交联聚乙烯电缆故障行波测距新方法研究

本文为解决传统行波测距方法中,直流分量对交联聚乙烯(XLPE)电缆的损害以及故障检测成功率不高的问题,通过分析冲闪法和直闪法测距技术存在的问题,发现了行波测距检测的是电力电缆故障点放电产生的脉冲行波信号,而非注入的高压脉冲信号,得出了脉冲和直流高压的击穿能力依赖于储能电容的容量,输出电流不能有效保证故障点低阻状态等重要结论,并提出了"交流高压闪络法"作为XLPE电缆测量方法,即采用高压交流电源击穿电缆故障点,能够提供持续的大电流,保证故障点持续放电。通过仿真分析和工业实验,证明了本方法的有效性,提高了测距的准确性和可靠性。     

高压电缆充油终端接地系统缺陷电压和电流特征分析

为探究高压电缆充油终端铜网缺失和铅封缺陷等接地系统缺陷对终端电压和电流的影响,利用集中参数电路,建立电缆充油终端电阻电感电容（RLC）等效模型,基于COMSOL计算终端电容参数以及实验测试电阻参数,分析缺陷下终端电压和电流的变化特征,并通过实际故障案例加以验证。结果表明：铜网缺失导致终端外半导电层接地失效,外半导电层电...     

高压电缆老化的诊断技术

本文简要介绍了高压电缆产生老化的各种原固.详细介绍了诊断高压电缆老化的测试技术.包括绝缘电阻、直流漏泄电流、tgδ、局部放电以及逆吸收电流和残存电压法等.并以交联聚乙烯绝缘电缆水树老化诊断为例,介绍日本目前已积累的数据及判断绝缘老化程度的参考指标.     

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。     

去极化电流法对10kV电缆绝缘老化诊断的研究

为了对10k V运行电缆绝缘状态进行简单、快速评估,提出一种基于去极化电流的诊断方法,对水树老化交联聚乙烯电缆绝缘状态进行评估,并对其诊断参数进行了研究。首先通过水树加速老化装置在电缆样本中生成明显的水树。然后采用虚拟仪器(Labview)配合Keithely皮安表与高压真空开关系统完成去极化电流控制采集平台的搭建。利用搭建的测试平台对不同长度和不同老化时间的电缆样本进行去极化电流测试,通过对去极化电流曲线的积分,提出了基于去极化电流放电量的电缆绝缘老化判别方法。结果表明:长电缆的去极化放电量远大于短电缆,老化电缆的放电量大于新电缆,且老化程度越严重,稳定后去极化电流值越大。说明该去极化电流法能准确有效判别电缆绝缘老化问题。     

运用冲闪法检测电力电缆故障

结合实例对运用冲闪法测距进行了分析,并提出了使故障点充分放电应采取的措施,以及测试时应注 意的问题及解决措施。     

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。     

屏蔽电缆共模感应干扰的数值计算方法

根据两线传输线的响应方程式，提出了传输就的电路模型，利用链型集中参数等效电路计算传输线上各点的感应电压放电流。根据镜像原理得到了一种用于计算屏蔽电缆的共模干扰电压放电流的时域解的方法。     

电机驱动用长电缆破坏机理分析及防护

采用长线电缆的电动机驱动系统频繁出现电缆绝缘损坏问题,严重影响了系统的可靠运行。在分析变频谐波和电压闪停对长线电缆绝缘影响的基础上,通过PSCAD/EMTDC软件建立了"变频器—长线电缆—异步电机"仿真计算模型,进行了变频谐波和电压闪停情况下长线电缆的过电压、过电流及相应频谱仿真分析。仿真结果表明:变频器输出脉冲波经长电缆传输时会在电缆接头处产生接近两倍的谐波过电压,同时产生谐波过电流导致电缆绝缘降低;电网电压发生闪停后,电机会发生能量倒送,产生短时大电流破坏电缆绝缘。基于仿真结果,设计了一种二阶RLC低通滤波器以抑制变频谐波的危害,并提出了降低电压闪停影响的保护措施,从而有效地保护电缆绝缘。     

