电缆绝缘缺陷与电流谐波成分特性关系分析

通过分析电力电缆出现绝缘缺陷的主要原因,提出基于谐波电流的绝缘缺陷检测方法。模拟10 k V电力电缆4种典型电缆绝缘缺陷,对不同绝缘缺陷下采集测量得到的电缆电流谐波成分进行分析,探究电缆绝缘缺陷类型与电流谐波主成分以及电流谐波占比随电缆绝缘缺陷程度的变化关系。结果表明:通过对电力电缆产生的主要谐波次数与含量进行分析,能够判断出相应的绝缘缺陷类型;随着电力电缆绝缘缺陷程度的加深,电流谐波占比大幅提升,但不同缺陷位置和分布情况会对谐波占比有所影响,该结果对电缆绝缘缺陷状态的评估可作为参考依据。     

基于交流耐压试验的电力电缆绝缘缺陷检测方法研究

提出一种基于交流耐压试验的电力电缆绝缘缺陷检测方法,该方法以升(降)压过程中的暂态电压、电流为信号源,构造与暂态电压、电流各次谐波相关的判别函数,计算出判别函数的极值分布和电缆绝缘总绝缘电阻的频率特性,实现了对电缆绝缘缺陷的诊断和交流耐压试验对电缆本身绝缘损伤程度的评估。该方法充分利用了电力电缆交流耐压试验的信息,提高了电力电缆交流耐压试验的效率,有助于电力电缆检测技术的发展。     

基于有限元的交直流电缆绝缘缺陷电场分析方法比较

绝缘缺陷对交直流电缆内部的电场分布存在差异,直流电缆电场分布的数值分析应使用传导电流场方法,本文通过数值分析方法比较了绝缘缺陷对交直流电缆绝缘电场分布的影响关系。分析结果表明:不同绝缘缺陷材质,不同电缆类型,电缆绝缘的电场分布特征有较大差异,直流电缆绝缘中的低电阻颗粒物缺陷对其绝缘的电场强度影响最大,交流电缆中的低电阻颗粒物缺陷和直流电缆中的气隙缺陷对绝缘中的局部电场影响特征相同,绝缘缺陷位置对交直流电缆绝缘电场分布的影响存在显著差异。研究结果对交直流电缆绝缘缺陷的电场分析方法具有借鉴意义。     

计及双界面的电缆绝缘水树缺陷时域反射解析模型

配电网中中压电缆的敷设条件相对较差，在环境水分和工作电压等因素的共同作用下容易在绝缘中生成水树缺陷，影响电缆绝缘的性能。时域反射法（TDR）可用于检测电缆故障，近来也有研究将其用于检测电缆绝缘局部缺陷，但检测结果与绝缘缺陷情况的关联尚不明晰。针对此问题，该文基于等效电路原理推导了同轴绝缘含水树缺陷时的等效介电常数，在此基础上结合传输线理论建立计及双界面反射的时域解析模型，可用于分析与预测电缆绝缘局部存在水树缺陷时TDR实验的反射波形。通过制作含模拟水树的电缆试样并进行TDR实验，考察了模拟水树缺陷的含水量、缺陷段长度和电导率等因素对TDR实验结果的影响。结果显示，模拟水树的TDR实验结果与解析模型的计算结果具有较好的对应性，初步验证了该模型用于分析与预测电缆绝缘局部缺陷反射特性的有效性。预期该解析模型有助于为TDR在电缆绝缘水树检测中的应用提供参考。     

中压交联电缆接头复合界面受潮缺陷的诊断方法研究

电缆中间接头复合界面受潮是中压交联电缆的常见缺陷,在运行的过程中会导致界面表面电阻下降,进而产生沿面放电,逐渐降低电缆的绝缘性能,甚至直接导致电缆中间接头绝缘击穿事故,给电缆线路的安全稳定运行带来严重隐患。笔者根据电缆中间接头的结构特征建立了复合界面受潮缺陷的等效电路模型,仿真分析了不同程度受潮缺陷下,注入脉冲信号的时域反射波形图谱及其典型特征。提出了一种采用基于注入脉冲信号时域反射波法检测与定位电缆中间接头复合界面不同程度受潮缺陷的方法,并通过工业应用案例验证了该方法的有效性。     

