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。     

老化中压电缆复合界面的放电特性研究

针对中压电缆热缩型中间接头界面受潮老化的放电特性做了相关研究,分别在不同的湿度环境下做了两类中间接头样本。通过对干燥电缆接头和受潮电缆接头界面间的放电特性做了对比,将整个放电过程分成了三个阶段,分别对比这三个阶段的不同放电特征。对击穿后的样本进行了解剖,观测到受潮界面和干燥界面绝缘失效后的电痕有差异。分析了造成放电特性和电痕差异的主要原因。得出了由于界面间水的作用,使得界面空腔被填满的同时降低了绝缘强度,虽然消弱了初始阶段的局部放电,但增加了后期的击穿概率。而造成不同的电痕特征的主要原因在于干燥界面间的放电对绝缘的劣化具有累积效应,所以放电主要集中在一条通道上。而潮湿界面在水的作用下,界面击穿发生在不同的位置,碳化痕迹分布较广。     

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。     

10kV交联聚乙烯电缆运行状态评估分析

随着电缆广泛使用,如何评估电缆运行状态,已成为热点问题。为此,选取制作了4条含有中间接头的新电缆,使用加热循环平台对电缆进行了加速老化试验,并进行了宏观电气检测试验和微观材料分析试验。根据试验结果,结合国家标准GB 12706—2008,同时充分考虑电缆运行年限、运行环境、负荷情况、历史故障这些附属因数,提出了1个电缆运行状态评估模型。最后,应用评估模型对实际运行中的新电缆及老化较严重的电缆进行了运行状态评估。试验结果表明,宏观上绝缘电阻、介质损耗角正切值、局部放电和微观上氧化诱导期(OIT)、绝缘结晶度、老化后O元素的质量分数、羰基指数都反映了电缆的老化状态。通过对评估结果进行分析,验证了评估模型能够有效对电缆运行状态的变化作出判断和估计。     

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。     

10kV XLPE电缆受潮绝缘特性研究

伴随中国城镇化进程的推进,电缆正逐步取代架空线而广泛应用于城市配电网络。然而,随着配网电缆规模的快速增长,电缆故障也日益频发。配网电缆的运行环境大都较为恶劣,部分电缆接头长期处于潮湿的环境,甚至直接浸泡在水中,电缆内部很容易受潮,进而引发电缆绝缘故障。为此搭建了恒压负荷循环试验平台,选取3条严重受潮的10 kV XLPE电缆,利用恒压负荷循环试验将受潮电缆中的潮气和水分排出。通过测量潮气和水分排出前后电缆的绝缘电阻和介质损耗,得到绝缘电阻和介质损耗随潮气排出的变化规律,从而获得潮气对电缆绝缘特性的影响机理。     

基于极化-去极化电流方法的交联聚乙烯电缆绝缘无损检测

为了准确评估配电网中运行的交联聚乙烯(XLPE)电缆的绝缘状态,基于极化-去极化电流(PDC)特征参数的无损检测装置和相关评估方法进行了研究。选取不同长度的新电缆与老化电缆为研究对象,采用极化-去极化电流(PDC)方法来无损检测了电缆绝缘性能。通过对比不同电缆的去极化放电电流曲线可以发现:放电初期,在短时间内电流由μA级骤降至n A级,该过程中老化电缆放电速率比新电缆更快;经过较长时间,电流由n A级降至p A级,最终稳定在p A级,此时老化电缆放电电流值远大于新电缆,电缆充电电压越高且充电时间越长,去极化电流值就越大。最后通过对实验数据进行非线性拟合计算,分析得到了拟合曲线与电缆绝缘层中介电常数和电导率的关系。研究结果印证了基于PDC方法检测XLPE电缆绝缘状态的准确可靠性。     

油浸电力变压器受潮故障分析与处理

变压器在运行中易发生多种故障,其中绝缘受潮是引发绝缘故障的主要原因之一.针对2起绝缘受潮事故案例,分析受潮故障的测试数据,利用电气试验检测法和油中溶解气体色谱分析法,分别从绝缘电阻、吸收比、极化指数、介质损耗、绕组泄漏电流、油中微水分析及绝对产气速率不同的角度反映和判断变压器绝缘状况.     

