基于电介质响应理论的10kV交联聚乙烯(XLPE)电力电缆绝缘诊断

电力电缆的绝缘诊断是评估电缆老化程度的重要途径。近年来,最新发展形成的极化/去极化电流(polarization/depolarization current, PDC)方法,能有效反映电介质整体老化状态。本文研究了不同老化状态下电缆的极化/去极化电流特性,并分析电流特性与老化程度的关系。首先论述了极化/去极化的电介质响应理论,建立了电缆老化和极化/去极化电流测试方案。基于测量结果,建立了电缆三支路电路等效模型,进一步对电缆的频率响应特性进行分析。研究表明,老化电缆和新电缆的tanδ(ω)值在低频范围具有明显区分度,可用于表征电缆绝缘老化程度。     

基于灰色预测的电力电缆老化过程预警仿真研究

为了对电力电缆的老化状况进行监测和预警,对理想条件下电缆老化过程进行了模拟和仿真,得到了可以表征电缆运行状况的电流信号。将灰色理论引入到了老化预测中,并与基于时间序列的神经网络预测模型做了对比分析。结果表明,在本文条件下,基于新陈代谢的灰色预测模型的预测精度、过程可重复性和计算速度上要优于神经网络预测模型。因此,通过预测电流变化趋势,反映电缆的绝缘老化程度时,改进的灰色预测与神经网络预测相比具有一定的优势。同时,建立了一种电缆老化预警机制,为进一步诊断和维护老化严重的电力电缆提供一种判据。     

电力电缆在线诊断技术研究现状

叙述了电力电缆在线诊断技术的研究现状,根据充油电缆或交联聚乙烯电缆、电缆主绝缘、电缆接头及电压等级等不同,电力电缆绝缘老化的诊断技术可分为多种,其中,在线诊断技术不需电缆线路停运即可对电缆进行老化诊断,能真实反映电缆在运行电压下的工况。提出了电力电缆在线诊断技术未来的研究方向。     

抗水树XLPE电力电缆的工频击穿特性

为检验电缆材料是否具有抗水树枝能力,建立抗水树枝材料性能试验手段和评价程序,在同一制造厂分别采用5种不同电缆绝缘料,生产同一绝缘结构的电缆,并制作成90个电缆试样。在相同试验条件下,进行14d负荷循环、120d加速老化、180d加速老化、360d加速老化和480d加速老化试验,然后对老化前原始样和老化后电缆试样共6种不同老化状态的电缆试样进行工频逐级击穿,试验研究XLPE电力电缆工频击穿特性。试验结果表明:普通电缆绝缘料制造的XLPE电力电缆工频击穿特性相对抗水树电缆绝缘料制造的XLPE电力电缆工频击穿特性存在明显差异,抗水树XLPE电力电缆经过480d加速老化试验后仍保持较好的工频击穿特性,安全运行寿命较长。     

屏蔽材料对XLPE电力电缆工频击穿特性的影响

为检验不同屏蔽材料对抗水树电缆抗水树枝能力的影响,建立了抗水树屏蔽材料性能试验手段和评价程序,在同一制造厂家分别采用两种不同电缆屏蔽材料,生产同一屏蔽结构的交联聚乙烯(XLPE)电力电缆,并制作成30段电缆试样。在相同试验条件下,进行14d负荷循环、120d加速老化、180d加速老化和360d加速老化,然后对老化前原始试样和老化后电缆试样共5种不同老化状态的电缆试样进行工频逐级击穿,试验研究不同屏蔽材料组成的XLPE电力电缆的工频击穿特性。试验结果表明,国产普通屏蔽材料制造的XLPE电力电缆的工频击穿特性相对进口抗水树电缆屏蔽材料制造的XLPE电力电缆的工频击穿特性存在明显差异,进口抗水树电缆屏蔽材料制造的XLPE电力电缆经过360d加速老化试验后仍保持较好的工频击穿特性,安全运行寿命较长。     

