基于三路脉冲信号极性鉴别技术的110kV XLPE电缆局放检测技术

提出并研究了对高压电缆中间接头和电缆本体局部放电检测的三路脉冲信号极性鉴别技术,给出了局部放电信号在不同方向上的传播极性规律。利用三个传感器进行信号极性鉴别,判定放电源来源方向,最后用试验进行了验证,并在实际线路上进行了实测,证明了该技术的适用性。     

XLPE电力电缆接头局部放电在线检测抗干扰技术研究

在分析各种抗干扰措施的基础上,研究了小波分析及极性鉴别抗干扰技术在电缆接头局部放电检测中的应用,提出了以频谱分析、小波分析、设定阈值、极性鉴别为主,以相位开窗、时延鉴别等手段为辅的抗干扰方法,并通过对信号进行频谱分析,判断信号是否需要开相位窗,选用数字滤波和小波分析,最后经极性鉴别和时廷鉴别的流程来进行电缆接头的局部放电测试。实验室和现场数据综合分析表明,该方法和流程适合在实验室和现场条件下进行交联聚乙烯绝缘电缆（cross-1inked polyethylene insulated cable,XLPE）接头的局部放电测试。     

电缆接头局部放电在线检测系统及其应用

简要介绍了电缆接头局部放电测试系统的工作原理及主要抗干扰方法——极性鉴别。应用该检测系统对运行中的220 kV电缆接头进行了现场测试,结果证明综合呆用极性鉴别、小波分析等抗干扰方法,可以有效地测试到运行电缆接头的局部放电信号。     

电缆接头局部放电在线检测系统及其应用

简要介绍了电缆接头局部放电测试系统的工作原理及主要抗干扰方法——极性鉴别。应用该检测系统对运行中的220kV电缆接头进行了现场测试,结果证明综合采用极性鉴别、小波分析等抗干扰方法,可以有效地测试到运行电缆接头的局部放电信号。     

110kV XLPE电缆局部放电在线监测的方向耦合器技术实验研究

随着电力电缆广泛应用于城市电网,开展电缆的局部放电监测研究对电力系统安全稳定运行具有越来越重要的意义。笔者所研究的电缆局部放电监测方法——方向耦合器法是一种局部放电定位技术。笔者在工频下对方向偶合器工作原理进行了试验验证,并设计制作了方向耦合器,然后模拟产生局部放电高频电流脉冲,于110 kV XLPE电缆上进行试验,验证了方向偶合器测量局部放电脉冲方向的可行性。     

XLPE电力电缆中局部放电检测及定位技术的研究现状

综述了XLPE电力电缆局部放电检测技术的研究现状,重点介绍了用于电缆的各种局部放电检测技术和定位方法。根据检测原理及选用传感器的不同,目前电缆局部放电的检测方法大致有声发射法、电容耦合法、电感耦合法、超高频法和方向耦合法等。对于电缆而言,局部放电源定位具有重要的实际意义,笔者在讨论电缆信号传输模型的基础上,给出了目前主要的定位方法,包括时域反射法及多种改进技术。根据各种方法优缺点的综合比较,对各种方法的适用性分别进行了论述,同时结合电缆局部放电检测的实际需求,对未来的研究方向进行了展望。     

高压电缆运行参数获取技术与实践

北京电力经济技术研究院参与了国网公司高输送容量电缆的研究与示范,因该电缆的绝缘结构进行了优化设计,需要获取安装及运行过程中的绝缘性能数据,通过局部放电特征可获取并研究电缆的各种参数,介绍了获取局部放电测试在高压电缆领域中的技术,局部放电监测系统由传感器和局放测量设备组成,具有良好的图形界面,可以不间断监测高压电缆线路的局部放电,对局放信号分离与放电波形分析,进行局放类型识别,并提供智能报警和故障定位。并给出了2个实际运行中的局放检测案例。     

