看到,电缆的主要上升时间集中在200ns?附近。被测电缆长度为?2k?m左右,所有脉冲全部取自于1600m处的一个中间接头。从图中显示的电缆上?升时间的分布情况看,各?上?升时间之间还存℃在着宽度不等的∥空白区℅。≧理论上,可根?据㎝图3画?出上??升时?间的曲线??图,纵坐标以米为¬单位,假?定局部放电??脉冲上升?时间和脉冲在电缆中的传播?距?离之间存在函数关?系⊿。实?际上,这种关≈系也是比较容×易建??立的,它取决于电缆的类型,而问∧题的关键就在于电缆终端的¤测量?电路的阻抗是不确定的。如前◎面所述,⊕当检测电路的阻抗中含有大﹤的感抗时,脉冲?的上升?时间主要∽取决于检测电路?的阻抗而不是局部放电脉冲的传播距离。在这种情?况下,脉冲上升时间和传播距离之间的∷关系就无‰法建立。
利用局部放电脉冲波形检测局放的最大优势就在于:可?以几乎不?用考虑因脉冲在电㏑缆中传?播∪的衰减而造成的测量误差,尤″其是?对于衰减很大的纸绝‖缘电缆。局∶部放电脉冲在?电缆上传播一段?距离以后幅值很快@就会衰减1*0到?20倍∏。如果脉冲o峰值衰减到原来的1/20,那么离+♀测量?点比较远的局部放电事件就会显得很微弱,难以=发现。利用放电脉冲波形,测量局部放电电流下的面积,就可?以对幅值进行测??量,并且它受信号衰减的影响小得多,放电量则可通过放电∫㎡电流的积分求得,如下式:

式°中的“×co㏄nst”是?电流转换为电压的系数。此式≡已考虑了?电∈流互感器的传输阻抗?,电缆阻抗以及放?大器增益等因素m。※通过这种方法测量放电量?以后,?乘以一个修正因数并假设检测阻抗为电缆的浪
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