電力電纜絕緣功能節(jié)能檢測(cè)和辦法

　　電力電纜絕緣功能節(jié)能檢測(cè)和辦法

　　因?yàn)榻宦?lián)聚乙烯電纜絕緣功能好,易于制造和裝置便利,近年得到了迅速的開(kāi)展。隨著城網(wǎng)改造和農(nóng)網(wǎng)改造的實(shí)施,電力電纜的運(yùn)用比重也會(huì)越來(lái)越高,如何維護(hù)運(yùn)用好已有的電力設(shè)備,進(jìn)步供電牢靠性就顯得非常必要,電纜的運(yùn)轉(zhuǎn)情況直接關(guān)系到電力體系的安全運(yùn)轉(zhuǎn)及供電的牢靠性。曩昔,我國(guó)廣泛運(yùn)用的預(yù)防性實(shí)驗(yàn)是選用定期停電進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的辦法,屬于離線(xiàn)節(jié)能檢測(cè)。但是,隨著電力供給的開(kāi)展,這種停電實(shí)驗(yàn)的傳統(tǒng)辦法已愈來(lái)愈不能適應(yīng)電力生產(chǎn)和供給的實(shí)踐需要。因而研討電力電纜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技能,可及時(shí)對(duì)電纜進(jìn)行合理的維護(hù)、檢修及更換,對(duì)確保電纜牢靠運(yùn)轉(zhuǎn)具有重要的含義。近年來(lái)不少研討者提出了一些新的帶電檢查的測(cè)驗(yàn)辦法,這些辦法對(duì)預(yù)先發(fā)現(xiàn)電纜絕緣的下降情況很有效果。

　　1.電力電纜功能不帶電節(jié)能檢測(cè)辦法

　　隨著城市建設(shè)的開(kāi)展,電力電纜在城網(wǎng)供電中所占的份量也越來(lái)越重,在一些城市的市區(qū)逐漸替代架空輸電線(xiàn)路;一起隨著電纜數(shù)量的增多及運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的延伸,電纜的毛病也越來(lái)越頻繁。因?yàn)殡娎|線(xiàn)路的隱蔽性、個(gè)別運(yùn)轉(zhuǎn)單位的運(yùn)轉(zhuǎn)資料不完善以及測(cè)驗(yàn)設(shè)備的局限性等原因,使電纜毛病的查找非常困難[1]。電力電纜毛病按性質(zhì)可分為串聯(lián)(斷線(xiàn))毛病及并聯(lián)(短路)毛病兩種,后者按絕緣外是否有金屬護(hù)套或屏蔽可分為主絕緣毛病(外有金屬屏蔽),外皮(外護(hù)套)毛病(無(wú)金屬屏蔽)的毛病。主絕緣毛病依據(jù)測(cè)驗(yàn)辦法不同,按毛病點(diǎn)的絕緣電阻Rf大小可分為①金屬性短路(低阻)毛病,其中Rf不同儀器及辦法挑選各不同,一般Rf<10Z0(Z0為電纜波阻抗);②高阻毛病;③間歇(閃絡(luò))毛病三種。三者之間沒(méi)有肯定的邊界,主要由現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)辦法區(qū)別,與設(shè)備的容量及內(nèi)阻有關(guān)。近十年來(lái)我國(guó)城市電網(wǎng)很多選用XLPE電力電纜,依據(jù)電纜的毛病,國(guó)內(nèi)外有各種不同的測(cè)驗(yàn)辦法。

　　1.1電橋法及低壓脈沖反射法

　　20世紀(jì)70年代前,世界上廣泛運(yùn)用電橋法及低壓脈沖反射法進(jìn)行電力電纜毛病測(cè)驗(yàn),兩者對(duì)低阻毛病很準(zhǔn)確,但對(duì)高阻毛病不適用,故常常結(jié)合燃燒降阻(燒穿)法,即加大電流將毛病處燒穿使其絕緣電阻下降以達(dá)到能夠運(yùn)用電橋法或低壓脈沖法丈量的目的。燒穿辦法對(duì)電纜主絕緣有不良影響,現(xiàn)已很少運(yùn)用。

