交流电场下XLPE绝缘空间电荷研究综述

XLPE电缆目前广泛地应用于电力系统中,如何评估和预测现场运行电缆的老化及早期劣化的程度,是电缆绝缘状态评估的重要内容,然而这项研究在国内仍是空白。XLPE电缆的制造工艺过程、运行中的过电压和温升以及耐压试验过程都可能造成XLPE电缆绝缘特性的改变,导致绝缘性能下降,形成陷阱,特别是空间电荷的形成,畸变原有电场分布,直接影响XLPE电缆的绝缘特性。大量研究表明,在直流电场下空间电荷危害XLPE电缆绝缘,关于交流电压下空间电荷对XLPE电缆绝缘影响的探索较少。综述了交流电场下空间电荷效应对XLPE电缆绝缘影响的相关研究成果,并介绍了测量固体介质空间电荷分布的电声脉冲法,为从空间电荷测量角度研究XLPE电缆绝缘老化程度和状态评估提供了参考。     

多传感器联合检测技术在XLPE电缆附件局部放电定位中的试验研究

介绍了目前常用于XLPE电缆局部放电检测中的高频电流法、超高频法和声发射法检测原理,并在此基础上提出了多传感联合检测技术用于XLPE电缆附件局部放电定位的方法.通过在XLPE电缆中人工模拟局部放电信号的方式,进行了多传感器的联合定位试验.试验研究结果表明,多传感器联合检测技术在XLPE电缆附件的局部放电检测和定位中具有很好的有效性和实用性.多传感器的联合应用可以有效地排除现场干扰,提高局部放电检测与定位结果的可靠性.     

基于EWT的高压电缆局部放电信号降噪研究

在测量高压电缆的局放信号时会混入以周期性窄带干扰和随机白噪声为主的噪声成分。为抑制噪声成分对局放信号测量精确度的影响,提出一种基于经验小波变换(Empirical Wavelet Transform, EWT )的高压电缆局放信号降噪方法。利用自适应经验小波变换对含噪信号进行分解,通过计算模态分量的峭度值,实现对脉冲信号的定位,将筛选出的有效特征分量进行重构。最后利用改进阈值函数去除重构信号中的冗余噪声,实现对多噪声的有效抑制。经仿真对比及现场试验测试,该方法能有效抑制窄带干扰和白噪声,较大程度地保留高压电缆局放中的有效信息,且在不同噪声环境下的降噪表现较为稳定。     

电力电缆故障预定位二次脉冲法与低压脉冲法比对

文章通过对电力电缆故障预定位技术中的低压脉冲法与二次脉冲法进行对比,阐述了在交联聚乙烯(XLPE)电缆故障的预定位工作中二次脉冲法明显优于低压脉冲法,可以极大地提高电缆故障查找的准确率、工作效率.     

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。     

基于脉冲电压法的XLPE电缆水树劣化诊断研究

本文提出了基于脉冲电压法的XLPE电缆水树劣化诊断方法,并采用脉宽为1～10 ms的高压脉冲对人工水树劣化XLPE电缆及6.6 kV自然劣化XLPE电缆进行检测和验证。结果表明:采用脉冲电压法成功检测到了与水树劣化有关的电流信号,脉冲电压的平均效应提高了与水树相关的信号的检测灵敏度,但是该方法对自然水树劣化电缆的测试结果与传统方法存在差异,这可能与水树的类型、形态及深度等有关。     

XLPE电缆交叉互联系统中的局放脉冲传播特性

为了更好地认识电缆及其附件中的局部放电脉冲在电缆交叉互联系统中的传播规律,对一个真实的XLPE电缆交叉互联系统进行了试验研究。通过在一相上加电压,激发出精确预制在电缆附件中缺陷的局部放电,采用差分法和宽频带脉冲检测器等方法检测了系统内设计好各测点的局放脉冲,并分析了此放电脉冲在不同频带下的传播特性,得出了局放脉冲在交叉互联系统中的传播规律和特点。结果表明,现场实测中可通过分析探讨出的局放脉冲在电缆交叉互联系统中的传播规律,并结合现场检测的局放的其他参数,来综合判断局放脉冲传播的方位和测点局放的真伪。     

0.1 Hz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XLPE/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XLPE电缆tanδ现场测量结果.     

老化方式对交流交联聚乙烯电缆空间电荷分布的影响

为了研究高压交流交联聚乙烯(XLPE)电缆老化状态与绝缘空间电荷特征的关系,通过测量高压交流交联聚乙烯(XLPE)电缆不同位置绝缘的空间电荷特性,分析了老化方式对XLPE电缆空间电荷分布规律的影响。采用电声脉冲(PEA)法测量XLPE内空间电荷分布规律,发现未老化电缆铝电极附近积累同极性电荷,而老化后电缆的铝电极附近积累异极性电荷。沿电缆径向由内向外,未老化电缆及实际运行22a电缆电荷量增高,加速老化1a电缆电荷量降低。分析认为,加速老化电缆的老化可能起始于电缆绝缘内侧,实际运行电缆老化可能起始于电缆绝缘外侧。结果表明不同老化状态下交流XLPE电缆绝缘空间电荷行为明显不同,空间电荷测量可以作为评价交流XLPE电缆老化状态的有效手段。     

