电力电缆状态在线监测系统的设计及应用

高压电缆节约用地、可靠性高,在我国大城市中采用电缆线路取代传统的架空线路是必然趋势。为此基于城市电缆建设的发展需要,着重研究了电力电缆状态在线监测系统。各子系统在设计时,充分结合具体工况环境和经济性指标,选取配套的传感器设备和数据采集系统等监测单元,其工作供电利用低压远程供电和载波通讯信号同芯线对共缆传输技术,可实现不间断地将采集到的各状态参量通过TCP/IP有线网络+数字编址式载波通信网络+现场总线网络一体化网络通讯系统上传到监测主机,最终实现电缆护层接地电流在线监测;电缆接头红外矩阵测温在线监测;以及电缆局部放电在线监测和故障定位。结合在北京500 kV电缆工程实际应用情况,分析了在线监测系统可实现的核心功能,为相关单位开展类似项目的建设提供工程借鉴。     

XLPE高压电缆在线监测方法综述与设计

交联聚乙烯（XLPE）高压电缆的检修还处于定期试验的预防性维修阶段。对于XLPE高压电缆的在线监测,目前已有许多不同监测方法,文章通过对较为常用的局部放电试验法和温度监测方法进行研究和分析,并对比和总结了其他诸多方法的特点,设计了一套基于综合信息的XLPE电缆诊断方案。     

基于多状态量特征及变化规律的高压电缆状态综合评估

随着高压电缆设备状态检修工作的不断推进,对电缆多状态量的检测、监测以及状态综合评估提出了更高的要求。该文搭建了高压电缆状态仿真平台,试制了11类高压电缆典型缺陷:包括界面气隙、导电尖端、橡胶件内表面划伤、橡胶件外表面破损、导体连接不良、铅封开裂、铝护套破损在内的中间接头及本体典型缺陷;包括悬浮电位、应力锥错位在内的终端典型缺陷;包括两点接地、接地系统悬浮在内的接地系统典型缺陷。针对高压电缆典型缺陷开展了不同试验电压、试验电流工况下的模拟试验研究,建立了含局部放电谱图、接地电流变化曲线、温升变化曲线的图谱库,总结了不同缺陷下局部放电、接地电流、温度等状态量的特征及变化规律,得出了不同带电检测及状态监测手段与典型缺陷的有效性映射关系:局放检测技术可检出对象涵盖了大部分典型缺陷,对于绝缘类缺陷尤为敏感;温度检测技术对发热、过流类缺陷较为敏感;接地电流和接触电压检测技术对接地系统类缺陷非常有效;涡流探伤、超声导波检测技术等其他检测手段均具有一定的针对性。在此基础上,制订了高压电缆缺陷诊断及评估流程,提出了基于多状态量特征及变化规律的高压电缆状态综合评价方法,并以220 kV陆荡2R49线为例验证了该综合评估方法的有效性,可为高压电缆线路的状态评估、运维工作提供重要参考。     

500 kV高压电缆在线监测技术应用研究

介绍了二滩水电站500 kV高压电缆的基本情况及业内高压电缆在线监测方式。根据电缆故障特征量分析结果，探讨将电缆外护层感应电压作为高压电缆故障诊断参数的可行性，最终提出适用于二滩水电站高压电缆的在线监测方式。     

高压电缆接地电流的计算及其影响因素分析

单芯高压电缆金属护套接地电流过大会导致其护套上产生大量附加损耗,降低电缆载流量,缩短电缆使用寿命。为分析电缆线路金属护套中的接地电流,建立了单芯电缆交叉互联接地方式下接地电流的数学计算模型,并编制了相应的计算程序,通过与实测值比较,验证了该计算程序能准确得到实际电流值。在此基础上,分析了单芯高压电缆金属护套接地电流与其接地电阻、护套参数以及大地电阻率等影响因素的关系。结果表明,电缆接地电阻对接地电流的影响较大;在工程实际范围内,金属护套参数对接地电流值影响不大;只有当大地电阻率很低时,接地电流值才对大地电阻率比较敏感。研究结果为高压电缆运行维护提供了理论依据。     