　　1.2高壓直流閃測(cè)法和沖擊閃測(cè)法

　　分別測(cè)驗(yàn)間歇毛病及高阻毛病,兩者都均可分為電流閃測(cè)法和電壓閃測(cè)法,取樣參數(shù)不同,各有優(yōu)缺點(diǎn)。電壓取樣法可測(cè)率高,波形清晰易判,盲區(qū)比電流法少一倍,但接線(xiàn)復(fù)雜,分壓過(guò)大時(shí)對(duì)人及儀器有危險(xiǎn)。電流取樣法正好相反,接線(xiàn)簡(jiǎn)略,但波形攪擾大,不易判別盲區(qū)大。兩種辦法目前是國(guó)產(chǎn)高阻毛病測(cè)驗(yàn)儀的干流辦法,主要有西安四方、山東科匯、武漢高壓所等產(chǎn)品。高壓電流、電壓閃測(cè)法基本上處理了電纜高阻毛病問(wèn)題,在我國(guó)電力部門(mén)運(yùn)用非常廣泛,且運(yùn)用非常豐厚經(jīng)驗(yàn),但儀器有盲區(qū),且波形有時(shí)不夠顯著,靠人為判別,有時(shí)未能成功,儀器的精度及差錯(cuò)相對(duì)較大。

　　1.3二次脈沖法

　　這是二十世紀(jì)90年代呈現(xiàn)的測(cè)驗(yàn)技能,因?yàn)榈蛪好}沖準(zhǔn)確易用,結(jié)合高壓發(fā)作器發(fā)射沖擊閃絡(luò)技能,在毛病點(diǎn)起弧的瞬間通過(guò)內(nèi)部裝置觸發(fā)發(fā)射一低壓脈沖,此脈沖在毛病點(diǎn)閃絡(luò)處(電弧的電阻值很低)發(fā)作短路反射,并將波形記憶在儀器中,電弧平息后,重新發(fā)一正常的低壓丈量脈沖到電纜中,此低壓脈沖在毛病處(高阻)沒(méi)有擊穿發(fā)作通路,直接抵達(dá)電纜結(jié)尾,并在電纜結(jié)尾發(fā)作開(kāi)路反射,將兩次低壓脈沖波形進(jìn)行比照,非常簡(jiǎn)略判別毛病點(diǎn)(擊穿點(diǎn))方位。儀器可主動(dòng)匹配,主動(dòng)判別計(jì)算出毛病點(diǎn)距離。二次脈沖法的呈現(xiàn),使得電纜高阻毛病測(cè)驗(yàn)變得非常簡(jiǎn)略,成為最先進(jìn)的測(cè)驗(yàn)辦法。

　　關(guān)于二次脈沖法,不管是奧地利的Baur公司,仍是德國(guó)Seba公司的產(chǎn)品原理是相同的,只是在完成上有差異:前者強(qiáng)調(diào)起弧與觸發(fā)脈沖合作,由內(nèi)部通訊裝置對(duì)沖擊電流進(jìn)行阻尼,一起也增加了沖擊電流的沖擊寬度來(lái)完成;而后者則選用專(zhuān)門(mén)穩(wěn)弧儀,強(qiáng)調(diào)延伸電弧時(shí)間,確保低壓脈沖在起弧期間抵達(dá)。這種辦法與國(guó)內(nèi)生產(chǎn)高壓電流或電壓法測(cè)驗(yàn)儀相比具有以下長(zhǎng)處:

　　①一體化設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)緊湊(compact),只要接入電源,接好地線(xiàn),連接被測(cè)電纜即可進(jìn)行各種測(cè)驗(yàn)辦法的操作,接線(xiàn)簡(jiǎn)略,切換簡(jiǎn)略,安全牢靠。

