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電力電纜護層電流在線監測技術

電纜環流監測裝置 2019-12-11 技術論文 562 ℃ 0 評論

摘 要: 本文介紹了高壓電力電纜護層的常見故障類型及原因, 分析了在線監測原理, 并闡述了脈沖監測法、電橋監測法、局部放電監測法、溫度監測法和接地電流監測法的實現機理和監測過程。何 杰,李 孝,阮昱川,解 輯,李 達(云南電網公司玉溪供電局, 云南玉溪653100)關鍵詞: 護層電流; 電力電纜; 在線監測
0 引言
為了保障高壓電力電纜的正常使用, 工作人員應該在故障電纜的監測過程中采取科學的方法, 加強對電纜運行的巡檢工作, 發現故障問題及時解決, 并制定電纜維護措施以延長電纜的使用壽命, 另外, 還需做好日常的維護工作。
1 高壓電力電纜護層電流故障原因及類型
1 .1 主要故障原因
(1 )運行環境差。引起高壓電力電纜護層故障最常見的因素就是電纜的運行環境不理想。在電流熱效應的作用下, 長時間超負荷運行的電纜會出現芯線溫度快速提升的狀況。較高的溫度會導致暴露在空氣中的絕緣棉老化, 絕緣性能下降, 最終引起絕緣擊穿。
(2 )電纜規格型號選購有誤。在設計之初, 未充分考慮到電纜敷設區域內全年氣候的季節性變化, 或未充分預想到近年來厄爾尼諾等極端天氣的負面影響, 導致高壓電力電纜規格型號選擇存在一定的偏差。在復雜濕熱環境的作用下, 低規格的電纜絕緣屏蔽層的厚度、絕緣層雜質含量、絕緣材料均勻程度等指標難以滿足實際工作環境的要求, 容易受潮, 絕緣性能下降, 輕則導致擊穿事故, 重則危及生命。
(3 )未按操作規程施工。安裝高壓電纜有著嚴格的操作規程。但是, 在實際施工過程中, 往往因施工人員認識不到位, 以及技術水平、責任意識等多方面因素, 出現電力電纜護層破損、接頭松動等問題。

1 .2 常見故障類型
故障類型與故障原因息息相關, 故障原因的多樣性導致故障類型也多種多樣。一般情況下, 高壓電力電纜護層故障分為以下三種常見類型。
(1 )網絡故障。網絡故障主要是由超負荷持續運行工作環境引起的。在這種工作環境下, 高壓電力電纜護層的絕緣性能會逐漸下降, 最終因電力擊穿而導致網絡故障。
(2 )斷線故障。在外界力量、電纜老化、空氣侵蝕、施工安裝不規范、接頭松動等因素的作用下高壓電力電纜全斷, 進而引發斷線故障。
(3 )交叉互聯箱進水故障。在雨季, 充沛的雨水容易在箱體表面引發漏損, 進而導致電纜護層交叉互聯箱進水, 進入的污水會引起電纜護層電流短路。
此外, 由于高壓電力電纜敷設環境復雜, 發生故障往往是各類故障原因長期作用的結果, 因此, 還存在多種故障并發的可能性。

2 高壓電力電纜護層電流在線監測系統原理一般情況下, 如果高壓電力電纜超過一定的長度, 其內部產生的護層感應電流或電容電流對電網安全的負面影響就會顯著加劇。為了抵消這類負面影響, 在實際工作中, 往往采取電力電纜金屬護層交叉互聯的方式來應對。護層電流在線監測系統一般是由溫控監測裝置、護層電流傳感器裝置、計算模塊等設備組成。其中, 溫控監測裝置被安裝在監測電纜護層的各個關鍵位置; 護層電流傳感器裝置一般安放在交叉互聯接地箱中, 并呈現為鉗子形狀, 負責收集護層電流信息; 計算模塊是在線監測系統的核心, 負責接收并處理傳感器的各類監測數據, 對比高壓電力電纜溫度變化情況, 找出與正常電流差異較大的異常數據, 采用相關算法匹配故障類型, 并判斷故障發生的準確地點。

