风电场35 kV电缆中间接头故障分析

电缆线路发生故障后对电网运行稳定影响大，因此分析电缆线路故障的原因，并采取预防改进措施，有利于提升电力生产运行的安全可靠性。针对某风电场35 kV集电电缆线路的中间接头出现的故障现象，进行了解剖和故障分析，指出了水气渗入可能是电缆中间接头故障的直接原因，并提出了预防解决措施。研究结果为电缆线路的设计生产、安装施工和运维检修提供了参考。     

高压电力电缆增加段长关键技术研究展望及应用

随着城市化发展进程加快,大容量、长距离、大截面电力电缆线路在各大城市输电网络中的应用规模逐年增加。而目前传统电缆设计段长有限,单位长度内电缆接头数量相对较多,导致工程投资增加的同时,电力电缆线路运行故障概率也随之上升。文中从大长段电力电缆设计、交接试验、运维等环节出发,针对大长段电缆感应电压计算、电压限制器要求、局放信号衰减等影响因素,对高压电力电缆增加段长关键技术进行可行性分析,同时以国内首次敷设220 kV 1450 m的电缆应用工程为例,为今后大长段电缆工程实际应用提供理论依据和相关数据。     

绕包式电缆中间接头工艺性能及其应用

<正>电力电缆中间接头是将两根电缆连接起来的重要部件,它和电缆一起构成电力输送的线路。理论上,电缆中间接头应与电缆本体一样能长期安全运行,并具有与电缆相同的使用寿命。但是,在实际运行中,与电缆本体相比,电缆中间接头是薄弱环节,大部分电缆线路故障都发生在这里。因此,完好的电缆中间接头在电力设备安全、可靠运行和安     

下穿铁路220 kV电缆爆炸原因分析

近年来,铁路运营里程不断创下新高,铁路线位选址与高压输电线路走廊的冲突无法避免。在某些特殊地形条件下,架空高压输电线路需改电缆下穿铁路。由于高压电缆结构复杂、敷设环境特殊,一旦在下穿铁路段发生爆炸将对周围设备及铁路运营安全造成严重威胁。针对某地220 kV电缆投切时发生爆炸这一情况,利用ATP⁃EMTP中的JMATI电缆模型建立了220 kV电缆投切过电压计算模型,结合故障录波图对实际合闸电压暂态过程进行了复现,考虑操作过电压的分散性,采用统计开关计算了电缆在该运行工况下可能出现的最高过电压倍数,结合计算结论对电缆爆炸原因进行了分析,认为造成电缆爆炸的原因应是电缆接头本身工艺或是安装问题,有必要对同种电缆接头质量进行进一步管控。采用的故障建模方法及校验过程也可为今后同类电缆故障的运行状态分析提供借鉴。     

高压电缆中间接头外半导电层缺陷放电研究

为研究高压电缆中间接头在外半导电层被划伤后的放电行为,采用脉冲电流法与高频电流耦合法以及硬件实时放电谱图采集,提取外半导电层含有贯穿性缺陷的高压电缆预制式中间接头中的局部放电信号,结合电场仿真以及接头放电模型对放电发展机理进行分析,结果表明:高频电流耦合传感器的灵敏度以及信噪比不及脉冲电流法,不易发现贯穿性缺陷激发的放电信号;外半导电层存在贯穿性缺陷的情况下,一旦线路中由于操作过电压或故障引起的过电压激发接头缺陷内发生放电,放电将迅速向增强绝缘层内部发展,最终形成贯穿性放电通道导致增强绝缘失效,因此实际生产安装过程中应注意防护此类缺陷,确保接头安全运行。     

工作温度和绝缘温差约束下的高压直流电缆接头载流量计算

中间接头是高压电缆线路运行中故障多发的薄弱环节,电缆系统的载流量会因中间接头的结构特点而受到限制。直流下电缆载流量的约束条件与交流不同,不能直接依据交流电缆中间接头载流量的计算方法。为此,文中以直流电缆中间接头的温度场计算等理论研究为基础,提出以接头导体最高允许工作温度和绝缘层内外表面最大允许温差为两个约束条件,确定高压直流电缆中间接头载流量的方法。通过案例分析,将文中方法与IEC 60287标准计算的载流量进行了对比,并就环境温度对载流量的影响进行了分析。结果表明,中间接头的确是电缆系统载流量计算限制条件之一。两个约束条件下的载流量与环境温度的关系曲线将相交于一点,当环境温度小于该点对应温度值时,接头载流量的决定性约束条件为绝缘层内外表面最大允许温差;当环境温度大于该点对应温度值时,接头载流量的决定性约束条件为接头导体最大允许温度。研究结果可为直流电缆系统运行与载流量设计提供参考。     