多传感器联合检测技术在XLPE电缆附件局部放电定位中的试验研究

介绍了目前常用于XLPE电缆局部放电检测中的高频电流法、超高频法和声发射法检测原理,并在此基础上提出了多传感联合检测技术用于XLPE电缆附件局部放电定位的方法。通过在XLPE电缆中人工模拟局部放电信号的方式,进行了多传感器的联合定位试验。试验研究结果表明,多传感器联合检测技术在XLPE电缆附件的局部放电检测和定位中具有很好的有效性和实用性。多传感器的联合应用可以有效地排除现场干扰,提高局部放电检测与定位结果的可靠性。     

用PSO算法训练神经网络抑制发电机局放随机脉冲干扰

随机脉冲干扰在局部放电在线监测的各类干扰中是最难抑制的,为此提出了一种基于粒子群优化(PSO)算法训练神经网络的随机脉冲干扰抑制算法。PSO算法的优势在于它能通过粒子间的相互作用而发现复杂搜索空间的最优区域。与传统反向传播(BP)算法相比,采用PSO算法来训练神经网络,可以有效地克服传统算法收敛速度慢、易陷于局部极小值等缺点,并且训练出的神经网络在泛化能力上也有很大的提高。大量实际数据的训练和分析结果表明,该算法在抑制局放随机脉冲干扰上是比较有效的。     

XLPE电缆中局部放电脉冲传播特性的实验研究

对模拟局部放电的窄脉冲和陡前沿脉冲沿电缆的传播特性进行了实验研究。在两段不同长度的电缆首端分别注入窄脉冲和陡前沿脉冲 ,同时记录首末端波形 ;分析了不同频率下脉冲在电缆中的传播和衰减情况 ,并提出了电缆局放检测用传感器频率的选择原则。     

基于分形理论的XLPE电缆局部放电在线检测

采用高频宽带电磁耦合法检测了XLPE绝缘电力电缆的局部放电信号 ,用基于分形学分数维数和自相似原理识别、处理局部放电信号的数字分析系统来有效提取局部放电信号特征值 ,抑制或剔除噪声信号干扰。还提出了XLPE绝缘电力电缆局部放电在线监测、巡测的基本方法。     

高压交联聚乙烯电缆高频损耗对局放脉冲识别的影响

等效带宽W-等效时间长度T分离技术一般通过W-T的2维笛卡尔坐标系的簇脉冲来识别局部放电(partial discharge,PD)脉冲。局部放电信号沿交联聚乙烯(cross Linked polyethylene,XLPE)电缆传播的高频损耗影响W-T簇分类。为此,提出1个近似传播分析模型,避开传播参数测量法对于长电缆的局限性和分析解方法难以测量半导电层复合介电常数的问题,将其用于分析局放脉冲的W和T与传播距离的关系;同时计算了高斯型PD脉冲的W和T,以及W、T与传播距离的数学关系模型;最后采用近似传播分析模型和数学关系模型针对实际电缆进行了仿真与测量。结果表明高频损耗对W分离影响较小,而对T分离在远距离时影响较大。可见,W-T簇分类对离测量点500m内的PD信号具有良好效果,而对远距离的PD信号主要依靠W来分离。     

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。     

超声局放测量在电缆分支箱局放检测中应用

局部放电(简称局放)试验是验证交联聚乙烯绝缘电力电缆(简称交联电缆)及电缆附件质量的重要环节。脉冲电流法一直是目前实验室内进行局放检测的主要方法,该方法在技术上已经较为成熟,且由于实验室内屏蔽效果好,背景干扰低,因此对电缆或电缆附件进行出厂试验之一局放检测效果较好,但是对于运行的电缆或电缆附件进行局放检测,或对已经发现存在局放的电缆回路中进行局放定位,往往需要复杂的波形分析或数学计算。通过利用超声局放测量仪器,对运行前和运行中10 kV交联电缆和电缆分支箱等电缆附件分别进行了局放测量,方法简单易行,取得了较好的效果。     

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。     

A new partial discharge detection method for live UHV/EHV cable joints

Partial discharge (PD) detection on live UHVEHV power cables and accessories is one of the most important techniques to prevent cable systems from serious difficulties caused by slight errors in joining the cables. A new PD detecting method is proposed in this paper. A resonance-type partial discharge (REDI) sensor is developed for detecting PD occurring inside the joints of live XLPE insulated cables. This sensor picks up the high-frequency components of PD current pulses on the surface of live cables, hence the output signals can clearly be observed at the noiseless area (for example, 10-60 MHZ). This new method was applied to the initial ac breakdown tests with three different types of joints of UHV/EHV power cables. The PD pulse sequence was detected before their breakdown in all cases. The charge quantity and the number of pulses increased tremendously just before the breakdown. In addition, the phase of PD pulse against the applied voltage (?-q characteristics) changes with time or with the progress of deterioration. According to these experimental results, the REDI sensor can be applied to the insulation diagnosis of live power cable joints.     

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。     

XLPE绝缘老化中的单次放电波形统计分析

为了研究绝缘中发生局部放电的物理机制,对交联聚乙烯(XLPE)绝缘试样进行了加速电老化试验,使用超宽频带局部放电检测系统(频带10 MHz～3 GHz)测量了试样的放电信号,并通过统计分析超宽频带放电的单次脉冲信号探讨了XLPE绝缘老化过程中的放电机理。研究表明,XLPE绝缘电老化过程中单次放电波形的下降沿、脉冲幅值都有显著变化:下降沿从老化前的近15 ns上升到老化50 h的约90 ns,单次放电波形幅值在老化前约1 000 mV,老化15 h后维持在约200 mV,老化到30 h时上升到近500 mV,老化50 h时上升到约600 mV。由单次放电信号的波形特征推断XLPE绝缘老化过程中放电从流注型放电转化为汤姆逊放电的变化过程。