电力电缆局部放电带电检测技术及其应用研究
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高压电缆局部放电检测方法分析摘要:对高压电缆接头局部放电进行在线检测,能够及时发现绝缘的受损情况,是保障电力电缆可靠运行的重要手段,具有非常重要的意义。
本文对高压电缆接头局部放电检测方法进行分析。
关键字:高压电缆;局部;放电检测高压电缆由于长时间与空气、水分、土壤等发生接触,电缆绝缘层容易受到腐蚀,出现绝缘老化现象。
此时电缆的电容和电阻都已发生改变,在物理和化学效应下,出现局部放电现象。
在高压电缆运行维护过程中,对局部放电故障点进行排查和检测是一项重要工作,而且具有较高难度,如果选择方法不当,会消耗大量时间,容易导致故障升级。
因此,有必要对其具体检测方法进行研究,提高高压电缆局部放电检测效率和检测结果的准确性。
1高压电缆局部放电的基本原理局部放电是指当外加电压在电气设备中产生的场强足以使绝缘部分区域发生放电,但在放电区域内未形成固定放电通道的一种放电现象,高压电缆的绝缘劣化主要就是由于这个原因。
电缆的绝缘性能决定着其局部放电量,而电缆能否安全、无缺陷地运行一定程度上也正是由其局部放电量的变化决定的。
这种电气设备绝缘内部存在缺陷的局部放电现象放电能量虽然并不大,短时间内不会引起整个绝缘的击穿,但是在长期工作电压的作用下,局部放电会使绝缘缺陷变大,进而会使整个绝缘都发生击穿。
局部放电主要有表面放电、内部放电和尖端放电等。
电缆系统局部放电的基本原理大体相同:当电缆的绝缘本体、电缆接头存在一定缺陷时,有可能会发生局部放电现象,产生脉冲电流信号。
这种信号由于绝缘介质不同特性的原因,所表现的频率大小也各不相同,一般产生高频脉冲信号,其频率在300 kHz以上,会在电缆线路的回路中传播,可以沿高压电缆带电检测有效性评估系统研究着电缆的屏蔽层传播,这样就可以在电缆外层屏蔽的接地线上,通过高频电流互感器来耦合这类高频电流信号。
引起电缆局部放电的原因主要包括:微空穴或不同介质交界面接触不良而产生局部放电、径向不对称而产生局部放电、热效应产生脱层、接头处半导体均压层处理不良、处理半导体均压层时对绝缘产生损伤及外皮接地不良等。
高压电力电缆局部放电检测技术沈㊀盼摘㊀要:随着社会经济的不断发展进步,国民生活水平的大幅度提升,城市化进程的不断加快,城市规模日益扩大,城市电网建设也不断发展,为了有效满足人们日常生产生活过程中日益旺盛的电力需求,电力行业要加强电网建设,而电缆作为电网建设中最基本的元素,其对电力运输有着至关重要的作用㊂文章根据自身相关从业经验并具有广泛的社会实践调查与研究,就高压电力电缆局部放电检测技术展开了相关的探讨,希望能提供借鉴㊂关键词:高压电力电缆;局部放电;在线检测;检测技术;探讨一㊁引言高压电力电缆局部放电检测技术主要是指以局部放电所引发的不同的物理现象作为实际的检测依据,通过对不同的物理现象对局部放电的状态进行检测及反应,高压电力电缆局部放电检测技术有利于电力系统的安全稳定运行,能够满足人们日常生产生活中稳定的供电需求㊂现阶段,电力电缆局部放电检测技术绝大多数是由高频脉冲电流法㊁超声波法㊁化学检测法以及光学检测法等㊂二㊁局部放电的基本原理分析交联电缆结缘体内部在制造或者在安装施工过程中会留下一些气泡残留,甚至会有其他物质渗入,而有气泡或者其他物质存在的地方,击穿场强会比一般的击穿场强更低,这很有可能会出现局部放电的现象㊂而在电场的不断作用之下,绝缘系统中也会存在部分区域放电的问题,但是并不会在电压的导体之间贯穿,将这种没有击穿的问题称只为局部放电㊂局部放电的数量级虽然不大,但一旦发生局部放电现象,则很有可能会造成绝缘更加快速的老化,最终导致绝缘击穿的问题,所以通过局部放电检测技术来检测交接试验中的局部放电现象,在发现局部放电问题时,及早采取有效措施进行解决,进而有效避免或减少事故的发生㊂局部放