高压电缆接头界面气隙缺陷模拟及状态特征量分析

由于安装缺陷或运行中不均匀发热膨胀等因素,高压电缆中间接头会形成界面气隙缺陷,运行过程中易导致故障发生。本文分析了界面气隙缺陷的形成原因,仿真计算了不同缺陷程度下的电场分布特征,并通过模拟试验研究综合工况下各类带电检测手段、在线监测手段的检测有效性,以及不同电压、不同负荷电流工况下状态特征量的变化规律。结果表明:高压电缆中间接头界面气隙缺陷位于应力锥与本体交界面时,电场强度最大并会发生局部放电;局部放电是反映界面气隙缺陷状态的有效特征量,高频局放带电检测和在线监测、超声波局放带电检测均可检出较明显的放电信号,而测温和接地电流在线监测均未发现异常;试验电压和试验电流恒定工况下,随着时间的延长,高频局放和超声局放信号幅值呈增大趋势;试验电压恒定而试验电流升高工况下,局放信号幅值略微增大;不同试验电压工况下,随着试验电压的升高,局放信号幅值呈明显增大趋势。     

直流叠加雷电冲击电压下±320kV直流电缆整体预制式接头典型故障机理分析

高压直流电缆作为直流输电中的关键设备之一,其安全运行对高压输电网的稳定性至关重要。高压直流电缆接头是直流电缆系统中最为关键的部分,其复杂的组件和工艺导致故障多发,对系统稳定运行造成很大影响。基于多场耦合有限元分析和双层介质界面极化理论,完成了直流叠加雷电冲击电压条件下±320k V直流电缆整体预制式接头的典型故障机理分析,提出了高压直流电缆接头设计中的关键参量,认为2种绝缘介质界面电荷和界面轴向电场为直流电缆接头设计的重点,需从绝缘材料特性与接头结构设计2个方面进行优化。     

高压电缆接头除潮工艺探讨

文章分析了110～220kV输电电缆线路中,因中间绝缘接头进潮引起单芯电缆金属护套环流过大的原因及危害,介绍了接头除潮工艺流程及应用,论证了接头除潮工艺解决因进潮引起高压单芯电缆金属护套接地环流问题的可行性.     

10 kV电缆振荡波局放测试的理论分析与试验研究

分析比较了现有几种常用10 kV电缆的测试方法,对电缆振荡波局放测试的原理进行了分析计算。通过在大量现场试验中发现的故障实例,验证了振荡波局放测试能够反映出电缆中间头施工时绝缘本体划伤、压接管毛刺未打磨、接头错用绝缘胶带等缺陷,还能反映电缆整体绝缘老化或受潮的情况,并找出了这些缺陷类型的振荡波局放定位图谱特征。另外,建议将此项试验列入新入网电缆和电缆中间头故障抢修后的交接试验。     

电缆中间接头温度场特性研究

电缆中间接头是线路运行中的薄弱环节,研究电缆中间接头的温度场分布特性,对电缆安全可靠运行具有重要意义。以10 kV三芯电缆中间接头为研究对象,分析了电缆中间接头径向和轴向的温度场分布特性,并研究了环境温度和负荷电流对电缆中间接头导体最高温度、中间接头表面温度和本体表面温度的影响规律,最后结合安全工况分析给出基于电缆接头表面温度判断其是否处于安全运行状态的依据。该分析结果可为电缆中间接头的运行状态监测及预警提供参考依据。     

高压电缆中间接头故障原因及防范对策

电厂高压设备分布在全厂各个不同部位,都采用电缆供电方式,因电缆长度不等,高压电缆的中间接头就随之出现。而电缆绝大部份敷设在地沟中,加之施工人员不严格执行施工现程,造成电缆沟积水、积泥,电缆排放无序、堆放零乱、维护困难。运行时间一长,中间接头故障就容易发生,特别是那些采用环氧树脂固化,制作工艺欠佳的中间接头,更易发生故障,轻者造成局部停电,重者可影响整个机组的安全运行。现将我厂近几年发生的高压电缆中间接头故障原因及采取的对策呈献出来,供同行们参考。1珠江电厂近几年电缆故障情况珠江电厂近年来发生了多…     

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。     

高压电缆屏蔽层局放信号定位检测试验及其应用

高频局放带电检测是预先发现110 kV及以上高压电缆线路本体或屏蔽层运行缺陷的有效手段之一。针对高压电缆线路屏蔽层局放检测易受外界环境干扰且信号定位缺乏有效经验问题,采用长2 m、截面积为400 mm²的9根110 kV电缆搭建一交叉互联接地形式的电缆线路局放检测试验平台,并用信号发生器模拟局放源;利用该试验平台,分别对设置于电缆屏蔽层接地线不同位置的局放信号进行检测,并根据检测到的信号幅值和波形特征判断屏蔽层局放源位置及其传播路径。试验过程及其结果为1条实际在运的110 kV电缆线路高频局放检测异常信号的分析提供了参考。     

