阻尼振荡波下检测XLPE电缆局部放电和耐压与工频的等效性综述

近年来中低压交联聚乙烯(XLPE)电缆的现场局部放电检测技术在国际上得到了快速发展。其中阻尼振荡波下测量电缆的局部放电在中国的电力运行部门得到广泛应用。笔者简述了该方法的测试原理与优缺点,综述了对不同频率振荡波的耐压与局部放电的测试效果及振荡波电压与工频电压下的耐压和局部放电测试结果的等效性以及其对电缆损害的可能性。     

电力电缆局部放电全过程检测系统

指出局部放电离线检测和在线检测两种方式各具优劣,采用离线和在线局部放电检测互相补充、结合使用的方法,实现电缆绝缘状况的全过程检测,阐述将交流谐振耐压试验技术与局部放电测量、定位和诊断技术相结合,检测电力电缆局部放电水平的方法,并对绝缘薄弱处进行定位,通过实际测试表明对电力电缆的状态检测取得了良好的应用效果。     

交联聚乙烯电缆可分离连接器对振荡波局部放电测试的影响

电缆可分离连接器广泛应用在35 kV及以下的中压配电网。为了明确可分离连接器对电缆振荡波局部放电测量的影响,更有效地检测和分析交联聚乙烯(Cross-Linked Polyethylene,XLPE)电缆的绝缘状况,针对试验接线时是否需要拆卸可分离连接器进行研究。在介绍测量原理和试验步骤后,分析了3种涉及电缆可分离连接器的现场处理方式,并使用故障电缆的实测数据进行验证。结果表明,可分离连接器只影响电缆首末终端的局部放电结果,拆除连接器有可能诱发应力锥错位,如不拆除则需关注接线端子延长杆与插拔头主体外表面的绝缘。为了更好检测绝缘状态,把电缆及终端附件当成一个系统看待是一种更加合理的试验选择,而且还能避免多次拆装造成应力锥错位的风险。所得结果可为试验指引和标准的修订提供依据。     

基于振荡波局部放电检测的电力电缆绝缘老化状态评价与故障定位

随着我国社会发展进步,电缆线路的铺设速度愈发加快.交联聚乙烯电缆凭借其优良的运行性能,在国内广泛铺设,但囿于复杂的运行环境,电缆常因此受到不同程度的绝缘老化.目前,在高压交联电缆线路现场试验和状态检测中,阻尼振荡波电压下的局部放电实验还未有重大突破,缺乏相关的实验数据.文中介绍了振荡波局部放电实验的原理及其实验装置,并对通过对比分析三条绝缘老化程度差异明显、在电缆接头与终端分别出现绝缘缺陷的电力电缆,得到了绝缘老化程度与电缆局部放电参数(放电起始电压、放电电量等)之间的相对关系.凭借局部放电定位的手段,进行了电缆绝缘老化故障的位置分析,并证明了阻尼振荡波电压下的局部放电实验的优良性与适用性.     

振荡电压下电缆典型缺陷局部放电的统计特征及定位研究

振荡波检测技术在近似于工频的阻尼振荡电压作用下检测电缆绝缘缺陷处的局部放电,具有检测结果可标定、对电缆绝缘无损伤、特别适合现场测试等优点.为研究阻尼振荡电压作用下电缆缺陷局部放电的统计特征,文中在10kV电缆上预设了中间接头导体接管处错缠绝缘胶带、端部针尖、本体外半导电层破损、端部悬浮共计4类典型缺陷,采用自主研发的振荡波测试系统试验测量了预设缺陷的局部放电信号,应用振荡电压相位分析方法,分析了4类典型缺陷局部放电在不同严重程度时的相位统计特征.分析结果表明:4类预设缺陷的定位误差不大于10 cm;中间接头导体接管外错用绝缘胶带产生的局部放电信号呈三角形稀疏分布在振荡电压的20°～70°、200°～280° 2个相位区间;端部针尖缺陷产生的局部放电信号呈矩形密集分布在振荡电压的20°～110°、200°～280° 2个相位区间;外半导电层破损缺陷产生的局部放电信号呈三角形集中分布在振荡电压的180°～280°相位区间;端部悬浮缺陷产生的局部放电信号呈矩形集中分布在振荡电压的200°～300°相位区间.预设缺陷局部放电的相位谱图存在明显的特征差异,为进一步研究阻尼振荡电压作用下电缆局部放电的模式识别和放电严重程度奠定了基础.     