电现象绝大多数情况下发生在绝缘的内部,并且在电场的充分作用之下,气泡中含有的空气分子会出现游离的现象,气泡中的正负电子两端不同的极性会有效集结起来,其会随着气泡中长长的不断扩大,极有可能会导致气泡被击穿的问题,进而会产生比较强烈的电荷,并且会形成脉冲电流,而且还很有可能会导致表面放电问题㊂三㊁局部放电检测技术分析(一)脉冲电流检测方法脉冲电流检测是针对变压器壳体接电线㊁壳体的接电线以及铁芯的接电线及绕组局部放电引起的脉冲电流的现象,这是在电流检测中应用最为广泛的检测方式之一㊂电流传感器可以根据其具体应用划分为窄带与宽带两种形式,窄带传感器多是10kHz的,其非常的灵敏,而且有一定的抗干扰能力,但在具体的传输过程中传输出的波形会出现比较严重的畸变,畸变过程中的宽频带传感的宽带大概是100Hz,其分辨率非常高,但噪声比较低,利用这种方式进行检测,最大的缺点是检测的灵敏度及测量准确性不够,当样品中的电容超过其标准值时,则非常有可能会导致耦合阻抗问题出现,进而使其灵敏性受到影响㊂一般测试的频率都会比较低,在离线状态下,灵敏度虽然比较高,但也很容易受外界环境因素的干扰㊂(二)高频电流法高频电流法是常见的局部放电检测方式,但其只可以在电缆和电缆接地电缆两个方面进行有效检测,当电缆出现局部放电现象时,会有电流通过外屏蔽不断地流入到地球,在这过程中就可以在接地线上对高频电流传感器进行科学的设计,根据地线局部放电电流的情况,对局部放电问题进行合理的判断㊂由于电缆的功能和作用与感应天线非常类似,因此在整个检测过程中非常容易受到广播的干扰,会影响到整个检测结果的准确性,而进行一定的数据处理,有利于更加准确的分辨出电缆中的部分放电脉冲问题出现位置㊂(三)超声波法超声波法是电力电缆出现了局部放电问题时,能够根据电力电缆不断出现的局部放电问题,通过对超声波传感器的有效利用,对局部放电问题进行合理㊁有效的检测㊂超声波法是能够借助和高压电缆直接接电的方式进行局部放电检测,其比较适用于在线检测㊂因为变压器的内部绝缘结构相当复杂,当超声波不断衰减与声速的影响存在一定的差异,但超声波传感器在检测过程中抗电磁干扰能力比较弱,其灵敏度也比较低㊂这一定程度上有利于增加检测的难度㊂随着检测效益的不断提升,以及电子放大技术的不断进步,超声波检测技术的灵敏度也不断提升,其在高压电力电缆局部放电检测过程中越来越广泛㊂(四)化学检测技术分析化学检测技术主要是指变压器产生局部放电问题时,其对周边用于绝缘的各式各样的材料具备破坏性分解作用,并且在这过程中能够形成新的合成物,可以比较精准的判断电压出现的局部放电问题㊂化学检测技术在变压器在线故障检测过程中应用越来越广泛,其实检测比较准确,而且操作相对方便的检测方式㊂化学检测技术在故障判断具体过程中能够对不同气味和不同浓度的气体进行有效的检测,并能够构建识别系统,有利于对故障进行自动识别,但现阶段并没有统一的标准及态度,其对早期潜伏型的故障反应比较灵敏,对突发性的故障反应速度比较慢㊂四㊁结语综上所述,随着电力行业的不断发展进步以及人们用电需求的日益增长,电网建设规模越来越大,这对高压电力电缆局部放电检测提出了更高的标准与要求,要加强高压电力电缆局部放电检测技术的研究,进而不断提升局部放电检测效益,尽可能地减少用电安全事故的发生㊂参考文献:[1]宋作光,袁芳凌.电力电缆局部放电检测技术的探讨[J].工业设计,2016(11):166-167.[2]徐阳.高压电缆局部放电检测技术应用及发展[C]//国家能源智能电网.国家能源智能电网,2016.[3]李宇烽,才英博.高压电力电缆局部放电检测技术研究[J].民营科技,2017(4):54.作者简介:沈盼,江苏宏源电气有限责任公司㊂081。
电力电缆检测项目研究及检测方法1. 引言1.1 背景介绍电力电缆是输送电能的重要设备,在电力系统中起着至关重要的作用。
随着电力电缆的使用时间增长,其老化和损坏问题也越来越突出。
