配电电缆中受潮接头的阻抗特性及其检测方法研究

电缆接头是电力电缆中最脆弱的部位,接头受潮是中压交联电缆的常见缺陷,如果未能及时得到修复,将导致电缆过早失效。文章围绕中间接头受潮后的阻抗特性及其检测方法开展研究,阐述了波在电缆中传播的折反射现象,以时域反射法的理论知识为基础,在CST (Computer Simulation Technology) Studio Suite中建立了10kV冷缩式中间接头的三维单芯模型,对中间接头不同程度进水情况下的阻抗特性和反射波形进行研究;在实验室10kV交联聚乙烯电缆中间部位的电缆接头上制作进水缺陷,分别进行电缆接头S参数测量和时域脉冲反射实验;最后,分析和比较了电缆受潮接头的阻抗特性仿真和实验结果,证明了使用时域脉冲反射技术对受潮电缆中间接头进行受潮诊断的可行性和有效性。     

基于线性阻抗谱的配电电缆接头受潮缺陷检测

对电缆接头受潮缺陷的检测既需判定被测电缆线路是否存在接头受潮的情况,还需对受潮接头进行定位分析,因而配电电缆接头受潮的问题一直困扰着电力系统的运维人员和相关研究学者。通过线性阻抗谱技术开展电缆接头受潮缺陷的检测,首先基于理论和仿真分析了线性阻抗谱技术识别电缆阻抗变化的原理,然后通过现场试验验证了线性阻抗谱技术在配电电缆接头受潮缺陷检测与定位方面的有效性。     

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。     

用振荡波电压法检测含有缺陷的10kV交联聚乙烯电缆接头实验

10 kV交联聚乙烯电缆中间接头是极易引发故障的部位,分析振荡波电压法检测电缆接头各类缺陷的有效性具有重要意义.对冷缩式电缆中间接头分别制作了误用绝缘带、飞边以及水膜3类缺陷,并利用振荡波测试系统进行高压测试,测试结果表明振荡波测试系统对接头误用绝缘带缺陷反应最灵敏,但无法检测出接头含有飞边与水膜的情形.利用有限元法对...     

110 kV电缆中间接头半导电层缺陷局部放电测试技术研究

高频电流耦合法(HFCT法)和检测阻抗法是高压电缆局部放电检测重要手段,两种方法局部放电检测装置以及数据分析方法均不相同,致检测数据难以横向比对,给运维和检修带来困难。为比较两种检测手段的局部放电特性和检测性能,本文建立基于高频电流耦合法(HFCT法)和检测阻抗法的电缆中间接头气隙缺陷试验系统,设置了110kV电缆中间接头外半导层气隙缺陷模型,逐级升压激发缺陷的局部放电信号,利用PD-check采集和分析两种方法得到的放电谱图、单次脉冲的时频域特征。实验结果显示,在相同的局部放电测试环境下,检测阻抗法的抗干扰能力及测试灵敏度优于高频电流耦合法。     

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Dolph-Chebyshev窗的电力电缆中间接头定位诊断

提出一种基于Dolph-Chebyshev窗的配电电缆中间接头定位改进方法。根据电缆传输线模型说明频域反射法（frequency domain reflectometry,FDR）的定位原理,建立定位仿真模型进行验证,通过仿真对比分析选择基于DolphChebyshev窗的FDR改进方法;同时搭建电缆总长为20 m、接头位置为10 m的中间接头冷热循环受潮平台,探究其受潮发展规律;建立多接头仿真模型,探究接头在不同缺陷程度时的定位幅值关系。结合诊断模型,在2 800 m多接头10 kV XLPE电缆上进行验证。仿真及实验结果表明：所提方法能够准确定位各接头并有效识别出缺陷接头;验证了所提方法对电缆异常接头定位及诊断具有可行性。     

