高压交联聚乙烯电缆局部放电脉冲的时频特性识别方法

高压电力电缆局部放电（PD）测量中,进行绝缘诊断和状态评估的一个重要方面是局部放电信号（PDs）的识别和放电源分离。传统的基于局部放电幅值大小检测的相位统计分析,不足以实现有效的诊断、风险评估和基于状态的维护。为此,从理论上研究了频率（即等效带宽∫eq）一时间（即等效时间长度teq）分离技术,通过∫eq-teq。平面的簇脉冲来识别局部放电脉冲,并求解出局部放电脉冲信号在∫eq-teq。平面形成紧凑的簇所需要的相似属性参数。Xi。PE绝缘样片缺陷实验将气隙放电、沿面放电和电晕放电不同类型脉冲映射到∫eq-teq。平面;XI。PE电缆缺陷实验将不同位置的相同缺陷放电脉冲映射到∫eq-teq平面。结果表明,不同类型的缺陷产生的PD脉冲信号能有效形成自己的簇,电缆不同位置的缺陷产生的PD信号也能形成不同的簇。可见,∫eq-teq识别技术可为高压XI。PE电缆的缺陷类型及放电源分离提供判断依据。     

基于罗氏绕组传感器的电缆放电在线监测系统研究

介绍罗氏绕组电流传感器的工作原理及电缆放电在线监测系统的结构、关键技术,通过试验及现场应用,分析10 kV电缆在针板放电、内部放电、悬浮放电、沿面放电4种典型放电模型下的放电情况,认为基于罗氏绕组传感器的电缆放电在线监测系统可以有效提取局部放电信号,直观地显示放电信息,实现XL PE电缆接头局部放电的在线监测。     

500kV XLPE电缆绝缘中树枝化现象的述评

介绍日本开发 5 0 0 k V XL PE电力电缆时研究树枝化现象的形成 ,评述 XL PE电缆形成电树和水树与场强的相关性、树枝引发场强和长期寿命特性的研究结果 ,说明由此确定 5 0 0 k V XL PE电力电缆的绝缘设计。     

用于XLPE电力电缆局放检测的宽频带电磁耦合法的研究

对用于 XL PE电力电缆局部放电检测的宽频带电磁耦合法进行了研究 ,针对带铁氧体磁芯的罗哥夫斯基线圈型电流耦合器 ,讨论了几个主要参数对其传递函数的幅频特性的影响。模拟实验和电缆局放测量表明 ,应用此电流耦合器来检测 XL PE电缆的局放是可行的     

电缆终端安装刀痕缺陷的局部放电特性分析

为了在电缆终端运行初期检测出其典型安装刀痕缺陷,设计了电缆终端的两种常见刀痕缺陷,并对缺陷的局部放电特征进行了分析。通过电缆附件老化平台模拟真实工况并加速老化,使电缆终端缺陷的局部放电(Partial Discharge,PD)特征更为明显,并使用罗氏线圈传感器获取了不同刀痕缺陷下的PD数据,分析了不同刀痕缺陷的单个放电脉冲波形、放电频谱以及放电相位分布等特征。此外,将这两种缺陷的放电特性进行了对比分析。实验结果表明,不同缺陷下PD的时频特性各有不同;而且在短时间(240 h)老化的情况下,不同刀痕缺陷的放电程度就已表现出明显差异,这些特征可为缺陷识别以及改进电缆终端安装工艺提供依据。     

XLPE/PE电缆的0.1Hz超低频tanδ测量

介绍了 XL PE/ PE电缆现场试验新方法—— 0 .1Hz超低频电压试验的基本原理和测量技术 ,用它测量电缆tanδ可以敏感地检查电缆绝缘的整体缺陷。给出了 XL PE电缆 tanδ现场测量结果。     

35kV电缆终端常温下两种刀痕的局部放电特性

为研究电缆终端主绝缘刀痕缺陷下的局部放电(PD)现象及在不同刀痕缺陷下的局部放电特征,通过电缆附件老化实验平台模拟电缆终端实际运行工况,利用高频电流传感器取终端PD数据,对比分析这两种刀痕缺陷在常温20℃时的幅值相位分布图谱(PRPD)、单次脉冲放电波形、放电量分布图、电场仿真图形及时频(TF)特性。实验结果表明,在常温下两种不同刀痕缺陷的局部放电特征呈现明显差异。环切刀痕缺陷的单次波形持续时间长于纵切刀痕缺陷,在放电量、放电幅值大小及放电相位分布范围上要高于纵切刀痕缺陷,时频特性也存在明显的差异。通过这些差异可为缺陷的类型判断提供理论依据,并对于提前发现电缆终端安装缺陷保证电缆终端的稳定运行具有非常重要的实际应用价值。     