电力电缆的故障会对电力系统的稳定运行产生严重影响,甚至造成严重事故。
及时检测电力电缆的健康状态,发现潜在问题并进行维护修复至关重要。
目前,随着科技的发展,电力电缆检测技术也在不断进步和完善。
各种先进的检测方法和技术不断涌现,为电力电缆的健康检测提供了更多可能性。
局部放电检测技术、绝缘阻抗检测技术、在线监测技术等,都成为当前研究的热点。
通过对电力电缆的不同方面进行综合检测,可以全面了解电缆的健康状态,预防事故的发生,保障电力系统的安全稳定运行。
本文旨在探讨电力电缆检测项目的研究现状和方法,希望能为电力电缆健康检测提供新的思路和方法。
通过对电力电缆检测技术的研究,不仅可以提高电力系统的可靠性和安全性,还可以为电力行业的发展做出贡献。
【2000字】1.2 研究意义电力电缆是输送电能的重要设备,其安全可靠性直接关系到电力系统的正常运行和供电质量。
随着电力电缆的使用年限增长,电缆老化、绝缘破损等问题愈发凸显,导致电缆故障率逐渐增加。
对电力电缆进行定期的检测和维护显得尤为重要。
电力电缆检测项目的研究意义主要体现在以下几个方面:及时准确地发现电缆存在的隐患和故障,可以避免因电缆故障导致的停电事故,保障电网的安全稳定运行;采用先进的检测技术和方法,可以延长电力电缆的使用寿命,降低维护成本,提高电力系统的经济性和可靠性;电力电缆检测项目的开展还可以促进电力设备检测技术的不断创新和进步,推动电力行业向智能化、自动化方向发展。
电力电缆检测项目的研究意义重大,具有重要的社会和经济价值,对提升电力系统运行质量、保障电力供应安全具有重要意义。
2. 正文2.1 电力电缆检测项目的需求分析电力电缆是电力系统的重要组成部分,其质量状态直接关系到电力系统的安全稳定运行。
Internal Combustion Engine & Parts• 99 •电力电缆局部放电模式研究周文奇®;韩彪于(①内蒙古锡林浩特市锡林郭勒电业局,锡林浩特026000;②国网冀北电力有限公司检修分公司,北京102488 )摘要:交联聚乙烯(XLPE )电力电缆从问世以来应用范围越来越广,有取代油浸纸绝缘电缆的趋势。
由于电网规模的日益强大和 改造任务的日益迫切,电缆线路不断增加,在长期运行过程中,X L P E 电力电缆较易发生故障,引起绝缘性能受损,进而导致局部放 电,诱发事故。
借助局部放电理论能够有效发现X L P E 电缆的缺陷,从而及时排除故障,保证电缆安全运行。
关键词:电力电缆;局部放电;安全运行1交联聚乙烯(X L P E )电力电缆简介交联聚乙烯(X LP E )电力电缆借助无油、附属设备较 少,发生火灾危险概率低、安装维护简单的优势,在城网改 造和建设中占有重要地位。
目前国内外的大多数中低压配 电网以及部分高压配电网已经广泛使用了 X L P E 电力电 缆。
因此,本文关于高压电缆接头局部放电的研究主要针 对X L P E 电力电缆。
2局部放电的原理电气设备依靠外部电压产生的场强,能够使绝缘部分 发生放电,但仍未形成固定放电通道,我们将这种放电现 象称为局部放电。
局部放电一般发生在导体附近高场强区 域或绝缘材料中的空气穴中,是一种局部的、非贯穿性的 放电。
电力设备在足够强的电场作用下发生局部放电时,高 能量电子或加速电子会对电气设备的绝缘介质有一定的 冲击,冲击越小,对电力设备绝缘的影响越小,绝缘强度的 下降越慢;冲击越大,则会导致绝缘强度加速下降,极大 影响设备的绝缘寿命。
即使小强度的局部放电,时间长了 也会引起多种形式的物理效应和化学反应,造成绝缘严 重劣化。
由于局部放电对设备绝缘影响较大,因此如何避免发 生局部放电,从而使设备正常安全运行就成为电力设备维 护人员应该考虑的事情。