3 高壓電力電纜護層電流在線監測方法
3 .1 脈沖監測法
脈沖監測法的實用價值比較高, 應用也比較普遍, 是一類較為常見的在線監測高壓電力電纜護層電流的方法。脈沖信號從脈沖發生器內產生, 并在高壓電力電纜金屬護層中傳播。如果高壓電力電纜存在異常狀態的故障點, 故障點的波阻會發生變化。由脈沖信號反射原理可知, 脈沖信號在金屬護層會產生反射, 并被示波器截獲。計算模塊計算故障點發生位置的主要參數是, 示波器截獲的反射回來的脈沖信號的傳播時長和脈沖信號在正常電纜中的傳播速度。在判斷故障類型的時候, 采用脈沖監測法需要排除短路接地的影響。此外, 采用脈沖監測法還需要綜合考慮電纜接頭和金屬管道產生的反射回來的脈沖信號的干擾。因此, 不能簡單地認為只要有反射脈沖信號就一定會有故障點, 還需要綜合采用其它監測方法輔助判斷。

3 .2 溫度監測法
溫度監測能有效獲得電纜絕緣的狀況, 在電纜還沒有出現故障前就能計算線路負載, 據此對高壓地下電纜進行監視, 采用光時域反射及拉曼散射原理, 可避免環境復雜因素的影響, 能夠實現多點故障排查、測量。

3 .3 局部放電監測法
局部放電監測法是一類操作相對便捷的監測方法, 其核心工作原理是根據放電信號在絕緣介質中的頻率變化來監測高壓電力電纜護層電流異常問題。具體實施過程: 在電纜絕緣體上開一個微孔; 借助微孔完成信號放電過程;監測放電信號頻率的變化(在高頻信號頻率超過300 kHz的情況下, 難以直接測量信號頻率, 可以采取電纜外屏蔽接地處高頻電流互感器耦合的間接測量方法) ; 結合電纜絕緣體相關參數計算故障特征值。

3 .4 接地電流監測法
磁力線鉸鏈現象是困擾單芯電纜接地電流監測的常見因素。金屬護層和線芯在單芯電纜中容易產生感應電壓,為了防止感應電壓造成影響, 接地電流監測法應運而生。該方法是利用接地電流進行護層的故障診斷。在感應電壓的作用下, 單芯電纜的金屬護層中產生護層環流, 接地電流監測法就是利用測得的環流電流數值來判斷護層回路中產生的故障。

3 .5 電橋監測法
電橋監測法需要有三個前提假設條件: 電纜介質分布均勻; 待測高壓電力電纜線路滿足惠斯登電橋的運行要求; 高壓電力電纜的長度與電纜芯電阻具有較為顯著的正比例關系。電橋監測法的主要理論依據是惠斯登電橋的相關原理, 把電纜短路接地故障點側環線電阻引到電橋回路中測量比值, 并利用雙臂電橋監測高壓電力電纜線路電阻值。在發生短路接地故障時, 電橋監測法測得的不同電阻值可以用來區分不同的短路接地成因, 并結合測量比值確定故障點位置。利用電橋監測法能夠較為準確地判斷電纜單相接地、相間短路和短路接地等故障類型, 還可以準確計算出故障點的距離。

4 結語
在實際的高壓電力電纜護層電流在線監測工作中, 要注重方法選擇的科學性, 需要全面考量各種可能存在的故障原因, 綜合使用相關在線監測方法。
參考文獻
[1]陳貴,張弢,周文斌,等.基于電力電纜安全性的防火工藝應用與探討[J] .電工技術, 2018(6) :39-40 .
[2]耿玲,陸辰緣,楊啟明,等.配網電力電纜故障監測技術的研究[J] .自動化應用, 2017(12) :75-76 , 103 .
[3]徐翠萍.在線監測技術在電網中的應用[J] .自動化應用,2017(12) :161-162 .
[4]黃川就.基于TMS320F2812 DSP 的高壓電力電纜溫度監測系統的硬件設計[J] .自動化應用,2015(01) :54-55 .

本文標簽:環流監測環流監測技術規范

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