0.1Hz超低频下XLPE/PE电缆tanδ测量

介绍了 0 .1 Hz超低频电压试验的基本原理和测量技术 ,这是 XL PE/ PE电缆现场试验的一种新方法 ,用它测量电缆 tanδ可以敏感地检查电缆绝缘的整体缺陷。给出了XL PE电缆 tanδ现场测量结果     

电发光检测聚合物绝缘起始劣化的方法

电缆聚合物绝缘的劣化 (电树枝 )有两个阶段 :第 1是诱导期或起始期 ;第 2是扩展期。文中论述了劣化初始期聚合物内电场强度增强点会有发光 ( EL )现象 ,它不同于局部放电( PD)引起的发光现象 ,至少比 PD检测灵敏度高两个数量级。文中详细介绍了 EL现象发生的机理 ,以及进行实验和检测 ,最终认为 :EL是一种可在电树枝起始之前检测聚合物劣化的有效方法 ,并成功地用于 50 0 k V XL PE电缆的研究     

110 kV交联聚乙烯电缆终端悬浮电位缺陷试验

为研究应力锥顶部台阶处附着的金属片对电缆终端电场畸变程度的影响,基于电场分析探讨了终端悬浮电位缺陷的局部放电发展过程。首先,建立了静电场下电缆终端悬浮电位缺陷的有限元仿真模型,进行了相关的电场理论计算,结合不同缺陷长度对电场畸变程度的影响,分析了沿径向方向电场强度最大值的分布规律;其次,构建了110 kV电缆终端悬浮电位缺陷物理模型,建立了电缆终端局部放电试验平台,获取了悬浮电位缺陷放电信息;最后,根据放电特性划分局部放电发展阶段,分析了各阶段局部放电相位谱图特征,阐述了终端悬浮缺陷局部放电发展过程。结果表明:缺陷部分最大电场强度出现在电缆本体XLPE、金属片、应力锥的交界处,金属片缺陷的长度与电场的畸变程度成正比例关系,且最大场强值已超过设计控制值。通过试验表明悬浮电位缺陷导致电场发生严重畸变,从而引发明显的局部放电现象,且不同电压下的局部放电相位谱图具有明显特征,为电缆终端局部放电模式识别提供了缺陷样本数据。     

FoxBase在交联电缆局部放电定位中的应用

局部放电不合格对交联电力电缆是致命缺陷 ,一旦发生就必须进行定位 ,找出故障点。利用 Fox Base数据库管理系统编制的《交联电缆局部放电定位》程序对交联电缆进行故障点定位可以提高定位的准确性和工作效率 ,便于积累原始定位数据 ,分析统计各类不合格出现的几率 ,从而有效地指导生产。     

XLPE电缆局放脉冲频谱分析及传感器选频

为选择好局放测量传感器的频带,用指数衰减函数、梯形函数、高斯函数和三角函数数学描述了交联聚乙烯(XLPE)电缆中的局放脉冲并定量分析了局放脉冲的上限频率,其结果和实测局放脉冲经快速付里叶变换后的频谱基本吻合。用最小二乘法拟合信号各频率分量在XLPE电缆中的三特性并给出最优表达式后,把输出信号和输入信号比值在0.7~1范围内作为局放能量的集中区域,在此区域内得到检测不同长度XLPE电缆局放所需传感器的频带要求。对于5m长的电缆接头,传感器上限频率需>168.9MHz,较长电缆局放测量则需数十MHz。     

基于EMD和Teager能量算子的电缆局部放电辨识

针对矿区电缆的局部放电辨识问题,根据其传播特性,提出利用经验模式分解与Teager能量算子对电缆两端测量点处局部放电信号的初始波头进行辨识,提升波头辨识方法的抗噪声干扰能力。采用RBF神经网络对训练样本进行训练,结合局部放电信号到达电缆两端测量点的时间差,实现电缆局部放电的精确辨识。利用PSCAD/EMTDC搭建电缆的仿真电路,并结合MATLAB进行了大量的仿真试验与计算分析。仿真计算结果表明该方法辨识精度高、相对误差小。     

交联聚乙烯电缆附件局部放电的联合检测方法研究

随着交联聚乙烯（XLPE）电缆线路的增多和投运时间的逐年增长,各类问题逐渐凸显,尤其是电缆附件的绝缘事故不断增多,而局部放电是评价XLPE电缆绝缘状况的重要指标,也是诊断电缆故障的有效方法。简要介绍当今常用的2种电缆局部放电在线监测方法,即电容差分法和特高频法（UHF）,重点介绍了它们的联合检测,利用差分传感器解决局部放电标定问题,利用UHF特高频传感器进行抗干扰处理。运用联合检测方法对现场运行的XLPE电缆进行了局部放电在线监测,取得了良好的效果。     