220 kV电缆GIS终端局部放电联合检测技术应用研究发布时间:2022-10-11T08:38:55.278Z 来源:《中国科技信息》2022年6月11期作者:姚达[导读] 本文主要探讨220kV电缆GIS终端局部放电联合检测技术应用,姚达国网湖南省电力有限公司超高压变电公司湖南长沙 430000摘要:本文主要探讨220kV电缆GIS终端局部放电联合检测技术应用,文章中讨论了电缆GIS终端局部放电的危害,并且结合理论和实践讨论了220kV电缆GIS终端局部放电超声波与探伤联合检测技术及其应用方法,并且从实践中验证了该方法的应用效果,证明本文提出的超声波检测技术具有良好的作用。
关键词:220kV;电缆GIS终端;局部放电220kV电缆GIS终端是缆线模块的重要组成部分,对于电力缆线而言具有安全保护作用。
通过实践调查发现,220kV电缆GIS终端在应用过程中,局部放电问题是比较常见的问题,直接影响终端运行,同时也会造成一定的安全影响。
因此,电力部门提出尽快研发应用220kV电缆GIS终端局部放电检测技术,利用检测技术精准检测放电问题,并且实施有效地预防和处理,从而减少局部放电故障。
1.GIS终端局部放电危害分析GIS终端局部放电具体是指终端绝缘部分由于外加电压因素而导致局部放电。
同时局部放电也未在放电区域形成特殊的放电通道。
因此,出现局部放电之后,会对GIS终端造成不良影响。
如,GIS终端在出现局部放电之后,会对GIS终端的绝缘部分造成严重的影响。
绝缘表面出现电压后者电流后,会对绝缘性质造成伤害,终端的绝缘强度开始缓慢下降,而长期放电问题,将会导致终端的绝缘性能逐渐消失,最终也会影响到设备工作运行。
因此,针对此种情况,首先需要建立220kV电缆GIS终端局部放电检测技术,利用合理的检测技术,确认是否出现放电问题,才可以保证后续地处理工作良好完成。
2.220kV电缆GIS终端局部放电检测技术应用分析220kV电缆GIS终端局部放电检测技术研究已经引起了电力企业重视。
电力电缆局部放电在线监测技术的研究与应用发布时间:2021-09-03T15:37:41.100Z 来源:《科学与技术》2021年4月第11期作者:田发英卢峥嵘[导读] 电缆投入运行后,会受到电、热、机械和化学的作用逐渐老化。
在制造中和施工中存在的微小缺陷,田发英卢峥嵘国网新疆电力有限公司检修公司新疆乌鲁木齐 830001摘要:电缆投入运行后,会受到电、热、机械和化学的作用逐渐老化。
在制造中和施工中存在的微小缺陷,也会随着运行时间逐渐发展和恶化。
火电厂内一般主变进线、启备变进线、联络变压器出线以及重要辅机均采用高压电缆,电缆一旦发生故障将导致严重后果。
如重要辅机电缆故障将造成辅机停机,启备变进线电缆出现故障将会造成机组在失去备用电源下运行的情况,主变进线电缆故障会直接导致机组非计划停运。
同时由于电缆处于电缆沟、甚至是直埋于地下,一旦出现问题查找和处理都会相当困难。
同时由于电缆的订货和更换都需较长时间,需根据长度进行订货,订货和生产周期都很长,很难在短时间内进行修复。
关键词:电力电缆;局部放电;在线监测技术;研究与应用引言随着电气设备功率的不断增大,高压已经成为电气设备的标准电压。
与低压设备不同,高压设备在运行过程中,高压电场会对空气中的粉尘进行放电,在此过程中极易发生短路、跳闸等电路安全事故。
为了保证高压电气的安全,需要对其进行实时监测。
为了适应高压监测环境,普遍采用高频信号作为监测信号,因此如何准确识别高频信号成为监测精度的关键。
现有监测方法对高频窄带信号的灵敏度较差,导致整体识别准确度降低,难以更好地应对实际监测过程。
为此,提出新的高压电气设备局部放电过程超高频信号监测方法,并通过实验数据证明了所提方法的有效性。
1电力电缆局部放电在线监测现状在计算机广泛应用之前,对于局部放电信号的评估多数基于放电脉冲特征分析、统计方法以及专家评估[22-23],评估结果带有明显的主观因素。
在设备现场运行中,由于运行工况复杂、噪声环境干扰以及机械结构的阻挡使得放电信号存在阻挡和衰减。