10 kV交联聚乙烯电缆接头微小缺陷时电气性能分析

对10 kV交联聚乙烯电缆接头制作过程中存在微小缺陷时的电气性能进行分析。人为制作了电缆接头绝缘层划痕、半导电层剥离尺寸不对、绝缘层有杂质这3种易在电缆接头制作过程中产生的缺陷,开展了绝缘电阻测试、直流耐压测试、工频交流耐压测试、雷电冲击测试和局部放电测试,并同完好电缆接头进行试验结果比对,得出只有局部放电测试能检测出缺陷电缆接头,其余试验均通过,对于电缆接头试验具有重要的参考意义。     

10kV交联电缆绝缘状态检测及综合诊断试验的应用

文章采用阻尼振荡波(OWTS)测试技术与超低频(VLF-Tan Delta)测试技术检测10kV交联电缆,对电缆局部放电点进行定位,对其运行状态作出准确评价与诊断,并在消除缺陷后复测,对消缺效果的评估发挥了积极作用,显著提高了电缆绝缘缺陷的有效检测和运行状态的准确评价。     

气体绝缘组合电器绝缘现场试验

阐述了进行气体绝缘组合电器(GIS)现场交流耐压试验的基本方法,并对局部放电检测诊断内部绝缘的方法进行了讨论。综合分析GIS现场绝缘试验的有效性和存在问题,指出交流耐压试验配合灵敏的局部放电测量是有效的现场试验方法。选择可行的局部放电在线监测系统,还可以实现实时掌握绝缘运行状态。     

交联聚乙烯电缆及其现场交流耐压试验

影响交联聚乙烯电缆运行中绝缘的主要因素是电、水树枝放电现象,直流耐压试验不能有效地发现交联电缆的绝缘缺陷,而交流耐压试验由于试验状况接近电缆的运行工况,更能反映电缆绝缘情况,及时发现绝缘中的缺陷。     

0.1Hz和50Hz电压下XLPE电缆局部放电比对试验

试验研究和应用研究结果证实,局部放电试验能够及时地发现电力电缆绝缘缺陷,推荐作为电力电缆绝缘品质现场或在线评价的必要手段。受现场试验设备的容量、体积和质量限制,超低频(VLF)电压下的局部放电试验、振荡波(OW)电压下的局部放电试验和工频电压下的局部放电试验在电缆线路的实际工程应用中同存并举,运行管理部门可根据实际情况合理选取。但是,由于3种试验电压下的局部放电起始电压和熄灭电压以及放电量存在数值上的差异,其表征的绝缘缺陷特征直接影响到有效地发现绝缘缺陷的概率。时至今日,人们对电力电缆线路在VLF电压下的局部放电量如何等效到工频电压下的局部放电量,仍然存在较大的分歧,试验的有效性和等效性尚在探讨之中。为此,结合现场试验和试验室试验研究积累的试验数据,采用数理统计分析的方法,比对、分析和讨论VLF(0.1Hz)电压下局部放电试验与工频(50Hz)电压下局部放电试验之间的等效关系,研究VLF(0.1Hz)电压下局部放电试验有效性和判据。研究结果表明:VLF(0.1Hz)电压下电缆试品的局部放电起始电压值和熄灭电压值与工频(50Hz)电压下电缆试品的局部放电起始电压值和熄灭电压值之差值约为-31%～69%;槡3U0的VLF(0.1Hz)电压下电缆试品的局部放电量均小于槡3U0的工频(50Hz)电压下电缆试品的局部放电量;两种电压下的局部放电量之间的数值差异与绝缘缺陷的类型密切相关。     

