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应用多传感器的电缆绝缘监测新方法,简单又省钱

发布来源:天津德芃科技集团有限公司  发布日期: 2022-04-28  访问量:53

针对交叉互联聚乙烯长电缆绝缘故障位置监测难度大的问题,福州大学电气工程与自动化学院研究人员叶永市、林瑞泉、龚林发在2020年第三期《电气技术》杂志上器的交叉互联电缆绝缘监测方法。研究结果表明,长电缆局部绝缘故障监测与理论分析一致,验证了该方法的可行性。

电力电缆正朝着高压和长距离发展,人们的用电量也在上升,这增加了电缆线路的负载压力,给电缆带来了安全风险。特别是早期敷设的电缆,由于电缆老化或外部电、热、化学腐蚀或敷设过程中摩擦挤压损坏,导致电缆绝缘层损失,甚至绝缘层突破,容易造成严重的电力事故。因此,确保电缆的安全可靠运行对电力输电系统具有重要意义。

当高压单芯电缆通过交流电时,周围会产生变化的磁场,磁线与金属护套连接,产生感应电压。根据安全规定,水敷设需要两端接地;一端直接接地,另一端保护接地。电缆长度超过1000m的电缆,多采用金属护套交叉互联接地,以消除或降低感应电压的影响。

一些学者建议使用电力电缆多传感器联合监控来确定电缆局部劣化的一般位置,但它只针对短距离单端接地,而不讨论长距离金属护套的交叉互联。一些学者建议使用双电流互感器来测量电缆的第一端和最后两端电流差(current transformer,CT)该方法通过间接测量泄漏的电流值来判断整个电缆的绝缘损失,但没有判断交叉互联网电缆的局部劣化。一些学者提出了基于接地的电流方法,将接地线上收集的电流数据传输到后端计算机进行处理和诊断,并通过处理后的数据来判断电缆的绝缘状态,但该方法只对短距离高压电缆有效。因为交叉互联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电缆接地复杂,很难监测流经金属保护层的电流,因此无法判断XLPE电缆局部绝缘故障。鉴于上述情况,福州大学电气工程与自动化学院的研究人员用三相电缆排列220kV以电压为例:首先,电流传感器安装在电缆芯的头部和末端,通过两端电流差判断整个电缆的绝缘故障;然后在确认整个电缆绝缘故障的基础上,观察交叉互联电流的变化,判断交叉互联电缆故障的局部位置;最后根据三相电缆的特点和电缆绝缘故障的结果,建立交叉互联聚乙烯电缆的模拟模型,验证局部绝缘故障。

图1

多传感器监控系统主要由采集单元、传输单元和信息管理单元组成。采集单元将电流传感器现场采集的电流信号转换为模拟信号,然后通过滤波处理GPRS传输给计算机,计算机根据相应的公式和推导得到电缆故障的局部位置。

图3 模拟模型图

研究人员最后得出具体结论如下。

1)电缆绝缘故障的局部位置可电缆绝缘故障的局部位置可以通过交叉互联箱上电流传感器采集的值的大小变化来确定。2模拟电流波形图中可以看出:①当电缆无绝缘故障时,金属护套上的电流很小,对电缆安全影响不大;②当电缆部分出现故障时,电容器增加,电容器充电,金属护套主要是容性电流。该方法是双重的CT在法律改进的基础上,简单易行,节约成本,为高压电缆绝缘故障监测提供了技术依据。


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