电气设备带电局放检测与分析摘要:随着社会经济的不断发展和科学技术水平的提高,传统的停电试验检测方法已经逐渐被带电测试技术所取代,并且在电力系统中实现了广泛的应用,带电检测不仅能够全面的反应电气设备的实际运行情况,还能够为检修策略的制定提供科学的参考依据,是确保电气系统安全稳定可靠运行的根本保障,并且成为电气设备状态检修工作不可或缺的重要一部分,必须要对带电检测技术加以重视。
关键词:局部放电;带电检测;GIS1局部放电概述局部放电是指在相互绝缘两电极间发生的非贯穿性放电的现象,它是区别于绝缘介质完全击穿的一种常见电气设备故障。
局部放电通常发生在绝缘介质局部电场畸变严重或电场强度较高,且介质绝缘强度较低绝缘介质的表面、内部或两种绝缘介质的交界面。
电气设备中局部放电的产生是由于绝缘介质或者绝缘构件在制造过程中材质内部存在沙眼,气隙或油膜等瑕疵。
同时,绝缘介质、绝缘构件几何外形设计不合理或电力设备超过额定电压运行也是发生局部放电的重要原因。
1.1局部放电的机理及特点局部放电(又称局放)是一种高压放电现象。
绝缘体中只有局部区域发生的放电,而没有贯穿施加电压的导体之间,可以发生在导体附近,也可以发生在其他地方,这种现象称为局部放电。
局部放电主要是在交流正弦电压下产生的。
在施加电压相同时,交流电压下的放电重复率要达到直流电压的(6~11)倍。
通过对聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟烯和玻璃等塑料中的由内部放电引起的损坏进行研究后,得出塑料(绝缘介质)由于内部放电引起损坏的三个发展阶段如下。
第一阶段,少数电子残留在表面内层,使放电所形成的离子无法与之中和。
这类残留电荷密集在介质内形成电场,达到绝缘介质固有击穿强度时就会造成表面局部击穿。
第二阶段,放电电荷在邻近空隙边缘外密集,并在生成许多凹窝,随着凹窝的继续增长,放电能量也随之增大,有时会出现表面碳化。
第三阶段,凹窝顶部电场集中,在几微米的距离内,电场强度接近绝缘介质的固有击穿强度,在此阶段内绝缘介质发生击穿。
高压电缆接头局部放电检测方法研究
高压电缆接头是电力系统中重要的连接部件,其可靠性对电力系统的稳定运行具有重要影响。
而局部放电是导致电力设备绝缘击穿的主要原因之一,因此对高压电缆接头的局部放电进行检测和监测是十分必要的。
高压电缆接头的局部放电检测方法可以分为两类,一类是在线监测方法,另一类是离线检测方法。
在线监测方法是指在高压电缆接头运行时进行局部放电检测,其优点是能够实时监测接头的状况,及时发现问题。
常用的在线监测方法有电磁波法、电荷法和红外热像法等。
电磁波法是一种非接触式的局部放电检测方法,通过接收和分析电缆接头周围空气中发射的电磁波信号来判断是否存在局部放电现象。
电磁波法具有检测灵敏度高、无需拆卸接头和不干扰电缆运行等优点,但需要专门的电磁波传感器设备。
红外热像法是一种基于红外热像设备的局部放电检测方法,通过测量接头表面的温度分布来判断是否存在局部放电现象。
红外热像法具有快速、无损检测的优点,但只能检测到局部放电产生的热量,无法直接判断局部放电的性质。
高压电缆接头局部放电检测方法有在线监测方法和离线检测方法两类,每种方法都有其适用的场景和特点,根据实际情况选择合适的方法进行检测是保证电缆接头可靠运行的关键。
电力电缆局部放电带电检测技术及其应用摘要:本文简要介绍了电力电缆局部放电带电检测技术,阐述了电缆局部放电的脉冲波形特征,局放信号的检测原理及电缆中局放源定位的基本方法。
在此基础上,给出了一个变电站电缆现场检测的应用实例。
关键词:电力电缆局部放电带电检测定位1 引言电气设备检修技术的发展大致可以分为三个阶段,即故障检修、定期检修、状态检修。
状态检修是以可靠性为中心的检修,并逐步取代以往的定期预防性检修,它是根据设备的状态而执行的预防性作业。
状态检修通过对设备关键参数的测量来识别其已有的或潜在的劣化迹象,可在设备不停运的情况下对其进行状态评估。