高压电缆局部放电检测技术探讨

介绍了国家电网公司高压电缆竣工试验技术标准,探讨了高压电缆竣工试验过程中试验电源和供电电源的的技术要求。提出了竣工试验时应采用分布式局部放电的检测方法实施带局部放电检测的交流耐压试验技术标准,有利于发现电缆及附件中存在的微小局部放电缺陷,提高投运电缆的优良率。     

高压电缆多状态量在线监测设计与实现

为了提高高压电缆运行的稳定性,对各种技术与监测系统进行研究,提出了一款基于电缆接地箱的高压电缆多状态量在线监测系统,完成了整体的软硬件设计,并进行了应用测试.测试结果表明,该监测装置能有效监测电缆的各种运行状态数据,保障电缆正常运行.     

高压电缆故障分析及其状态检测技术

本文按照电缆故障部位和故障性质两种方式将高压电缆故障进行了归类,同时分析了故障形成的原因;总结了常规的电缆状态检测项目,并针对不同类型的故障提出相应的状态检测方法和技术;给出了电缆故障的防范措施。从电缆故障的部位来看,本体故障占很大一部分;就形成原因而言,电缆设备质量问题,设计、施工工艺不良,外力破坏和外部因素是造成电缆故障的三个主因;运行巡检、局放检测、电缆运行温度监测是及早发现电缆缺陷和故障的三种最有效的检测手段。提出了电缆故障的防范措施,应从生产、设计和施工的源头把关电缆的生产和安装过程,同时加强运行巡检并运用合理的电缆状态在线监测技术,以期在电缆故障发生前发现缺陷,减少故障的发生。     

高压单芯电缆保护器在公伯峡水电站中的应用

公伯峡水电站主变高压侧至330 kV开关站之间的高压单芯电缆护层的接线方式是电缆一侧终端经保护器接地,另一侧终端采用直接接地方式接地,在运行过程中330 kV电缆护层接地线发生过热现象。针对接线方式中存在的问题,提出处理对策。     

基于模拟试验的高压电缆接地电流在线监测装置功能校验分析

因接地系统缺陷引发的高压电缆故障时有发生,接地电流在线监测技术是进行接地系统缺陷检测的一种有效手段,但该技术在工程应用中仍面临许多问题,其有效性及精度尚需通过仿真模型进行试验校验。文中利用高压电缆状态仿真试验平台,构建了110 kV电缆模拟试验回路,通过升压和升流系统模拟实际运行工况,对高压电缆接地电流在线监测装置进行了功能校验分析。在不同电缆运行工况下,对在线监测装置传感器的发热、振动和噪声状态进行了实测和分析。当电缆本体和接地缆流经异常电流时,校验了在线监测装置的运行情况。实验结果表明,在线监测装置中采用的不同结构的接地电流传感器的发热、振动和噪声状态存在差别,对电缆系统的影响程度也不一致,针对发现的问题提出了防范措施,确保在线监测装置的安全有效应用。     

高压开关设备的状态维修技术

金属开关柜柜内和手车触头温升、断路器机械特性及断路器触头电弧烧损是造成开关柜设备故障的重要原因,对它们进行有效的实时监测是实现开关设备维护方式转换的关键。介绍了CG2061型高压断路器触头温升在线测量系统原理及应用,永磁操动机构断路器远方监视技术及断路器触头电弧烧损监测技术。分析了断路器分闸动作时线圈电流波形与动铁心位移关系。列举了断路器短路开断电流与开断次数的计算方法。指出了将运行成熟的在线监测技术纳入设计和制造中,可以降低电器产品在线监测单元的安装费用,减少不必要工作。     