10 kV电缆中间接头典型施工缺陷的电场及局放特性研究

电力电缆故障多发生于中间接头位置,而施工缺陷是引发中间接头故障最主要的原因。为评估电缆中间接头典型施工缺陷的危害性,文中建立电缆中间接头三维有限元模型,分析电缆中间接头存在硅脂涂抹不均匀、主绝缘划伤和接头受潮3种施工缺陷时的电场分布规律,探究不同缺陷位置与场强之间的关系,并搭建工频交流电压局放试验平台对试样进行局放试验。结果表明:硅脂涂抹不均匀时,空气间隙在应力锥周围造成的电场畸变程度最严重;远离应力锥时,场强逐渐减小。主绝缘划伤时,电场畸变最为严重,空气间隙在外半导切断处场强最大。接头受潮后,当水膜位于应力锥附近时,电场畸变程度最为剧烈。相同加压条件下,接头受潮、硅脂涂抹不均匀、主绝缘划伤3种缺陷造成局部放电的次数依次增加。     

基于风险评估的高压电缆巡检周期优化模型

高压电缆日常巡检与消缺工作能够及时发现并消除电缆故障隐患,是降低故障率的有效措施。但忽略风险差异的定期巡检方案会导致人力资源被浪费在不必要的检查与测试环节。为了保证电缆可靠运行且兼顾经济性要求,该文提出了基于风险评估的高压电缆巡检周期优化方法。首先针对历史故障数据,提出了一种高压电缆故障数据记录方法,计算电缆故障频率。其中将电缆线路按照巡检目标分为电缆通道、本体、中间接头、终端与接地系统五部分,并引用失效危险指数(IFC)模型计算各部分的故障频率;之后结合线路故障修复时间与线路重要性,计算电缆线路各部分的风险;并考虑电缆系统运行风险阈值,针对不同线路各部分的风险差异实现巡检周期优化计算。以某地区电缆线路为例应用上述方法,结果表明:基于IFC模型的故障频率计算方法无需人为干预,且在故障样本较少的条件下仍能产生有效结果;基于风险评估的巡检周期优化方法能够合理制定巡检方案,有效降低电缆运行风险,优化后电缆系统风险可降低70%。     

110 kV高压电缆中间接头系列故障分析

以某110 kV高压电缆中间接头系列故障为研究对象,通过高频局部放电检测、实物解体、电缆性能检测等方法进行分析。在排除其他因素的影响后,认为故障的主要原因为导体金属屏蔽罩与导体压接管之间的连接编织铜线在运行中存在断裂或脱落,金属屏蔽罩在绝缘预制件内处于悬浮电位,导致金属屏蔽罩和电缆绝缘端部之间发生局部放电,并最终引起绝缘击穿。另外,结合本案例分析总结了国内电缆及接头故障的主要类型,以期对电力电缆线路的安装、运维、管理提供借鉴。     

110 kV电缆中间接头的开/合闸过电压仿真

110 kV电缆线路近年发生过多起断路器跳闸检修后在再次合闸送电时电缆接头爆炸的事故,为寻找接头故障原因,研究了电缆中间接头在断路器开合闸过程中的过电压特性。首先建立中间接头的RLC等效模型,在PSCAD软件中搭建含有中间接头的电缆线路模型,分析开合闸相角、电缆长度和接头数量对接头过电压的影响,找出过电压最严重的接头;再利用ANSYS软件仿真过电压最严重的接头内部电场分布情况。仿真结果表明:B、C相线路60%～75%处的接头过电压较为严重;且开合闸过程中接头屏蔽层的电压含有超过40 kHz的高频分量;接头内部硅橡胶与交联聚乙烯界面场强最大值和高压屏蔽管端部场强最大值均比没有过电压时增加1倍,界面场强最大值超过了安全阈值。在断路器跳闸后合闸送电的过程中,断路器的不同期合闸使得接头承受多次过电压造成的复合界面和高压屏蔽管端部场强的突增以及屏蔽层的高频振荡,容易引发接头故障。     

用于电缆接头局放检测的插入式传感器频响特性研究

电缆接头是电力输电线路的薄弱环节,检测接头局部放电利于电缆的绝缘状态安全评估。但是,为保证抗干扰能力,现有的局放检测传感器多数会对电缆原有屏蔽结构造成破坏,从而影响电缆的绝缘性能。文中针对中压电缆接头,使用了一种不破坏电缆屏蔽结构的插入式传感器检测局部放电,并以仿真和试验证明该传感器的检测原理正确,再通过计算和试验得到了传感器的频率响应特性曲线,结果表明,该传感器的检测频带利于检测局放信号,能有效抑制低频干扰,响应高频信号,值得进一步研究和推广。     

一起220kV交联聚乙烯电缆中间接头故障原因分析及运行建议

对1起近期发生的220 kV交联聚乙烯(crosslinked polyethylene,XLPE)高压电缆中间接头故障情况进行了描述.通过对故障接头进行详细解体分析,认为环氧浇注材料入网前存在缺陷可能是造成接头故障的主要原因.为避免今后发生同类事故,提出应该从严格电缆验收管理及加强电缆运行中状态检测2个方面入手,特别...