发电机绝缘受潮分析与处理

空冷式发电机在停运状态下绝缘容易受潮,主要表现在泄漏电流显著增加、绝缘电阻显著降低。按照规定,绝缘电阻低到一定数值,是不允许运行的,必须进行干燥处理。本文结合发电机的结构特点对绝缘容易受潮的原因进行了分析与判断。并介绍了短路法处理发电机绝缘受潮的方法,该方法操作简便、节省时间、效果良好。     

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。     

某35 kV开关柜局部放电及受潮的原因分析

针对某开关柜运行中多个间隔局部放电数值超标的现象,对开关柜内设备进行停电检查及绝缘性能试验,分析了开关柜自身结构及其运行环境中存在的薄弱因素,建立了开关柜受潮过程的模型,研究了设备绝缘性能下降的机理,并提出了更换老化、受潮绝缘件,在开关柜内安装加热器、除湿机,增强电缆沟防水性及电缆孔洞密封性等改进措施。经过一年的跟踪监测,开关室内的湿度保持在50%左右,开关柜内的湿度保持在48%左右,未发现开关柜内设备局部放电及受潮、老化现象,设备绝缘性能良好。     

评估变压器油纸绝缘受潮的电压响应方法研究

回复电压法能有效诊断变压器油纸绝缘的状态,但测量时间过长,由此提出通过单次加压建立的极化在不同去极化时间段内的电压响应特性进行绝缘诊断的方法,省去多次加压的过程,节省了测量时间;实验研究了不同受潮状态的变压器油纸绝缘介质在不同去极化时间段的电压响应特性,结果表明,充电2000s后首次放电0.1s的电压响应初始斜率随绝缘受潮程度的增加而增大,可作为评估其受潮状态的特征量;同时通过频域分析仪测得介质的直流电导率,将其与根据首次放电初始斜率计算获得的极化电导率进行对比分析,进一步验证了该特征量的有效性。本文提出的测量方法为应用电压响应法现场快速诊断变压器油纸绝缘的受潮状态提供了一种新的研究思路。     

10 kV电缆局部放电的振荡波电压法检测

介绍了振荡波电压法检测电缆局部放电状态的基本原理、技术参数、主要测试步骤。利用电缆振荡波局部放电测试系统对一段长294 m的10 kV XLPE电缆进行了局部放电测试。测试中发现了电缆中间的接头部位存在局部放电现象,经解体检查发现该接头内部受潮和热缩管收缩不均匀,导致与主绝缘界面存在气隙,估计该接头可能是造成该电缆局部放电的主要原因;在更换该中间接头后,复测结果正常。检测结果验证了该项技术的有效性。     

基于PDC法的干式套管用胶浸纸绝缘受潮状态评估

为了提取表征胶浸纸(RIP)绝缘受潮状态的特征参量,文中将时域介电响应技术应用于受潮状态评估,并利用极化/去极化电流(PDC)测量法对其进行深入研究。首先在实验室制备不同含水量的RIP绝缘样片并测试获得PDC曲线;然后引入遗传算法和内点法相结合的优化算法,利用Matlab获得扩展德拜模型参数;最后提取2个受潮状态特征参量,即最大时间常数分支的弛豫贡献系数A₉和稳定去极化电量Q_d-5000。研究结果表明：PDC曲线随含水量的增加整体向上移动;受潮造成RIP绝缘的直流电导率增加,绝缘电阻、吸收比和极化指数显著降低;建立的9支路扩展德拜模型等效电路参数对RIP绝缘受潮状态的反应较为灵敏,A₉与含水量呈线性拟合关系;去极化电量对含水量较为敏感,Q_d-5000与含水量呈指数拟合关系。     

