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电缆局部放电研究背景、应用需求及意义
点击次数:1127 发布时间:2018-07-02

由于电缆敷设于地下,可充分利用土地资源,且不影响美观、不易被外力破坏,因而电力电缆在城市电网中得到了广泛的应用。城市中电缆覆盖率越来越高,如珠三角城市电缆化率超过90%。据不完全统计,已投入运行的35kV及以下电压等级多达50万公里之多,且大部分为交联聚乙烯(XLPE)三芯电缆。

 

XLPE电力电缆一般敷设在电缆沟或直埋于地下,其寿命受敷设环境及使用状态的影响较大,一般认为其寿命在20年至30年之间。在经济发达的沿海地区,如长三角、珠三角等地,近几年因绝缘损坏导致的电缆故障时有发生,严重影响供电可靠性。究其原因是因为这些地区的电缆运行环境恶劣,电缆线路负荷一般较重,长期受高温、高电压、潮湿等作用,并且目前电缆附件的制作及安装过程存在较多问题。电缆由于敷设于地下,带来了很多好处,但同时也带来了一些不变,如发生故障后,对于故障的寻找极为困难,需要浪费大量的人力及物力,对供电可靠性造成极大的冲击,并带来难以估计的社会影响和经济损失。因而为提高直接面对用户的中压电缆运行的可靠性,如何快速有效地通过各种检测手段判断电缆绝缘的劣化状态有着重要的现实意义。

 

出厂试验合格的电缆在搬运及运输、现场敷设、电缆终端及中间接头的安装与制作过程、以及运行中,均可能因各种原因而形成缺陷。目前,除出厂耐压试验外,电力电缆状态的检测方有:PD检测、介质损耗因素检测、接地电流测量、绝缘电阻和泄漏电流检测、运行温度监测及检测、电缆绝缘水树监测的直流法等。大量试验研究表明:绝缘状态通过常规的非破坏性试验参数都不能很好的反映,而PD或与PD有关的参量对于电缆绝缘老化状态有着很好的指示作用。IEC , CIGRE等国际机构认为电缆的PD量与电缆绝缘状况密切相关,是判断电缆绝缘品质的直观、理想、有效的方法,并推荐PD检测作为XLPE电缆绝缘状况评价的zui佳方法。

 

随着经济的发展和高温天气的持续,电网负荷持续攀升,2011年6月21口广东电网统调负荷创下历史新高,同比增长超过10%。东莞地处珠三角,经济发达,中压电缆线路负荷重。直接面对用户的中压电缆一旦发生故障,将中断供电,影响人民群众生活,造成不良影响。因而如何快速有效地通过各种检测手段判断电缆绝缘的劣化状态有着重要的现实意义。虽然PD的检测和评价是绝缘状态监测的重要手段,且已广泛应用于各类电气设备的绝缘状态检测与监测中,但国内对中压电缆PD的测量主要还采用离线式,其测量需要停电数小时,且需要打开连接,在目前用电可靠性要求越来越高的情况下,难以实现对直接面对用户的中压电缆一年一检或者定期巡检。随着供电可靠性要求的提高及相关检测技术的发展,在线检测及在线监测成为绝缘检测的发展方向。为减小直接面对用户的中压电缆的停电时间,提高供电可靠性,保证用户正常供电,有必要开展中压电缆在线PD检测相关技术研究,以适应PD检测策略从离线检测为主逐步向在线检测为主、离线试验为辅的监督模式。

 

现阶段电缆PD在线检测的重点和技术难点主要集中在两个方面:一是所检测到信号的的干扰噪声抑制问题,二是信号所属缺陷类别的识别问题。在线检测中,电气设备处于带电运行状态,现场电磁干扰严重;而绝缘缺陷产生的PD信号通常非常微弱,容易淹没于严重的背景噪声中。随着数字信号处理技术的不断进步,PD检测抗干扰技术已经有了很大提高,但随着科技的发展,PD检测现场的电磁干扰也愈发严重,因此干扰的抑制是PD在线检测的关键问题也是一大热点、难点问题。模式识别是噪声去除之后的另一大难点问题。目前,PD检测的状态诊断还是以闽值分析为主,其主要思想是放电量达到某一闽值时发出警告信号,并判断该电缆处于正常或异常状态,但检测到的放电脉冲可能来自电缆本体、电缆终端头、也可能来自与其连接的其他设备(如开关柜等)。由于不同来源的PD信号,对设备的危害不同,其判断标准也有所不同,所以对信号的识别亦显得十分重要,是目前电缆PD在线检测的另一个研究重点。

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