光纤传感技术在局部放电检测的研究进展

光纤传感技术近年来在局部放电测量应用上受到了越来越多的关注。文中重点关注应用在电缆及其附件局部放电测量的光纤传感技术最新研究进展。单模光纤Sagnac干涉仪被成功地应用在硅橡胶交直流电压下局部放电检测,具有优异的灵敏度,可检测到fC级别的反常放电声信号;本单位和高校合作证实了Sagnac干涉仪对实际电缆中间接头缺陷的局部放电检测能力。相比之下,相干光时域反射仪具有长距离分布式测量的能力,已有研究结果表明,其可测量到nC级别的电缆中间接头局部放电,未来仍需研究传感系统灵敏度提升方法以使其满足现场检测灵敏度要求。此外,通过利用透明硅橡胶制作电缆中间接头应力锥,并结合荧光光纤可实现电缆中间接头局部放电的光检测,其具有可比拟传统电测法的灵敏度。最后,光纤传感技术在未来长距离电缆及其中间接头局部放电检测上具有良好的应用潜力。     

110kV三相交叉互联电缆的频变模型及局放仿真分析

由于技术上和经济上的优点,交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电缆在高压和超高压领域的应用越来越多。局部放电检测是判断电缆绝缘状况的有效的方法,交叉互联电缆系统中的局部放电信号存在复杂的互扰问题,给实际带电检测带来很大的困难,有必要分析交叉互联电缆系统中局部放电的传播特性。研究表明,半导电层对局部放电信号的高频分量有着严重的衰减和色散作用,基于Blackburn等学者提出的改进型电缆模型的原理,经过适当调整参数,建立了三相交叉互联电缆系统的J-Marti频变模型,并对该系统中局部放电的传播特性进行了仿真分析和试验验证。试验结果表明:该模型能够合理地解释局部放电信号在三相交叉互联电缆系统中的传播规律。     

基于特高频法的XLPE电缆局部放电定位技术研究

在开展电缆局放的定位研究中,将特高频技术应用到XLPE电缆的局部放电带电检测,采用电容式传感器从电缆本体上获取局放信号,提出了一种有别于传统方法的局部放电定位技术,即短距离时差定位分析法。通过试验数据及现场实际检测数据分析局放定位新技术的有效性、实用性及目前存在的不足。该定位技术无需依赖于复杂的理论研究模型,适用于现场检测对电缆局部放电故障及环境噪声来源进行定位。     

XPLE电树枝生长过程中局部放电SHF信号特性研究

交联聚乙烯(XLPE)电缆中电树枝的生长伴随局部放电(PD)的产生,二者间存在一定关联。XLPE材料绝缘强度较高,其中发生的PD在超高频(SHF,3～30 GHz)频段的信号幅值相对较高。文中采用基于针-板电极结构和XLPE绝缘材料的试样,在不同温度和电压下对电树枝生长过程中的形态和PD的SHF信号进行同步检测,分析了电压与温度条件对二者的影响,并研究了二者间的特征关系。研究表明XLPE中电树枝的长与宽和温度与电压呈正相关,电压较低时对分形维数较低,较高时分形维数无明显变化。SHF信号幅值也与温度和电压呈正相关关系,电压较高时,信号幅值呈现先增大再减小至平缓趋势,频率在电压较低时信号有一定程度下降。电树枝生长情况和SHF信号的幅值呈正相关关系,且当电树枝生长速度较快时,SHF信号的频率也会升高。     

局部放电脉冲信号ICA提取技术的初步研究

为了提高局部放电在线监测的灵敏度,根据独立成分分析(ICA)基本模型的定义,提出将背景噪声信号与局放脉冲信号看成两个相互独立的信号源,不同观测点获取的观测信号为两者的线性混合,从而可以实现两者的分离的方法。利用ActiveX自动化技术实现了可用于局放脉冲信号提取的ICA软件模块;基于双通道超宽带检测技术,对加噪后的直流下油纸绝缘针板缺陷模型的局放脉冲序列提取进行了试验研究并且利用峭度准则与试验电压极性相结合的方法消除了局放脉冲提取的ICA含混性问题。实验结果表明:该方法能够提取被背景噪声完全淹没的脉冲信号,可以恢复出单个局放脉冲波形、脉冲波形之间的相对幅值关系以及脉冲极值所对应的时间点等重要局部放电信号信息。     