XLPE电缆状态监测与绝缘诊断研究进展

交联聚乙烯电缆的绝缘状态关系到输配电系统的安全可靠运行,因此,研究电缆状态监测和绝缘诊断方法工程意义重大。依据电缆不同服役阶段的缺陷特征、故障原因以及绝缘检测方法的特点,总结了适合电缆不同老化阶段的状态监测和绝缘检测方法的研究现状。介绍了针对电缆服役早期由于制造及安装原因引起的缺陷(气泡、划痕)从而导致电缆故障的局部放电检测方法,包括局部放电测试所用各种传感器的原理、特点,并指出放电图谱与缺陷类型的关系是局部放电方法后续研究的重点。总结了适用于电缆运行期间的护套电流及温度的在线状态监测研究现状。综述了适合电缆运行中后期整体老化的基于陷阱参数的绝缘检测方法,包括Qt、空间电荷、极化/去极化电流法,同时指出了基于陷阱特性评估绝缘性能方法存在的不足,认为后续的研究需要进一步制定陷阱参数测试相关标准,积累数据,建立普适的陷阱参数与聚合物老化程度之间的关联,并给出每种方法评估绝缘状态的判据。     

施涂RTV硅橡胶粘合工艺的中压电缆附件安装技术

针对目前中压XLPE电缆附件安装过程中容易出现的问题,提出一种基于施涂RTV硅橡胶的中压电缆中间接头安装工艺方法,旨在消除现场施工缺陷对电缆绝缘性能造成的影响。通过搭建接头典型缺陷试验平台,进行耐压、局放、防水、沿面绝缘、粘接压力等试验,验证改进工艺的可行性与安全性。结果表明:该工艺不仅提高了电缆接头的运行可靠性,还降低了现场安装技术难度。     

XLPE电缆典型缺陷局部放电特性研究

实时准确地监测电缆内部绝缘缺陷的局放量对电缆状态的评估意义重大。介绍了一种基于新型差分电容传感器的内置局部放电检测系统,该系统可精准测量检测部位的局部放电。同时设计并构造了3种绝缘缺陷模型,分别采用内置式局部放电检测系统和试验室局部放电检测系统对缺陷电缆接头进行局部放电检测,试验结果证明该检测系统与试验室局部放电检测系统的放电相位及相应趋势完全一致,验证了该系统的可靠性。最后分析3种缺陷模型下获得的PRPD谱图,结果表明不同缺陷模型的局部放电信号特征明显,能真实反映电缆接头放电机理,为进一步进行放电类型的模式识别提供了试验依据。     

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。     

交联聚乙烯电缆局部放电带电检测典型信号提取与图谱分析

为了准确分析和评估交联聚乙烯电缆的绝缘状况,开展局部放电带电检测绝缘诊断,基于交联聚乙烯电缆的局部放电机理和局部放电信号衰减特性,提出了交联聚乙烯电缆的局部放电三通道同步测试方法,通过对2 MHz、4 MHz、6 MHz频率下多簇局部放电信号的3PARD图谱进行逐一分析,初步实现了交联聚乙烯电缆绝缘缺陷的识别和诊断。该方法可有效发现电力电缆的早期故障征兆,避免因局部放电现象扩大而引发故障停运,进而减少负荷损失和电量损失。     

交联聚乙烯电缆绝缘中不同尺度缺陷结构综述

电介质的宏观性能与其内部的缺陷结构有着密切的关系。在XLPE电缆的生产、敷设和运行过程中,XLPE绝缘中会引入或产生不同类型、不同尺度的缺陷结构,对XLPE电缆绝缘的性能产生影响,甚至缩短XLPE电缆绝缘的使用寿命。根据缺陷结构尺度的不同,本文将XLPE电缆绝缘中存在的缺陷结构划分为纳米尺度缺陷、微米尺度缺陷及毫米尺度缺陷,并综述了不同尺度缺陷结构对XLPE电缆绝缘性能的影响。     

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。     

12 kV环网柜T型电缆终端绝缘界面爬电的原因分析

T型电缆终端绝缘界面的沿面爬电是12 kV环网柜的常见缺陷,在运行过程中会导致电缆绝缘性能逐渐降低,给电缆的可靠运行带来严重的安全隐患。笔者通过多起12 kV环网柜T型电缆终端在运行维护过程中,同批同规格的厂品的爬电情况,进行了检查、试验及原因分析,同时利用有限元方法仿真了T型电缆终端各绝缘界面的电场强度。研究结果表明,T型电缆终端爬电缺陷的主要原因是由于涂覆的绝缘润滑脂失效后造成绝缘界面出现微小气隙,进而引起的局部放电。该分析过程可为T型电缆终端的结构选型优化、试验检测、绝缘润滑脂的选择及现场施工质量管控等方面提供借鉴。     

应用磁场分布特征提取的35 kV XLPE电缆劣化评估

35 kV交联聚乙烯电缆在配电网中得到了广泛应用,但在运行中热、机械、电等因素会引发电缆绝缘劣化.为提高电力电缆状态评估的可靠性,本文提出了一种基于磁场分布特征分析的电缆绝缘劣化评估方法.基于搭建的35 kV单芯交联聚乙烯电缆仿真计算模型,分析了主绝缘气隙和半导电层凸起缺陷时电缆磁场分布特征,建立了缺陷类型、大小、位置和劣化程度与磁场强度和磁场畸变特征的关系,利用磁场畸变特征检测电缆故障,提升了电缆故障检测的有效性和准确性.     