这种策略不必对设备进行定期大修,提高了检修的针对性和有效性,能发现问题于萌芽状态,有效延长设备的使用寿命,合理降低设备运行维护费用。
目前,避雷器全电流和阻性电流的检测技术、容性设备介损和电容量的检测技术、变压器本体油中溶解气体、局部放电的监测技术以及输电线路的红外检测技术使用相对较为广泛。
随着电力电缆在城市电网建设中的普遍应用,对提高电力电缆检测手段的需求日益迫切,尤其是带电检测。
2 电力电缆局放带电检测目前,局部放电检测被公认为是一种最有效的绝缘诊断方法,带电检测应用中更是如此,目前大量运行的设备缺乏有效的检测手段而导则事故频发,电力电缆尤其如此,近年来电力电缆在城市化建设中得到了大量的应用,但其绝缘状态检测缺乏有效的手段,国内外对电力电缆的局放带电检测做了大量的研究,目前已经取得了很好的成果。
电力电缆中发生局部放电时,其产生的脉冲为是单极性脉冲,上升时间很短,并且脉冲宽度也很窄。
脉冲从产生的位置两边传播,由于在电缆中传播时的衰减和散射,当到达测量点时,脉宽增加,幅值减小。
一般情况下,在测量时能检测到比较好的脉冲波形,其保留了很多与源波形相同的特性。
图1给出了一段典型的电缆局放脉冲波形。
如果上升时间和脉冲宽度在电缆局部放电脉冲的通常范围内,那么就可以把该脉冲看成是电缆局部放电。
电网缺陷检测技术的研究及应用电网缺陷是制约电力系统运行稳定性和安全性的主要因素,电力系统发展的重要方向是提高电网的可靠性和稳定性,其中缺陷检测技术是电网可靠性和稳定性提高中重要的技术支撑。
目前电网缺陷检测技术研究及应用已经得到了广泛推广,本文将围绕着电网缺陷检测技术的研究与应用分别进行讨论。
一、电网缺陷检测技术的研究1.电力设备局部放电检测技术局部放电检测技术是电力设备缺陷检测和诊断的重要手段,可以对电力设备内部存在的放电活动进行检测和定量化分析。
该技术的主要原理是:当设备出现局部放电时,会在电力设备内部形成电场分布。
通过对设备外部电场变化信号的监听分析,可以获取对应的局部放电特征参数,如放电位置、放电强度、时间等,从而对设备进行缺陷的分析和诊断。
2.红外热图检测技术红外热图检测技术是一种通过红外热图像的形成对设备进行缺陷检测的技术,该技术主要利用摄像机获取电缆、电器的表面温度分布图像,并在图像上通过颜色等属性表现出其表面温度分布和热点信息,从而实现对设备缺陷的检测和分析。
3.多元素在线监测技术多元素在线监测技术是通过实时监测电力设备内部化学成分变化来诊断电力设备的状态。
该技术对电力设备内部介质的分析包括工作介质、保护气和绝缘材料,可以诊断电力设备内部化学反应、腐蚀和老化等情况,对电力设备的维护和管理提供依据。
二、电网缺陷检测技术的应用领域1.电力线路检测电力线路是电力系统的重要部分,是电能传输和分配的核心,因此电力线路的稳定运行对电气设备的长期可靠运行至关重要。
目前已经研发出了基于红外热图检测和局部放电检测技术应用于电力线路的实检系统,可以定期对电力线路的运行情况进行实时检测和分析,提前预警电力线路的故障和缺陷,保证电力线路运行的可靠性和稳定性。
2.电力设备检测电力设备是电力系统运行的重要支撑,在运行过程中容易出现故障,因此对电力设备进行定期的检修与维护工作就显得非常重要。
以局部放电检测技术为例,可以在电力设备正常运行的情况下进行定期检测,发现设备内部的缺陷、瑕疵等问题,及时采取措施进行维护,减少设备因故障带来的损失和影响。
电气设备局部放电检测技术述评一、概述电气设备局部放电是指在设备绝缘部分发生的非贯穿性放电现象,它可能引发设备绝缘性能的逐步恶化,最终导致设备故障。
局部放电检测技术的研发和应用,对于保障电气设备的安全稳定运行具有重要意义。
本文旨在全面综述电气设备局部放电检测技术的最新进展、基本原理、常见方法及其优缺点,并探讨未来的发展趋势。
随着科技的进步,局部放电检测技术已经从传统的电测法发展到声学、光学、化学等多种方法,这些技术的出现极大地提高了局部放电检测的准确性和灵敏度。