电缆线路中间接头绝缘缺陷电场仿真与放电小室局放检测研究

高压电缆作为输送电能的优选设备而被广泛应用,但其长期处于高压环境下,将会导致故障的发生。电缆接头是电缆中最为薄弱的环节,由于其制造过程的不严谨和长期运行与高压环境,将会产生诸多绝缘缺陷,导致局部放电。缺陷会导致内部场强的增加和温度的升高,将严重影响电缆的正常工作,甚至导致绝缘击穿引发巨大故障。为预防绝缘缺陷引起的故障,对电缆进行气隙,杂质和受潮3种典型的绝缘缺陷进行仿真分析,通过对比来得出不同缺陷对电场强度和电压的影响,接着对中间接头的典型绝缘缺陷进行了局部放电检测,结果显示即使微小的缺陷也会引起场强和电压的突变,从而导致绝缘劣化。     

10 kV交联聚乙烯电缆接头微小缺陷时电气性能分析

对10 kV交联聚乙烯电缆接头制作过程中存在微小缺陷时的电气性能进行分析。人为制作了电缆接头绝缘层划痕、半导电层剥离尺寸不对、绝缘层有杂质这3种易在电缆接头制作过程中产生的缺陷,开展了绝缘电阻测试、直流耐压测试、工频交流耐压测试、雷电冲击测试和局部放电测试,并同完好电缆接头进行试验结果比对,得出只有局部放电测试能检测出缺陷电缆接头,其余试验均通过,对于电缆接头试验具有重要的参考意义。     

1．5kV直流电缆在线监测系统研制

设计了一套应用于1．5 kV直流电缆的绝缘在线监测系统,详细阐述了其工作原理、硬件组成及软件设计方案。该系统通过监测直流电缆局部放电和泄漏电流,来综合评估直流电缆绝缘状况。现场运行结果表明,该系统稳定、可靠,能够准确评估直流电缆绝缘状况。     

电力电缆局部放电特征分析及运维检修策略研究

电力电缆局部放电检测是检测电缆绝缘状态的重要故障检测方法。然而,目前对于XLPE直流电缆局部放电的特征与分析相对空白,因此研究XLPE直流电缆局部放电的现象与特征,有助于对XLPE高压直流电缆绝缘状况的有效评估,同时对高压电缆的故障诊断与运维检修工作有着重要意义。首先使用Comsol仿真软件对XLPE电缆中间接头进行了仿真,分析了不同缺陷情况对XLPE电缆的影响;随后对不同类型的电缆绝缘缺陷进行了模拟试验,总结了XLPE直流电缆局部放电过程中的各类现象和特征,提出了XLPE电缆运维与检修工作的参考策略。     

电缆中间接头应力锥安装错位检测的试验研究

模拟制作了电缆中间接头应力锥安装错位缺陷,以此建立缺陷检测的试验平台,对比分析阻尼振荡波电压法局部放电检测、工频交流耐压试验和局部放电在线检测等典型试验方法对电缆应力锥错位缺陷检测的有效性和灵敏度。试验结果表明:三种试验方法均可有效检测电缆应力锥错位缺陷,其中阻尼振荡波电压法的灵敏度更高且可实现精确定位。由此得出结论:可采用阻尼振荡波电压法局部放电检测和工频交流耐压试验进行10 kV电缆交接验收试验,将电缆绝缘状态检测关口前移;可采用局部放电在线检测方法检查在运电缆的绝缘状态。     

极化去极化电流技术用于诊断XLPE电缆绝缘老化状态

研究了一种非破坏性的极化去极化电流(PDC)测量方法用于诊断交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘老化状态。在阐述了该方法的基本原理后,通过在实验室搭建平台,对进行了加速水树老化试验的电缆和在现场运行的老化电缆分别进行PDC试验。并利用最小二乘法,对测得的去极化电流曲线的低频部分进行线性拟合处理,通过比较拟合直线斜率比值,来分析各电缆绝缘去极化电流的变化规律,反映了去极化过程的差异。试验结果表明,通过对XLPE电缆进行PDC试验及对去极化电流测量曲线的分析,可以对电缆的绝缘老化状态进行合理地诊断。