屏蔽电缆内导体电流的仿真方法研究

为了获得系统辐射电磁干扰(EMI)预测模型的干扰源,提出了一种仿真结合测试获取屏蔽电缆干扰源的方法.针对实际电缆截面参数、走线布局与端接阻抗,建立了等效仿真模型,得到了内外导体电流的传递函数;将实测的外回路电流作用于传递函数,反推得到了内导体干扰电流;并加工了测试装置,测量了典型电缆的传递函数曲线.试验结果表明,在电流探头的工作频段内,仿真结果与试验结果具有较好的一致性.该方法为分析电缆辐射奠定了基础,同时为抑制电缆辐射提供了依据.     

基于冲击电压下有功损耗测量的电缆绝缘状态评估

为评估运行电缆的绝缘状态,设计了一套基于Lab VIEW的冲击电压及冲击电流的测量系统,在此基础上,提出了有功损耗评估电缆绝缘状态的方法。测量系统采用两级分压的低阻尼阻容串联分压器作为电压传感器,空心罗氏线圈作为电流传感器,DS6104示波器作为数据采集装置,通过Lab VIEW软件平台实现对示波器的控制及数据的采集和存储。测量结果表明该系统能够实现对冲击电压和冲击电流的自动同步采集和存储,波形无振荡、无畸变。通过测量水树老化电缆的冲击电压和冲击电流数据并进行数值积分,得到冲击下的有功损耗。与介质损耗正切值测量结果对比,发现两种评估手段的结论是一致的,表明有功损耗能够良好地反映电缆的绝缘状态。     

750kVGIS变电站雷电侵入波过电压的研究

为使模拟计算结果更接近实际,需要研究雷电侵入波过电压计算模型的误差及影响因素,基于输电线路的伏库特性,用简单的电路模型模拟输电线路电晕特性,建立了集中电感、单波阻和多波阻3种杆塔模型;研究了电晕效应对雷电过电压及杆塔模型对变电站雷电侵入波过电压计算结果的影响。利用EMTP计算雷击塔顶和绕击输电线路2种雷击方式下750kVGIS变电站内断路器、电流互感器及变压器等设备雷电侵入波过电压的结果表明,冲击电晕使雷电侵入波产生很大的衰减和变形,和不考虑电晕所得过电压幅值相差约5%;3种杆塔模型算得的结果相差近10%;GIS出线方式等其它因素对过电压值也有较大的影响。     

雷电波侵入XLPE电缆绕组的暂态特性

利用雷电波侵入XLPE电缆绕组的外端口特性得出其暂态等值电路,并进行分析求解.发现避雷器的放电电压和残压越高,电缆绕组上的电压越高;但是侵入波越陡、入口电容越大,反而可能使得电缆绕组上不会出现高于避雷器残压的过电压,有利于电缆绕组的保护.这与传统变压器绕组出现具有余弦振荡性质的过电压有很大不同.对绕组输入模拟雷电波进行实验并使用EMTDC仿真,对比表明电缆绕组在雷电冲击电压作用时外端口特性可用R、C串联支路来近似等效.为这种新型变压器的设计、保护技术提供了参考依据.     

基于冲击电压下电缆等效电阻值的绝缘状态评估新方法

为了评估电力电缆的绝缘状态,提出了冲击电压下电缆等效电阻值的计算和绝缘状态评估的新方法。将电力电缆简化为RC串并联等效电路,并分别模拟电力电缆各层及整体的电路参数。利用电磁场理论给出了电力电缆的等效电路参数的数学表达式,提出了冲击电压下计算电力电缆等效电阻值的方法,并理论推导出了冲击电压下电力电缆等效电阻的计算表达式,从而总结出了一种评估电缆绝缘状态的新方法。利用电力系统暂态仿真软件(Alternative Transients Program,ATP)和矩阵实验室(Matrix Laboratory,MATLAB)软件进行了电缆电阻的仿真和计算;仿真与计算结果表明,仿真设置的电阻值与理论计算的等效电阻值之间误差最大为0.4%,验证了电缆绝缘状态评估新方法的可靠性。     