交联电缆端头附近放电位置判断方法

根据交联电缆局部放电的脉冲波形特点,介绍了电缆端头附近的放电位置判断及定位的方法。实践证明该办法是有效的。     

Advanced solution for on-site diagnosis of distribution power cables

This paper describes important aspects of partial discharge (PD) diagnostics of distribution power cables. PD parameter were discussed under consideration of attenuation and dispersive effects of cable characteristics. Field experiences with PD diagnosis on paper insulated cables (PILC) and cables with cross linked polyethylen insulation (XLPE) by energizing with Damped AC Voltage demonstrate relevant demands and the effective outcome for asset management decision support. The main difficulty is to evaluate the risc of PD occurrences on the reliability of the cable system. If an sufficient amount of PD diagnostic data for the cable components is available statistical methods can be used for determing threshold levels and relevant condition indexes for the asset management.     

Performance characteristics of XLPE versus EPR as insulation forhigh voltage cables

The physical and electrical properties of crosslinked polyethylene (XLPE) and ethylene propylene rubber (EPR) are compared in the context of their use in transmission class cables. Results indicate that the 138-kV XLPE cable has AC withstand/breakdown strength at least 25% higher than the 150-kV EPR cable. The XLPE cable exhibits about 70% higher impulse strength than the EPR cable. The loss factor of the XLPE cable is at least 20 times lower than that of EPR cable. Thus with XLPE cables, the yearly energy savings can be on the order of 15 MWh/cct. km for a 69-kV system, 52 MWh/cct. km for a 138-kV system and 127 MHh/cct. km for a 230-kV system     

Application of dielectric response measurement on power cable systems

Water treeing is one of the factors leading to failure of medium voltage XLPE cables in long-term service. Increased moisture content inside oil-paper insulated cable is not desirable. To identify water tree degraded XLPE cables or oil-paper cables with high moisture content, diagnostic tests based on dielectric response (DR) measurement in time and frequency domain are used. Review of individual DR measurement techniques in the time and frequency domains indicates that measurement of one parameter in either domain may not be sufficient to reveal the status of the cable insulation. But a combination of several DR parameters can improve diagnostic results with respect to water trees present in XLPE cables or increased moisture content in oil-paper cables. DR measurement is a very useful tool that reveals average condition of cable systems. However, it is unlikely that DR measurement will detect few, but long water trees. In addition, DR cannot locate the defect or water tree site within the cable system. Combination of DR and partial discharge (PD) measurements can improve diagnostic results with respect to global and local defects. However, it is doubtful whether PD test can identify the presence of water trees inside a cable in a nondestructive manner. Further research is needed for more detailed conclusions regarding the status of a particular insulation and for predicting the remaining life of the insulation system.     

直流XLPE电缆用预制接头最大场强解析算法

由于电缆接头结构复杂并含有多个复合界面,对其进行直流电场分析通常需要借助数值仿真软件、采用电-热耦合方法进行迭代计算,耗时费力。为了满足工程中仅对中低压直流XLPE电缆用中间接头最大场强进行校核的需求,利用传热学与电磁学相关理论,建立接头热场分布的简化分析模型,推导出计算应力锥根部场强的解析式,仅需输入少量必要参数,即可确定接头中的最大场强。通过以10 kV和35 kV XLPE电缆用硅橡胶和乙丙橡胶接头为例,分别在不同直流电压及接头内外温差下进行解析计算,并与相应的有限元仿真结果对比,验证所提方法的计算精度及适用性,为工程人员进行中低压直流预制接头的设计及校核提供强有力工具。     

Comparative laboratory evaluation of TR-XLPE and XLPE cables with Super-smooth conductor shields

This paper provides data on four commercial tree retardant crosslinked polyethylene (TR-XLPE) and one cross-linked polyethylene (XLPE) insulated 15 kV cables supplied by three manufacturers. The cables have "super-smooth" conductor shields and "extra-clean" insulation and insulation shields. AC and impulse voltage breakdown and selected other characterization data are presented for cables that were aged immersed in room temperature water (15-30/spl deg/C) up to 24 months of a planned 48 months aging program. The five cables have high ac voltage breakdown strength, three of the TR-XLPE cables, actually increased in breakdown strength during aging. The one TR-XLPE cable that had the lowest ac voltage breakdown had vented trees at the insulation shield and high dissipation factor, which the other cables did not have. The impulse voltage breakdown strength of all cables decreased during aging; the cable with the lowest ac voltage breakdown also has the lowest impulse voltage breakdown. The dissimilar performance of the TR-XLPE cables and the excellent performance of the XLPE cable indicates evaluations at longer times are required to differentiate between modern TR-XLPE and XLPE insulated cables.