在水树通道内生成纳米TiO2的电缆修复方法及其绝缘增强机制研究

提出了一种在水树缺陷内生成纳米级TiO2颗粒的修复液及修复方法,并针对该修复液的修复机制及绝缘增强机制进行了讨论.采用水针法在交联聚乙烯(XLPE)电缆样品中制造水树缺陷,并对已生成水树的样品进行了基于钛酸酯类催化的硅氧烷修复液注入式修复,发现其绝缘性能得到显著提高,甚至击穿电压指标明显优于新电缆.基于扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、X射线光电子能谱分析(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)和红外光谱分析,证明被修复样品击穿通道内有纳米级TiO2颗粒存在.通过对钛酸酯类催化剂水解反应的生成物研究,证明了该催化剂水解后生成纳米级TiO2颗粒.基于这一发现,提出了相应的绝缘增强机制及作用模型,认为分散的纳米级TiO2颗粒有效抑制了通道内由于局部放电产生的烧蚀损伤,从而增强了电缆的绝缘性能,提高了电缆的击穿电压.     

基于泄漏电流的电缆绝缘老化在线检测研究*

针对城市电缆敷设环境的特殊性使得局部出现的绝缘老化无法有效检测出来的问题,提出一种基于泄漏电流的电缆绝缘老化在线检测方法。首先由首末端电流分离出反映电缆绝缘状况的泄漏电流,之后分析其与电缆老化长度和老化位置的关系,结果发现泄漏电流大小与电缆绝缘老化的位置关系较小,而与绝缘老化的长度呈正相关。进一步实现电缆绝缘的状况和绝缘长度的判断,为电缆线路的安全稳定运行提供新思路,仿真验证了该方法的准确性。     

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。     

基于反射系数谱的XLPE电缆水树缺陷定位方法

地下电缆中的水树能够在不改变电缆性能的情况下持续生长数年,并最终导致无法预料的绝缘故障.为解决现有技术对电缆水树缺陷定位诊断时存在的不足,提出基于反射系数谱的水树定位方法.首先利用传输线理论构建了含水树缺陷的电缆反射系数谱的解析模型.然后以分布电容为对象分析了水树缺陷对反射系数谱的影响,并基于广义正交法构建了诊断函数D...     

采用小波变换奇异值分解方法的局部放电模式识别

为提高电缆模拟缺陷的正确识别率,针对110kV高压XLPE电缆附件出现的绝缘缺陷以及产生的局部放电特点,设计了4种电缆中间接头内部典型的绝缘缺陷物理模型,对获取的大量甚高频局部放电信号数据,用离散小波变换的奇异值分解方法进行缺陷类型辨识。该方法首先对单次局部放电信号进行离散小波变换(DWT),得到各尺度小波分解系数,用基于Birge-Massart阈值策略提取各尺度系数的有效极大值,形成极大值的矩阵可以减少冗余数据和噪声的影响,再对小波变换值矩阵进行奇异值分解,提取奇异值作为特征量,最后采用人工神经网络分类器进行模式识别,识别结果表明该方法效果良好。     

基于多传感器的电缆绝缘监测

针对交叉互联交联聚乙烯长电缆绝缘故障位置监测难度大的问题,本文提出一种基于多传感器的交叉互联电缆绝缘监测方法。该方法首先在电缆线芯首、末两端安装电流传感器,通过两端电流差判断整条电缆的绝缘故障状况;然后在电缆的每个交叉互联箱上安装3个电流传感器,在确认整段电缆发生绝缘故障的基础上,观察交叉互联上电流大小的变化,判断交叉互联电缆故障的局部位置;最后根据三相电缆品字排列的特点以及电缆绝缘故障的结果,建立交叉互联交联聚乙烯电缆的仿真模型,进行局部绝缘故障的仿真验证。结果表明,长电缆局部绝缘故障监测状况与理论分析相符,验证了该方法的可行性。