配电电缆本体受潮缺陷定位及受潮特性分析

为解决现阶段极化/去极化电流法(polarization and depolarization current, PDC)和时域反射法(time domain reflectometry,TDR)无法对电缆本体局部受潮缺陷进行定位及识别受潮路径的问题,提出一种基于输入阻抗谱的配电电缆本体受潮缺陷定位方法,并对电缆本体受潮特性进行详细分析。首先,利用电缆分布参数模型、频域反射理论、输入阻抗谱、加窗傅里叶变换,阐述所提诊断定位方法的基本原理。接着,建立电缆本体受潮模型,运用短电缆样本受潮实验和仿真建模,详细说明电缆本体不同受潮严重程度、潮气扩散速率分别对电缆电容变化与样本含水量的影响。之后,运用仿真,对不同受潮程度、不同受潮区域范围的电缆局部缺陷进行定位诊断,得到不同受潮缺陷的定位反射特征。最后,在实验室20m长的10kV交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电力电缆上制作0.8 m长的局部受潮缺陷,通过电缆本体受潮实验检验所提方法的有效性。仿真和实验结果表明:短时间内潮气很难径向入侵至电缆主绝缘,而会沿着铜屏蔽层与外半导电层之间的间隙往电缆首末两端轴向...     

基于输入阻抗谱的电缆故障类型识别及定位

为解决脉冲电流测试法(impulse current experimentation,ICE)与时域反射法(time domain reflectometry,TDR)对电力电缆故障进行诊断时存在的不足,提出一种基于输入阻抗谱的电缆故障类型识别及定位方法。首先,依据电力电缆分布参数模型、输入阻抗谱、频谱分析、Kaiser窗,阐明电力电缆故障类型识别及定位的基本原理。然后,对不同类型的电缆故障(开路、短路、高阻、低阻故障)进行建模分析,通过仿真获取正常/故障电缆的输入阻抗谱特征。基于此,再对故障电缆的输入阻抗谱进行处理,得到具有直观性的故障定位谱图,实现对电缆故障的高灵敏度定位。最后,在实验室40 m长的同轴电缆和1 000 m长的10 kV交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电力电缆上进行模拟故障测试,检验该方法对电缆故障的诊断效果并验证所提故障类型识别判据的有效性。仿真和实验结果表明:该方法对开路故障及阻抗在0?～38Z0 (Z0为电缆的特性阻抗)范围内的故障点具有较好识别效果,故障定位误差0.4%。与ICE法、TDR法相比,该方法的测试灵敏度更高,可实现对电缆故障的类型识别与高精度定位。     

分布式局部放电在线监测技术在上海500kV交联聚乙烯电力电缆线路中的应用

为了分析和评估500 k V交联聚乙烯(XLPE)电力电缆线路的绝缘状况并开展电缆绝缘诊断,基于超高压电力电缆的局部放电机理和局部放电信号衰减特性,首次提出了应用分布式局部放电监测技术进行500 k V电力电缆在线监测的新模式。实践中发现有3种现场局部放电提取信号方式可以满足500 k V电力电缆在线监测的实际需要。通过采用分布式时频分析技术,有效地解决了500 k V电力电缆绝缘缺陷的识别问题,提高了绝缘缺陷定位的精度。应用局部放电图谱库大数据分析技术及3图谱局部放电识别法,首次成功实现了500 k V电力电缆的绝缘诊断。开发了局部放电信号智能式进阶报警策略,提高了局部放电报警的可靠性。研究成果在国内首条长距离敷设的500 k V交联聚乙烯(XLPE)电力电缆线路上得到了成功应用。研究认为综合应用分布式时频分析、3图谱局部放电识别法和智能式进阶报警策略等分布式局部放电在线监测新技术,可以实现500 k V电力电缆绝缘缺陷的识别、定位和诊断;将对国内后续500 k V电力电缆开展局部放电监测和缺陷识别具有积极的指导意义。     

新型基于反射系数谱的电力电缆局部缺陷定位方法

为解决传统时域反射法(time domain reflectometry,TDR)和宽频阻抗谱法(broadband impedance spectroscopy,BIS)对电缆微弱局部缺陷进行定位时存在的问题,提出一种新型基于反射系数谱的电力电缆局部缺陷精确定位方法。首先结合电缆分布参数模型及精细频谱分析、Kaiser窗、距离窗处理技术详细阐明了反射系数谱定位方法的基本原理;然后对不同损伤程度的电缆缺陷进行建模定位仿真,检验该方法的可行性与识别灵敏度;最后在实验室65.5 m长的10 kV交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电力电缆上制作了微弱局部缺陷对该方法的准确性进行了验证。仿真和实验结果表明:该方法能对不同损伤程度的某些局部缺陷进行有效定位,即使电缆损伤程度较弱时,该方法也具有较高的识别灵敏度和识别精度,定位误差0.6%。与传统TDR相比,该方法对微弱缺陷的识别能力更强;与BIS法相比,该方法所需测试频率更低,所需测试点数更少。     