110kV电缆振荡波局部放电模拟试验分析

为验证110 kV高压电缆振荡波局部放电试验技术检测电缆绝缘潜在性缺陷的有效性,以及积累该项试验技术现场应用经验,在高压大厅进行了110 kV电缆终端及中间接头放电仿真模型局部放电振荡波模拟试验,并进行该项技术对试验电缆破坏性的比对研究。试验表明高压电缆振荡波局部放电试验技术可检测并定位电缆终端较明显的局部放电缺陷,但对于半导电尖端较小的模拟缺陷,则无法检测到局部放电。     

基于罗氏线圈的架空绝缘电缆局部放电在线检测标定方法

现一般采用局部放电检测对架空绝缘电缆线路进行状态评估,然而架空绝缘电缆线路长度在1.5km 以上,局部放电信号传输到线路检测点时衰减较大,导致线路上缺陷的危险性被低估,影响线路状态评估的准确度.对此,提出了基于罗氏线圈的架空绝缘电缆局部放电在线检测标定方法,建立并验证了局部放电在架空绝缘电缆上的衰减函数,获得准确的局部放电放电量。     

基于LSTM算法的高压交联电缆线路振荡波局部放电检测方法

高压交联电缆线路承担的高电压、大容量电力输送任务存在复杂性。针对线路振荡波局部放电检测准确度较差,难以进行缺陷定位的问题,提出基于长短期记忆（LSTM）网络算法的高压交联电缆线路振荡波局部放电检测方法。应用振荡波电压法搭建高压交联电缆线路振荡波局部放电检测框架。基于小波包分解算法,提取典型局部放电信号特征,通过LSTM网络算法识别与检测振荡波局部放电信号,消除局部放电信号中的噪声。根据原始振荡波与反射振荡波到达测试端的时间差,结合振荡波传播速度,确定高压交联电缆线路缺陷位置,实现电缆线路振荡波的局部放电检测。试验结果表明,所提方法的局部放电信号识别准确度更高,电缆线路缺陷定位更精准,实际应用性能较佳。     

基于罗氏线圈的架空绝缘电缆局部放电在线检测标定方法

现一般采用局部放电检测对架空绝缘电缆线路进行状态评估,然而架空绝缘电缆线路长度在1.5km以上,局部放电信号传输到线路检测点时衰减较大,导致线路上缺陷的危险性被低估,影响线路状态评估的准确度。对此,提出了基于罗氏线圈的架空绝缘电缆局部放电在线检测标定方法,建立并验证了局部放电在架空绝缘电缆上的衰减函数,获得准确的局部放电放电量。     

一起电缆接头缺陷的多维度分析与解体验证

振荡波局部放电检测对电缆中间接头缺陷的检测十分有效。首先,通过一起电缆中间接头缺陷案例,对比了振荡波检测时长电缆首端、中间、末端位置的局放脉冲对的差异,得出了局放点向两个方向传播的脉冲波形幅值不相等的规律。其次,对其中一个中间接头进行了解体分析,发现存在应力锥搭接过盈等严重的施工质量问题,在解体的基础上分析了放电的原因。最后,对比分析振荡波局放检测与工频局放检测的试验结果后发现,此类缺陷,振荡波电压激发的放电次数明显少于工频电压,且在振荡波电压激发下,放电次数会随着振荡波电压的升高而增加,在工频电压激发下,放电量会随着电压的增加而增加。     

电缆终端应力锥错位缺陷对界面温度及应力分布的影响

电缆终端内部缺陷会造成终端内部电场分布不均、局部温度升高与应力分布变化，可能引发局部放电造成绝缘击穿。为研究终端应力锥错位缺陷对电缆界面温度及应力分布的影响，分别建立了电缆终端安装不足与安装过盈情况下的电缆终端错位缺陷模型，并进行电-热-力多物理场耦合仿真分析。结果表明：电缆终端绝缘屏蔽层截断处是电缆终端的薄弱部位，终端界面温度和界面压力都会在绝缘屏蔽层截断处发生突变。当电缆终端存在安装不足缺陷时，终端屏蔽层截断处与应力锥根部之间会出现电场升高区域，在安装位置为-7.5 mm时界面温度最高，绝缘界面压力值升高，且安装位置为-2.5mm时绝缘承受的压力值最大；当电缆终端存在安装过盈缺陷时，绝缘屏蔽层截断处会发生电场畸变，电场突变量随着偏移量的增加而增大，在安装位置为+5.0mm时绝缘界面压力值最大，且界面压力突变量增加发生畸变。因此，在电缆终端实际设计安装与运行维护中，额外注意应力锥错位缺陷对终端内部应力分布的影响十分必要。     