新型的电缆局部放电在线监测系统研究

城市电网中因电缆沟电缆故障起火的事件时有发生,电缆绝缘劣化是电缆发生故障的重要原因,局部放电(简称局放)是电缆绝缘缺陷的表征,也是导致其绝缘劣化的主要原因之一。一直以来手持局放仪巡检电缆线路是诊断电缆绝缘状态的重要方法,为降低工作人员手持局放仪巡线的繁琐程度,研究了一种新型的电缆局放在线监测系统,该系统中使用高频电流传感器耦合流过电缆接头接地引下线的高频脉冲电流信号,并通过新型局部放电采集器将局放综合信息上传至局放监测主机,完成局放信号的实时在线监测。与传统的局放采集器相比新型局放采集器搭载了电力人工智能芯片,实现了局放信号处理的边缘计算,极大地缓解了庞大安装数量级下局放监测主机的压力,最后在现场测试中应用了该系统,并验证了该系统的可行性。     

区域性分布式高压断路器状态监测与故障诊断系统的开发

介绍了高压断路器状态检修与监测的意义与现状以及状态监测的主要方法;根据需要,设计了区域性分布式高压断路器状态监测与故障诊断系统;阐述了系统各主要模块的功能。     

GPRS技术在高压开关设备温升检测上的应用

设计了一种基于GPRS的远程温度测控系统,该系统利用红外传感器采集温度,通过GPRS模块连接Internet,利用动态域名解析的办法与监控中心建立连接,再把温度信号传到监控中心,该系统具有抗干扰能力强、工作稳定的特点,可以对历史数据进行分析,为优化电力调度和设备维修提供依据,提高电力系统自动化程度。     

XLPE电缆局部放电在线监测系统的研制

局部放电检测是判断XLPE电力电缆绝缘状况的重要手段。设计并开发了一套用于中压XLPE电缆的局部放电在线监测系统,详细阐述了其工作原理、硬件组成、软件设计及实现方案。通过监测XLPE电缆屏蔽层接地线中的高频电流信号,来分析评估XLPE电缆的绝缘状况。现场运行结果显示,系统稳定可靠,能满足整个变电站中压XLPE电缆绝缘监测的需要。     

电力设备状态监测技术的应用和思考

电力设备状态监测的目的是采用有效的检测手段和分析诊断技术,及时、准确地掌握设备运行状态,保证设备的安全、可靠和经济运行。本文介绍了装备研究院设立电仪技术研究室后,该室积极开展红外成像、电能质量、局部放电等状态监测手段,发现和排除了多起潜在性设备隐患,充分体现了电力设备状态监测技术的必要性和有效性,为今后更深入的开展状态监测打下了良好的基础。     

在线监测XLPE电缆水树老化状态过程中的安全保护

介绍了叠加法交联聚乙稀(XLPE)绝缘电力电缆绝缘在线监测中的接地保护措施,包括放电管、大电流放电间隙保护器、继电保护器等。对它们使用的特点,如动作时间、保护范围和通流能力等进行了分析和比较。     

高压断路器综合监控系统的断路器电寿命功能模块研究

传统的标定方法用累计开断电流或累计开断次数来估计电磨损量.分析可知,这两种方法都不能准确计及断路器的电寿命.采用相对电寿命和相对电磨损的概念来估算断路器的电寿命,提出了少油断路器,SF6断路器和真空断路器的相对电寿命和相对电磨损的计算方法.这种标定方法比累计开断电流和累计开断次数的方法更准确,同时比累计开断容量的方法更具工程可操作性.     

应用于高压电缆的光纤分布式温度传感新技术

光纤分布式测温技术是一种利用激光在光纤中的传播特性,实现实时测量空间温度场分布的新技术。它能对光纤沿线的温度场进行分布式的连续检测。本文介绍了该技术的测温原理,以及其在高压输电电缆内部温度监测方面的应用,并介绍了光纤安装方式对测温精度的影响。