各种方法在实际应用中也存在一些问题,如易受干扰、检测距离限制等。
研究和开发新型的局部放电检测技术,提高检测精度和稳定性,是当前电气设备维护领域的重要课题。
本文首先介绍了局部放电的基本概念和产生机理,然后详细阐述了各种局部放电检测技术的原理、特点和应用范围。
在此基础上,对比分析了各种方法的优缺点,并讨论了其在实际应用中的挑战和解决方案。
展望了局部放电检测技术的发展趋势和未来研究方向,以期为电气设备的安全维护和故障预防提供理论支持和技术指导。
1. 局部放电的定义与重要性局部放电(Partial Discharge, PD)是指在电气设备的绝缘结构内部或表面,由于电场强度超过局部区域绝缘介质的耐受极限,导致电荷发生非贯穿性的、局部化的瞬间释放现象,而未形成贯穿整个绝缘介质的完整电弧放电。
这种放电活动通常发生在绝缘缺陷部位,如气隙、杂质、裂纹、纤维束间隙、电极边缘不平整处等,其能量远小于整体绝缘击穿所需的能量,不会立即造成设备的运行中断。
局部放电的发生是绝缘性能退化的重要标志,长期持续的局部放电活动会对绝缘材料造成累积性损伤,逐渐降低其电气强度,最终可能导致绝缘故障甚至灾难性的设备故障。
局部放电的重要性在于它是评估电气设备绝缘状况和预测潜在故障的极为关键的指标。
以下几个方面突出体现了局部放电检测对于确保电力系统安全稳定运行的重要性:早期预警作用:局部放电往往在设备绝缘出现初期缺陷时即已发生,而这些缺陷可能尚未引起明显的电气性能下降或温度异常。
电力电缆局部放电带电检测技术及其应用作者:姚学武来源:《数字化用户》2013年第26期【摘要】介绍了电力电缆局部放电带电检测技术,阐述了电缆局部放电的脉冲波形特征,局放信号的检测原理及电缆中局放源定位的基本方法。
在此基础上,给出了一个变电站电缆现场检测的应用实例。
【关键词】电力电缆局部放电带电检测定位一、引言电气设备检修技术的发展大致可以分为三个阶段,即故障检修,定期检修、状态检修。
状态检修是以可靠性为中心的检修,并逐步取代以往的定期预防性检修,它是根据设备的状态而执行的预防性作业。
状态检修通过对设备关键参数的测量来识别其已有的或潜在的劣化迹象,可在设备不停运的情况下对其进行状态评估。
这种策略不必对设备进行定期大修,提高了检修的针对性和有效性,能发现问题于萌芽状态,有效延长设备的使用寿命,合理降低设备运行维护费用。
目前,避雷器今电流和阻性电流的检测技术、容性设备介损和电容量的检测技术,变压器本体油中溶解气体,局部放电的监测技术以及输电线路的红外检测技术使用相对较为广泛。
随着电力电缆在城市电网建设中的普遍应用,对提高电力电缆检测手段的需求日益迫切,尤其是带电检测。
二、电力电缆局放带电检测目前,局部放电检测被公认为是一种最有效的绝缘诊断方法。
带电检测应用中更是如此,目前大量运行的设备缺乏有效的检测手段而导则事故频发,电力电缆尤其如此。
近年来电力电缆在城市化建设中得到了大量的应用,但其绝缘状态检测缺乏有效的手段,国内外对电力电缆的局放带电检测做了大量的研究,目前已经取得了很好的成果。
电力电缆中发生局部放电时.其产生的脉冲为是单极性脉冲,上升时间很短。
并且脉冲宽度也很窄。
脉冲从产生的位置两边传播,由于在电缆中传播时的衰减和散射,当到达测量点时.脉宽增加,幅值减小。
一般情况下,在测量时能检测到比较好的脉冲波形。
其保留了很多与源波形相同的特性。
如果上升时间和脉冲宽度在电缆局部放电脉冲的通常范围内,那么就可以把该脉冲看成是电缆局部放电。
电力电缆局部放电带电检测技术及其应用研究
随着社会对于电力的需求不断加大,城市电网建设也随之不断扩大,这意味着,保证电力设施的安全,保证系统的稳定运行对于社会的经济发展而言有着非常大的意义。
为此,社会上对于交联聚乙烯绝缘电力电缆的检测手段也在不断深入及推进[1]。