XLPE电缆绝缘老化检测方法的研究

交联聚乙烯电力电缆(简称"XLPE电缆")绝缘老化程度的判断对于保证电力系统的稳定运行至关重要。为了更好地掌握电力电缆的绝缘老化状况,保证输电线路的正常运行,研究了XLPE电力电缆绝缘老化常用的检测方法,比较分析了各种检测方法的优缺点,最后提出了一种新的运用于XLPE电力电缆的联合检测方法。     

含水树枝的XLPE电力电缆损耗电流建模仿真计算

水树枝老化被认为是影响交联聚乙烯(XLPE)电力电缆绝缘性能最主要的原因。随着水树枝老化的加剧,XLPE电力电缆损耗电流波形会产生畸变,损耗电流三次谐波分量的相位和幅值会产生明显变化,因此损耗电流的监测可以用来诊断XLPE电缆水树枝老化。笔者基于半导体二极管的非线性特性,建立了XLPE电缆水树枝非线性模型,提出了一种损耗电流数值计算的方法。仿真计算的损耗电流波形与试验测得波形误差较小,建模仿真计算方法的正确性得到了验证。     

电力电缆诊断检测技术综述

电力电缆是电能传输的重要载体之一,其运行可靠性直接影响电力系统的供电安全。电力电缆诊断检测技术既包含对已发生故障的诊断、定位,也涵盖对电力电缆运行状态的监测,及时发现电缆老化等缺陷或故障隐患,对提高电缆运行的可靠性具有重要意义。文章简介电力电缆老化等缺陷及发生故障的机理,梳理常见电力电缆诊断检测技术并比较它们的优劣,在此基础上结合智能电网发展趋势,探讨电力电缆诊断检测技术的发展趋势和面临的挑战。     

NaCl溶液对XLPE电力电缆工频击穿特性和水树的影响

采用同一根抗水树XLPE电力电缆,分别在自来水和NaCl溶液中进行60 d、120 d和180 d的加速老化试验,然后对老化前和老化后的电缆试样,分别进行工频逐级击穿,对老化后击穿的电缆试样进行水树检查。试验结果表明,NaCl溶液对抗水XLPE电力电缆的老化有明显的作用。     

10kV电力电缆及其附件运行可靠性分析

为了及时地检测出高压电缆及其附件故障,保证线路的安全运行,研究了影响电力电缆及其附件正常运行的关键因素,同时对电缆绝缘材料的绝缘老化特性进行了分析,最后提出了电力电缆及其附件的保护措施。研究结果为电力电缆故障检测和可靠运行提供了参考。     

信号注入法在中压电缆绝缘在线监测中的应用

为了提高电力系统运行的可靠性,实现电缆绝缘的在线监测以替代传统的停电定期检修是其发展的必然趋势。已有的在线监测方法都有一定的局限性,因此在已有研究的基础上提出结合信号注入法和介质损耗法的低频介损在线监测方法,并分别通过仿真和实验对其原理和效果进行了研究。仿真部分包括热老化和水树老化2种老化方式电缆绝缘的监测,以及考虑噪声、低频频率波动和谐波对仿真结果的影响。实验部分包括分别制作热老化和水树老化电缆样本,设计实验电路对仿真结果进行验证。最后通过样本微观测试,对实验原理进行机理分析。仿真和实验结果表明,对于不同类型的老化电缆,以及绝缘的不同故障,都可以通过注入低频信号响应的低频介损判断电缆老化程度。     

Powerformers: A breakthrough of high-voltage power generators

This article deals with the powerformer, a new generator that can be directly connected to the transmission network without the need for a step-up transformer. Due to the powerformer's ability to generate electricity at transmission voltage levels, it offers considerable gains with respect to reactive power production and plant efficiency. Hence, a powerformer both facilitates network stability and decreases the exploitation of natural resources. The upper limit for the output voltage from the powerformer is set by state-of-the-art XLPE power-cable technology. Therefore, powerformers revolutionize the age of old power generation technology and signal a quantum leap in electrical engineering.     