10kV XLPE电缆冷缩中间接头界面压力计算分析

近年来,冷缩中间接头广泛用于10 kV交联聚乙烯电缆线路中。界面压力是冷缩中间接头的重要性能参数,然而国际、国内标准缺少对界面压力测量方法的指导以及对界面压力数值范围的限定,一定程度上影响了冷缩中间接头的质量控制与性能检测。因此建立了界面结构的理论计算模型,推导了界面压力的理论计算公式,并以不同厂家不同尺寸的冷缩管为试品,使用预埋传感器的方式直接测得了实际的界面压力。试验结果表明:界面压力在接头安装后呈增大趋势并在数小时后趋于稳定值,试验数据与理论计算值的相对误差较小,验证了理论计算模型的合理性以及理论计算公式的有效性。研究结果能够为配网电缆中间接头的入网质量检测提供参考,从而提高配网电缆线路的可靠性。     

35kV冷缩电缆终端与中间接头制作常见错误分析

2011年7月,施工人员在江苏省刘老涧第二泵站现场制作并安装了35kV冷缩电缆的6套终端及2套中间接头。制作结束后,对冷缩电缆终端和中间接头进行交流耐压试验,结果为不合格。     

交联聚乙烯和硅橡胶界面修复前后电气性能分析

电缆中间接头是电缆运行系统中的薄弱部位。随着接头运行时间的增加,空气中的潮气会侵入到接头复合界面,使接头绝缘强度严重降低,进而导致事故的发生。本研究首先通过修复液对受潮交联聚乙烯(XLPE)和硅橡胶(SiR)复合界面模型进行修复,对修复前后的复合界面进行耐压击穿试验和去极化电流测试,并对比分析复合界面修复前后电气性能的变化。最后对实际受潮电缆接头进行修复实验以验证修复效果。结果表明:修复后的复合界面击穿强度大幅提高,通过修复可以降低受潮界面的极化能力,并改善复合界面间的电荷储存特性。实际受潮电缆接头修复试验证明通过修复可以提高接头的绝缘性能。     

基于Nuttall自卷积窗的10 kV配电电缆中间接头定位改进方法

为解决现阶段采用离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)分析电缆首端输入阻抗谱时存在频谱泄露和栅栏效应的问题,提出一种基于Nuttall自卷积窗的10kV配电电缆中间接头定位改进方法.首先,应用含有中间接头的电力电缆传输线模型、电缆输入阻抗谱、中间接头定位原理、加窗傅里叶变换(wi...     

土壤直埋110 kV电缆中间接头稳态载流量仿真研究

针对目前没有成熟的交流电缆中间接头载流量校核方法,搭建了土壤直埋110 kV电缆中间接头和电缆本体稳态载流量三维仿真模型,利用有限元对比研究环境温度、土壤导热系数和敷设深度对电缆中间接头和本体稳态载流量的影响规律。结果表明：在不同环境温度、土壤导热系数和敷设深度下,电缆中间接头载流量始终小于电缆本体载流量,土壤导热系数为0.5 W·(m·K)^-1、环境温度为293 K以及敷设深度为1.75 m时的中间接头载流量相较于相同条件下的本体载流量减小了10.8%。因此,如按照电缆本体载流量校核电缆载流能力,将导致中间接头主绝缘处于加速热老化状态。为确保电缆长期稳定运行,建议以本体载流量确定电缆载流时应留有一定裕度。     

冷缩式中低压电缆接头的改进

简要介绍了传统冷缩式中间接头进水的原因,分析了绕包式和预制式中低压电缆接头的优点,进而提出了改进型冷缩式防水中间接头的设计方案。利用COMSOL有限元分析软件,建立分析模型,并进行了试验验证,解决了电缆中间接头因进水引发的故障跳闸问题。实现电缆内外双向可靠防水,保障电缆线路在电缆线芯进水情况下和泡水环境中安全稳定运行。     