　　②主動(dòng)化程度高,完成主動(dòng)匹配、主動(dòng)保護(hù)、主動(dòng)判別、主動(dòng)計(jì)算,并能夠進(jìn)行打印或?qū)D形存入軟盤(pán),在計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)剖析。③無(wú)盲區(qū)問(wèn)題:考慮到儀器自身的饋線(xiàn)以及外接的高壓電纜引線(xiàn)長(zhǎng)度,因而進(jìn)行儀器調(diào)試時(shí),引入“tm”測(cè)驗(yàn),首要測(cè)驗(yàn)每種辦法中的脈沖波通過(guò)儀器抵達(dá)引線(xiàn)結(jié)尾所閱歷的時(shí)間“tm”值,并輸入記憶的體系中;測(cè)驗(yàn)電纜時(shí),儀器會(huì)主動(dòng)將原點(diǎn)(起點(diǎn))定在該辦法的“tm”時(shí)間處,因“tm”為定值與波速度挑選無(wú)關(guān),不管波速度選多少,同一種辦法中脈沖在儀器自身及引線(xiàn)所閱歷的時(shí)間“tm”是不變的;所測(cè)波形中tm時(shí)間點(diǎn)即為所測(cè)電纜的始端,因而丈量時(shí)沒(méi)有盲區(qū)的概念。④精度高:選用Baur公司IRG300回波儀采樣頻率已達(dá)200MHz,以波速為=160m/μs計(jì)算,準(zhǔn)確度可達(dá)0.4m。因?yàn)檫@套儀器的主動(dòng)化程度高、準(zhǔn)確,操作簡(jiǎn)略,克服了電流、電壓沖擊法的缺乏,有效處理了高阻毛病測(cè)驗(yàn)的困難,只要波速度挑選正確,丈量結(jié)果非常準(zhǔn)確。

　　2.電力電纜絕緣功能帶電節(jié)能檢測(cè)的辦法

　　現(xiàn)在,國(guó)內(nèi)外廣泛開(kāi)展帶電節(jié)能檢測(cè)辦法的研討,提出了多種辦法。實(shí)踐的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn),大部分電力電纜毛病是由電纜絕緣發(fā)作劣化引起的。引起這種電纜發(fā)作劣化的原因較多(有電劣化、熱劣化、化學(xué)劣化、機(jī)械劣化甚至鼠蟲(chóng)災(zāi)引起的劣化等),但最主要仍是電劣化。其主要劣化形狀為:①局部放電電劣化;②電樹(shù)枝劣化;③水樹(shù)枝劣化。研討表明33kV以下的固體絕緣電纜中,引起絕緣劣化的主要是水樹(shù)枝劣化。但不管哪種劣化都可能造成絕緣電阻的下降,泄漏電流的增加及介質(zhì)損耗tgδ變大等現(xiàn)象。使得在作業(yè)電壓下溝通丟失電流變大,使得流過(guò)絕緣的電流中所含的直流重量增大。因而,能夠通過(guò)對(duì)電纜絕緣的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)來(lái)測(cè)定劣化信號(hào),判定電纜絕緣是否能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。電纜絕緣的劣化信號(hào)一般來(lái)說(shuō)極其微小,如因樹(shù)枝狀劣化發(fā)作的直流重量電流為nA級(jí),最大的也只不過(guò)為μA級(jí)。因而,國(guó)外在對(duì)高分子絕緣材料劣化的基礎(chǔ)物理過(guò)程進(jìn)行很多研討的基礎(chǔ)上,針對(duì)劣化信號(hào),研討并采取了相應(yīng)的監(jiān)測(cè)辦法。電纜絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的辦法有很多種,如直流電流法,直流電壓迭加法,溝通電壓迭加法,低頻溝通迭加法等等。