基于对数正态分布的电缆状态评估方法研究

为了了解电缆在长时间使用后的健康状况,通过对数正态分布和Weibull分布两种分布函数来进行电缆状态的评估。先假定电缆的介电损耗与局部放电数据符合两种分布,借助于Matlab数值模拟软件对某供电公司近几年通过振荡波试验检测积累的老化数据进行了拟合,并对两种拟合结果进行了对比分析。结果证明,对数正态分布更符合电缆老化参数的分布。设定了电缆状态的三个级别,通过建立状态评估模型,并使用该模型完成对某供电公司10 kV电缆的状态评估。研究成果有助于及时了解电缆在运行过程中的状态变化,并提出对应的检修计划。     

电力电缆接头运行中的实时监测

对电缆接头故障进行了一些有益的分析 ,给出了以接头温度来间接换算接头电阻以及外皮绝缘老化的在线估计算法 ,较好地解决了接头电阻无法直接测量和绝缘老化不好直接观察的问题。设计出了以性能可靠的工控机为核心的监测系统 ,具有温度越限报警、定时打印等功能。实践证明该原理及方法具有良好的可信度和可靠性     

电力电缆接头故障的预警监测系统

对电缆接头故障进行了一些有益的分析,提出了一种间接在线评估接头电阻和绝缘老化的算法,从理论上验证了接头温度与接头质量的相关性。在此基础上,介绍了基于上述机理而设计的电缆接头温度监测系统。通过实例分析说明了该机理的有效性和可信度,同时本系统的先进性和可靠性也得到了验证。     

电力特种光缆的运行管理和维护

电力特种光缆是现代电力通信系统的重要组成部分,其承载着电力通信、继电保护、电力自动化、电力调度和线路输电等直接关系到电网安全生产运行的信息。目前,我国电力特种光缆应用取得了长足进步,但电力行业相应的运行管理和维护规程都一直未修订。文章探讨了电力特种光缆的运行管理组织和模式,明确了通信人员、继电保护人员和线路人员光缆管理维护的界面,还提出了电力特种光缆的运行维护组织、职责、基本要求,并重点分析日常运行维护和缺陷运行维护的具体内容,对电力特种光缆的安全运行具有重要的意义。     

电力通信光缆运行维护及外力破坏防范措施

结合实际案例分析了电力通信光缆外力破坏的类型及防范措施,针对OPGW光缆、ADSS光缆、含金属光缆的安全防护提出具体措施,重点分析了确保通信光缆安全运行的技术措施,提出电力光缆检修、巡视、防护、应急处置、运行维护、质量管理、故障维护等方面的具体要求与注意事项,对电力通信光缆的运行维护具有实际意义,对防止电力光缆外力破坏...     

（23期已送排）基于负载率和健康状态的高压XLPE电缆可靠性评估模型*

以高压XLPE电缆为研究对象,选取其绝缘热点温度(insulation hot spot temperature,IHST)为关键变量,结合Weibull分布和Arrhenius反应定律,建立基于负载率的高压电缆XLPE老化失效模型,并利用高压电缆预防性试验、在线检测技术、日常巡检和历史记录建立基于模糊层次分析法的电缆健康指数模型。为使这两类模型优势互补,将健康指数模型中的健康指数作为参量引入到老化失效模型,提出一种能同时反映高压电缆不可修复故障和可修复故障的综合故障率模型。最后通过实例验证表明,该模型能反映高压电缆实际的可靠性水平,可为有关维修部门开展设备检修提供理论依据,具有一定的参考价值。     

A Comparison of Medium-Voltage Cable Insulations

This paper presents a review of solid dielectric insulations suitable for use in medium-voltage power-cable applications. Comparative electrical and physical characteristics are presented on high molecular weight polyethylene, butyl, and oil-based insulations with special emphasis on ethylene propylene rubber and cross-linked polyethylene.