含防爆盒的三芯电缆中间接头散热性能及载流量研究

为了避免电缆遭受外力破坏,防止中间接头故障后蔓延至临近电缆,电缆中间接头需加装防爆盒,如此势必延长中间接头热传导的路径,影响其散热性能。为了进一步探究配电网三芯电缆中间接头加装防爆盒后的温度及载流特性,本文以20kV三芯电缆中间接头为例,建立考虑接触电阻的三芯电缆中间接头磁-热耦合模型,计算了289A电流下含防爆盒的中间接头温升,对比运行数据验证了仿真计算的准确性,然后进一步分析了防爆盒对中间接头载流量的影响规律。结果表明：防爆盒内的空腔会大大降低中间接头的散热性能,相比于电缆本体时,载流量约下降37.1%,而灌注环氧树脂ab胶后,可以大幅度增强中间接头的散热,相对于未灌胶时载流量提升近41.1%。研究结果可为防爆盒的设计及中间接头运维的制定提供参考,有益于电缆的安全稳定运行。     

基于冲击响应特性的10kV电缆网络缺陷定位方法

为了在10 k V电缆网络中确定缺陷的位置,提出了一种根据电缆在冲击电压下的不同响应特征对电缆进行绝缘诊断的新方法。在PSCAD/EMTDC中建立了工频叠加冲击电压下10 k V电缆网络仿真模型,分析了电流、电压在主电缆馈线上的暂态传播特性,利用电流变化表征电缆缺陷,判断缺陷位置。通过传播特性仿真发现,在冲击源的两侧电流呈双极性,而电压呈单极性。在仿真中设置电缆缺陷,发现了测试电缆段两侧的电流在有缺陷和无缺陷的情况下有明显区别。通过对比电缆在出现缺陷前后主馈线各节点的电流波形变化,能够判断电缆缺陷所在的位置。     

某500 kV线缆混合线路的故障定位方案

针对某500 kV线缆混合输电线路,通过现场实测其内部各段工频参数和波阻抗,分析其分布特性及行波在输电线的传播特性,发现各段工频参数极不均匀,且各段的零序补偿系数之间、波阻抗之间也相差较大;内部固有行波反射点较多,在线缆连接处反射系数较大.根据以上特点,提出分两步的两端阻抗法和分段两端行波法对该输电线路进行故障定位,并基于当前设备条件进行技术经济比较,对线缆混合输电线路推荐采用分段两端电流行波法,可以有效地提高了线缆混合线路故障测距精度.     

基于GIS的电缆接头温度在线监测系统的研究

电缆接头是电力系统安全运行中的最薄弱环节,实时的掌握电缆接头的运行温度对电力系统的安全运行有十分重要的意义。本文针对电力系统中电缆接头地理位置分散的特点,将GIS引入电缆接头温度在线监测系统中,使运行人员直观的了解每个电缆接头的温度,有效避免了电缆火灾事故的发生。     

基于脉冲特征参量表征划伤的XLPE电缆终端局部放电特性

安装电缆终端附件时,锋利的刀具使主绝缘留下划痕并容易引发放电,对电网的运行造成安全隐患.文章在10 kV下对距离截断层10 mm、30 mm、50 mm和70 mm含纵切划伤的XLPE电缆进行局部放电试验.提取放电脉冲波形,并对各缺陷电缆的放电脉冲进行分析,分析脉冲正、负波形的下降时间Tr+、Tr-;上升时间Tf+、Tf-;宽度Tw+、Tw-;持续时间Tl以及峰值绝对值p等特征量及其差异度.另外,对各脉冲功率谱作归一化研究.研究结果表明,随着划伤远离截断层,正半周的放电脉冲向右偏移并且与负半周脉冲距离减小;T-、Tf+、Tw+、Tl和p能更好地体现划伤位置及放电程度;随划伤与截断层距离增加,放电脉冲功率谱形状由"上窄下宽"向"上下较窄"演变.根据脉冲的特征参量分析局部放电特性,为识别划伤位置及严重程度提供了依据.