　　2.1直流電流法

　　電纜在溝通電壓效果下,若發(fā)作水樹(shù)枝劣化,則電流中含有直流成分,且樹(shù)枝劣化長(zhǎng)度與直流重量電流存在一定關(guān)系,故研討選用直流電流重量監(jiān)測(cè)法。但因?yàn)橹绷髦亓侩娏鳂O小(一般為nA級(jí)),因而簡(jiǎn)略遭到雜散電流的攪擾。且在電纜端部表面泄露電阻因脹污或因雨而下降時(shí),丈量差錯(cuò)很大,故此必須要清拭端部且要在天氣晴好時(shí)丈量,所以這種辦法的運(yùn)用遭到很大的限制。

　　2.2直流電壓迭加法

　　針對(duì)電纜中水樹(shù)枝長(zhǎng)度與絕緣電阻的關(guān)系,研討了直流電壓迭加法。直流電壓迭加法因散雜電流的變化或端部表面泄露電阻變低而發(fā)作較大的丈量差錯(cuò)。且直流電壓是經(jīng)中性點(diǎn)接地的電壓互感器旋加于電纜的,若互感器中長(zhǎng)期流過(guò)直流電源會(huì)發(fā)作磁飽滿(mǎn)現(xiàn)象而發(fā)作零序電壓,可能使變電所內(nèi)繼電器誤動(dòng)作。

　　2.3低頻溝通迭加法

　　針對(duì)電纜中水樹(shù)枝長(zhǎng)度與絕緣電阻的關(guān)系,研討了低頻溝通迭加法。低頻溝通迭加法是一種較好的辦法,所監(jiān)測(cè)的溝通丟失電流在原理上隨著劣化的開(kāi)展而變大的。但在運(yùn)用中應(yīng)認(rèn)真承認(rèn)電纜端部的作業(yè)狀況,例如為調(diào)整端部電場(chǎng)分布而裝有應(yīng)力環(huán)時(shí),即使電纜絕緣良好,溝通丟失電流也較大,那么僅依據(jù)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的信號(hào),就可能作出”絕緣不良”的誤判別。

　　2.4溝通電壓迭加法

　　溝通電壓迭加法的丈量原理是:在電纜的屏蔽層上迭加101Hz(即2倍工頻+1Hz)的溝通電壓,監(jiān)測(cè)樹(shù)枝劣化而發(fā)作1Hz的劣化信號(hào)。因?yàn)闃?shù)枝劣化的電纜上迭加工頻+約1Hz電壓時(shí),被測(cè)的劣化信號(hào)最大,可選用這種辦法節(jié)能檢測(cè)出1Hz的劣化信號(hào)的強(qiáng)弱來(lái)判別電纜劣化的程度。這種監(jiān)測(cè)辦法的長(zhǎng)處是:①可從電纜接地線(xiàn)處迭加電壓,測(cè)定簡(jiǎn)略便利,不只可作為在線(xiàn)監(jiān)測(cè),也可作帶電監(jiān)測(cè),用一套設(shè)備監(jiān)測(cè)多條電纜;②因迭加電壓節(jié)能檢測(cè)的是已知劣化信號(hào),即1Hz信號(hào),故節(jié)能檢測(cè)精度高,抗攪擾能力強(qiáng);③受鎧裝絕緣電阻及端部污損等要素影響較小。

　　3.定論

　　通過(guò)以上的剖析比較,我們能夠發(fā)現(xiàn)在不帶電節(jié)能檢測(cè)辦法中,二次脈沖法是一種比較好的辦法,在帶電節(jié)能檢測(cè)的辦法中,溝通電壓迭加法是目前比較好的一種辦法。盡管帶電節(jié)能檢測(cè)的辦法還不很成熟,比如對(duì)絕緣劣化程度的判別等方面,還需要做很多的研討作業(yè),但是這是電力電纜節(jié)能檢測(cè)的一種開(kāi)展方向。