XLPE电缆中间接头局部放电电磁波特性仿真分析

为研究XLPE电缆中间接头中局部放电激发的电磁波特性,建立了10 kV XLPE电缆接头模型,采用有限积分法对中间接头中超高频(UHF)电磁波的模式特性、衰减特性以及检测信号与局放脉冲波形之间的关系进行了仿真分析。仿真结果表明:在中间接头中,电磁波主要以准TEM模式传播,在其内部各处横向电场分量明显大于纵向分量;激励产生的电场强度和信号能量整体上随检测距离的增大迅速衰减,仅在导电硅胶附近由于电磁波反射增强而略有增大;UHF信号的能量由局放脉冲的波形决定,局放脉冲波形越陡,幅值越大,激发的UHF信号越强。     

基于分形理论的XLPE电缆局部放电在线检测

采用高频宽带电磁耦合法检测了XLPE绝缘电力电缆的局部放电信号 ,用基于分形学分数维数和自相似原理识别、处理局部放电信号的数字分析系统来有效提取局部放电信号特征值 ,抑制或剔除噪声信号干扰。还提出了XLPE绝缘电力电缆局部放电在线监测、巡测的基本方法。     

基于模糊聚类的XLPE电缆随机脉冲干扰抑制方法研究

为去除XLPE电缆局部放电现场检测中的随机脉冲干扰,采用等效时频法提取脉冲特征,对特征进行自适应模糊聚类,以相位集中度为指标区分局放与随机干扰.对现场数据分析处理的结果表明,该方法能够有效去除信号中的随机脉冲干扰,为评估XLPE电缆的绝缘状态提供了较好的理论和实践依据.     

基于高频电流电磁耦合法的XLPE电缆局部放电测量分析

通过归纳电缆局部放电测量信号的各种干扰源及放电信号基本特征,分析局部放电测量中信号识别方法的放电相位图谱、信号频谱特性、信号幅特性以及信号分离技术,提出了一种基于高频电流电磁耦合法的局放带电测试方法.该法结合计算机辅助分析手段,利用现有局部放电研究成果和经验,可提高局放测量中对信号进行正确分析和判别的能力.应用该方法对某电缆线路开展测试工作,并分离出局部放电信号.     

一种基于S_VMD与Sdr_SampEn的局部放电信号去噪方法

交联聚乙烯(XLPE)电缆作为“双碳”目标中电力传输的重要工具,在使用一定年限后绝缘性能会下降,局部放电(Partial Discharge, PD)检测作为评估XLPE电缆绝缘状态的重要手段已广泛应用。针对PD信号中存在的各类噪声问题,提出了一种基于Spearman变分模态分解(Spearman Variational Mode Decomposition, S_VMD)与空间相关递归样本熵(Spatial Dependence Recurrence Sample Entropy, Sdr_SampEn)的局部放电信号去噪方法。首先通过S_VMD将信号分解为K个最优本征模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF),然后通过计算各IMF的Sdr_SampEn值来判定其是噪声主导分量还是PD主导分量;再对分类后的IMF分别采取改进小波阈值去噪和Savitzky-Golay (SG)滤波去噪,最后进行重构得到去噪后的PD信号。利用该方法对仿真与实测PD信号进行去噪处理,并与自适应变分模态分解(Adaptive VMD, AVMD)等去噪算法进行对比分析,结果表明该方法能有效抑制PD信号中的噪声,具有一定的工程价值。     

交联电缆端头附近放电位置判断方法

根据交联电缆局部放电的脉冲波形特点,介绍了电缆端头附近的放电位置判断及定位的方法。实践证明该办法是有效的。     

XLPE电缆局放脉冲频谱分析及传感器选频

为选择好局放测量传感器的频带,用指数衰减函数、梯形函数、高斯函数和三角函数数学描述了交联聚乙烯(XLPE)电缆中的局放脉冲并定量分析了局放脉冲的上限频率,其结果和实测局放脉冲经快速付里叶变换后的频谱基本吻合。用最小二乘法拟合信号各频率分量在XLPE电缆中的三特性并给出最优表达式后,把输出信号和输入信号比值在0.7~1范围内作为局放能量的集中区域,在此区域内得到检测不同长度XLPE电缆局放所需传感器的频带要求。对于5m长的电缆接头,传感器上限频率需>168.9MHz,较长电缆局放测量则需数十MHz。