基于EEMD与边际谱能量的电缆局部放电定位方法

振荡波局部放电试验在电缆绝缘缺陷检测中得到了越来越多的研究和应用,但背景噪声干扰和放电脉冲匹配的问题会影响局部放电定位的准确度。为实现振荡波电压下电缆绝缘缺陷的准确定位,提出一种基于集合经验模态分解与Hilbert边际谱能量的局部放电定位方法。首先采用移动窗口阈值法提取出局部放电脉冲信号,采用集合经验模态分解算法对信号进行分解,对得到的各分量进行Hilbert变换获得其边际谱能量值;然后选择不同本征模态函数分量在原始信号边际谱能量值的占比作为特征量,计算信号相似度进行入射脉冲信号和反射脉冲信号的匹配,最终采用时域反射法进行局部放电定位;最后对35 kV电缆进行振荡波耐压试验,对检测到的局部放电信号进行定位计算。结果表明,提出的方法可以在高斯白噪声较强的情况下实现电缆绝缘缺陷定位,定位平均误差可以达到1.15%。     

阻尼振荡波电压下110kV交联电缆绝缘性能检测

目前,在高压交联电缆线路现场试验和状态检测中,阻尼振荡波(DAC)电压下绝缘性能检测的研究与应用在国内仍处于空白,相关经验和数据完全缺失。基于此,开展了DAC电压产生的机理及特性、DAC电压下电缆局部放电检测、放电源定位和介质损耗测量原理研究,介绍了典型高压交联电缆DAC测试系统(OWTS)的功能与组成,并首次在国内尝试DAC电压下现场测试、诊断2条110kV交联电缆线路的绝缘健康状况。研究分析和现场实测证明,用DAC电压代替工频正弦波电压作为试验电压,结合耐压试验、局放检测与定位、介质损耗测量多种绝缘性能检测方法,可有效覆盖线路全长范围内电缆本体及附件,较好地弥补了现有高压交联电缆绝缘性能检测手段存在的局限和不足。     

10.5kV/1.5kA高温超导电缆绝缘设计及加工

正在研制的75m长10.5kV 1.5kA三相交流高温超导电缆将于2004年底挂网试运行。本文分析75m高温超导电缆的电场分布特点,介绍了该电缆的总体绝缘设计与加工及试验情况。在由超导电缆本体、中间连接及终端模型组成的同实际电缆外体结构一致的电缆集成体模型上,完成了终端及电缆中间连接的绝缘预加工并进行了耐压试验;15kV工频电压下电缆本体绝缘局部放电试验;以及电缆本体及模型电缆集成体绝缘通过了35kV工频耐压试验。     

一起10kV电缆振荡波局部放电异常分析

振荡波局部放电检测技术是近年来普遍采用的XLPE电缆离线状态下局部放电检测手段,能够准确检测及定位各种型式的电缆绝缘缺陷。针对一起新建10 kV电缆线路振荡波局部放电异常原因进行了分析发现:新建竣工验收的10kV电缆线路开展振荡波局部放电检测十分必要,能够有效的发现除绝缘缺陷以外施工过程中不易发现的潜在隐患;应加强10 kV电缆、电缆附件的入网品控质量检测,与出厂试验进行比对分析,并严格把控报告质量,摒弃质量不良的入网设备;通过10 kV电缆线路振荡波局放异常分析,拓宽了电缆故障分析的新思路,在电缆故障分析时,除关注施工工艺问题外,还应充分考虑电缆与电缆附件的选择匹配问题。