基于FMCW的10kV配电电缆故障定位及类型识别方法EI北大核心CSCD

为了解决电缆输入阻抗谱法对高阻故障定位距离较短、遮蔽区域大等不足,该文提出一种基于频域反射法的调频连续波(frequency modulated continuous wave,FMCW)电缆故障定位及类型识别方法。首先,依据FMCW电缆故障定位的原理结合电缆分布参数模型进行电缆故障定位仿真,获取电缆的FMCW幅值谱、相位谱。仿真结果表明,幅值谱可用于故障定位,相位谱可用于故障类型识别。根据仿真结果获取不同类型电缆故障(开路、短路、高阻、低阻故障)的相位谱特征。最后,在300m的射频同轴电缆和194m的10k V-XLPE电缆上进行测试,验证所提方法的有效性。实验结果表明,FMCW幅值谱能有效定位电缆的故障;FMCW相位谱的相位特征可以区分开路、短路、高阻、低阻故障。相较于电缆输入阻抗谱法,FMCW方法将高阻故障的检测距离从20 m提高至200m,将输入阻抗法40%的遮蔽区域降至18.2%以内,且对高阻故障的灵敏度从2 kΩ(40Z0)提高至10 kΩ(200Z0)。     

一种基于阻抗相位变化比率的长电缆局部缺陷定位新方法

在电缆出现故障前对局部缺陷进行定位非常关键。该文提出一种基于阻抗相位变化比率的长电缆局部缺陷定位的新方法。首先,研究局部缺陷对分布参数的影响,建立含局部缺陷的输入阻抗谱计算模型,在此基础上研究输入阻抗变化比率与局部缺陷的关联性;然后,通过分析变化比率第一峰值和第二峰值的比值与不同缺陷位置的关系,提出一种基于阻抗相位变化比率的长电缆局部缺陷的定位方法;最后,运用PSCAD仿真软件进行仿真验证。验证结果表明:该方法具有较高的识别精度,定位误差小于1.8%。相比于阻抗幅值谱在谐振频率处的微弱变化,阻抗相位变化比率能够比较灵敏地反映长电缆的局部缺陷,该文提出的方法可以有效定位长电缆局部缺陷位置。     

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...     

局部放电信号在交联聚乙烯高压电力电缆中的衰变及其检测

针对高压交联聚乙烯电力电缆独特的分层半导电绝缘以及复杂的金属屏蔽结构,采用阻抗分布参数加权比的传输线简化模型以及时域有限差分法对局部放电脉冲在电缆及接头中的衰减谱特性进行理论计算和电磁场仿真分析。设计和构建了电力电缆接头典型物理绝缘缺陷模型以及3种不同类型传感器组合的局部放电检测系统,开展了复杂的高压电力电缆接头分层结...     

基于阻抗谱加窗傅里叶变换的电缆多段缺陷识别方法

电缆各类潜伏性缺陷的识别和定位对电力运维具有重要意义,然而现有电缆检测方法无法在故障产生前对电缆老化、局部破损等缺陷检测进行定位。提出了一种基于电缆宽频阻抗谱的无损局部缺陷检测方法,可以有效地定位电缆早期缺陷,避免演变产生电缆故障事故。建立电缆分布参数的数值模型,研究了电缆阻抗谱特征规律,对比分析不同老化程度的潜伏性缺陷的出现对电缆阻抗谱的影响,分析了不同潜在缺陷的频域阻抗谱特征;对含有缺陷的电缆阻抗谱进行离散傅里叶变换,并以切比雪夫窗函数对积分变换的结果进行处理,实现了对多段潜伏性缺陷的准确定位。实验和仿真结果表明：该方法可以实现电缆上多段潜伏性缺陷定位,通过窗函数算法可以显著抑制噪声,提升定位精度。为电缆故障定位技术改进提供了新的技术手段。     

组合电器盆式绝缘子内部气隙缺陷的带电检测与分析

笔者通过局部放电超高频检测、缺陷定位、模式识别以及解体等,分析了一起组合电器GIS盆式绝缘子内部气隙缺陷,阐述了基于信号能量衰减法和到达时延法的缺陷精确定位过程,又根据超高频信号PRPD谱图特征对缺陷类型进行了识别,最后通过解体查找到了该内部气隙缺陷。