高压静电设备中倍压整流电路的工作状态分析

从电压、电荷、能量等各个角度详细分析了理想倍压整流电路中倍压电容上的电压关系。结果表明静电电源设备倍压整流电路正常工作下输出电压波动很小,但当除尘电场击穿放电时,其输出电流出现一浪涌,其幅值可超过正常电流的几十倍,引起高压除尘装置供电设备发生故障。     

Development of a contactless measurement method for transmission line surge voltage waveform

This paper proposes a contactless method to measure a surge voltage waveform on an overhead transmission line and on a cable sheath enclosed in a corrosion‐proof layer. To measure surge voltage and current waveforms on the overhead line, the method is based on electromagnetic coupling between the overhead line and a surge sensor, composed of a closed loop which is a distributed parameter line. The surge waveform is estimated from the induced voltage to the closed loop and from a Z‐parameter theory. To measure the cable sheath voltage waveform, the method is based on electrostatic coupling between the sheath and a detecting electrode, which is portable and detachable, and is composed of quite simple components, and its potential dividing ratio is adjustable using a lumped capacitor. The proposed method is inexpensive, is easy to measure surge waveforms with reasonable accuracy, and also is applicable to surge measurement on a live line because of its contactless nature. © 2001 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 136(1): 9–15, 2001     

Driving high surge currents into long cables: more begets less

Reality checks can and should be applied to proposals for characterizing the surge environment and application of surge protective devices (SPDs) to end-user, low-voltage power systems. One such check is the fact that driving a large current with steep front toward an SPD installed at the far end of a branch circuit cable could require such a high voltage that the connections at the near end of the cable will flashover, limiting the stress applied to the far-end SPD. Tests and numerical modeling were performed to support this thesis. The results of real-world measurements and modeling, presented in this paper, are in good agreement and validate each other. From that point on, the model allows parametric variations of power cable length and surge current amplitude and waveform, of which several examples are presented     

500 kV交流海底电缆金属护层冲击感应电压研究

属护层冲击感应电压是高电压、大长度海底电缆安全运行的重要控制条件。采用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC,建立了海底电缆金属护层冲击感应电压仿真模型,对电缆长度、侵入波波形、电缆结构参数等对护层冲击感应电压的影响进行了计算分析,并研究分析了金属护层与铠装层分段短接和采用半导电外护套两种方式对限制金属护层冲击感应电压的作用,研究表明：电缆长度、侵入波波形和电缆结构参数对金属护层冲击感应电压有较大的影响;金属护层冲击感应电压随着分段短接点的个数和外护套电导率的增加而减小。     

Relationship between Creeping Discharge along Aerial Insulated Cable and Duration of Wave Front of Inductive Lightning Surge

We report the results obtained on the developing characteristics of creeping discharges along the insulated cable surface under inductive lightning surge voltages with various durations of wave front. The aerial insulated cables, usually, are supported by the post insulator and the binding wire at the reinforced concrete pole. When a lightning strikes near by the aerial insulated cables, the overvoltage due to the inductive lightning surge invades to the central line of the cable. The creeping discharge can develop along the cable surface from the free end of the binding wire just after a flashover of the post insulator at the cable supporting point. This creeping discharge may give rise to the accidents such as a melting or snapping of the cable. An important subject to prevent these accidents is to clarify the characteristics of creeping discharge along the cable surface and the developing mechanism of discharges. In this study, the impulse voltages with various durations of wave front are applied to the central line of the wire as the inductive lightning surge. The length and aspect of positive and negative creeping discharges developing along the cable surface are measured using a still camera with an image intensifier, and the developing mechanisms of creeping discharges are discussed on the basis of the models which are proposed taking into account the obtained results.     

Some features of travelling waves on cables

A study is presented of the validity of some general suppositions of traveling waves on power cables. It is generally accepted that the load voltage during a switching transient will rise to not more than twice the input surge voltage magnitude, and that this can only be associated with relatively fast rise times. It is also generally held that the period of the oscillating load voltage is only dependent on the cable feeding the load. These assumptions are sometimes wrong. Simplified explanations based on basic circuit theory are given as to when this could happen