目前,电力系统对于电力电缆局部放电带电检测手段主要以耐压试验为主,其中主要包括了直流耐压和交流耐压两种形式,而目前社会上所采用的检测方法主要为交流变频串联谐振的耐压方式。
而通过学术界的研究发现,采取耐压试验进行检测并不能保证能为电网的运行提供可靠的保障[2]。
因此,为有效提高局部放电带电的检测效率,还需要不断加强对电缆局放检测技术的研究。
1 电力电缆局部放电带电检测技术的原理及特征
所谓的电力电缆局部放电带电检测技术主要是指局部的放电所产生的不同物理现象为依据,并通过对不同的物理现象进行描述来体现出局部放电的状态。
就目前而言,电力电缆局部放电带电检测技术主要有目前带电检测方法主要有高频脉冲电流法、超高频法、超声波法、光学检测及化学检测法等,而本文主要选取其中比较具有代表性的高频脉冲电流法、超高频法、超声波法进行阐述。
1.1高频(射频)电流法
所谓的高频电流法是一种非电接触式的局部放电测量方法,基于传统脉冲电流法延伸出来,其主要的特征在于采用高频罗氏线圈取代测量阻抗,进而能够从耦合回路中取得相应的局部放电脉冲信号[3]。
在实际的电力电缆局部放电带电检测过程中,主要的检测原理如图1所示。
由此可见,高频电流法与标准脉冲电流法是非常相似的。
因此,在条件允许的情况下通过采取柔性工频电流传感器或电压变换器能够进行相位跟踪测量,然后通过采用PRPS、PRPD、N-Φ、Q-Φ、Q-Φ-T等统计分析模式来进行分析,探究被测变压器设备的运行情况和缺陷类型。
另外,还可利用开窗技术加强对放电相位的频谱进行分析。
1.2 超高频法
超高频(UHF)传感器有效感应变压器内的局部放电信号,进而获得到相关的信息,以实现对变压器运行状态的诊断。
而UHF传感器可分内置型传感器和外置传感器,二者的可检测频率范围均为300-3000 MHz 的信号[4]。
UHF传感器的瞬态响应好、线性度高、灵敏度高等优势,因此,采用超高频(UHF)传感器进行检测具有较高
的时效性。
1.3 超声波法
所谓的超声波法即通过超声波传感器来检测局部放电带电的情况。
一般情况下,变压器的局部放电是由油中的气泡或绝缘纸板的气隙所产生的,因此,通过在变压器外壳上粘贴超声波传感器就能检测到变压器的局部放电情况[5]。
一般情况相爱,超声波法可检测的频率范围为20-200kHz,具有一定的抗干扰能力。
而测得的信号幅度强度与放电量成正相关关系,因此当变压器内放电量较大时,信号幅度就较强。
2 电力电缆局部放电带电检测应用
2.1电力电缆局部放电带电定位法
电力电缆局部放电带电定位法对于检测电力设备存在的问题有着非常重要的作用。
在针对电网进行放电带电的检测时,如果能准确定位到放电带电的详细位置,就能提高局部放电带电测量的实效性[6]。
而目前针对电力电缆局部放电带电定位的检测方式主要是时域反射法(Time Domain Reflectometry,TDR)。
此测量方法一方面在电缆的一端架起脉冲检测装置,利用脉冲传播的反射原理来检测同一个脉
冲在电缆中来回传播的情况和时间差,对比识别以确定局放源的位置[7]。
而一般情况下,会在电缆近端架设局放信号耦合装置,一旦电力电缆中某一线路的绝缘出现缺陷点发生放电时,就会产生两个相同的信号,这两个信号将在电缆线路内沿着反向传播[8]。
技术人员通过分析两个信号到达时间差,并结合其他相应的参数就能估计出局放源位置。
2.2现场电缆局放点带电的检测
在本研究中,所采取的检测系统为PDS-G1500型局放检测系统,在此次检测过程中,成功发现了数个潜在的电力电缆放电带电缺陷[9]。
以某一变电站的现场检测为例,在检测过程中,技术人员在变电站电缆层中的接地线中发现了放电信号,经对比,该信号来自于一根编号为3581的电力电缆,如图2所示。
通过图2可得,AC相的信号非常相同,切幅值大小基本一致,而B相则与之相反,且信号幅值为AC相的2倍。
可见,局放信号发生在B相电缆设备上。
3 结语
随着电网的不断扩大,电力电缆局部放电带电的检测越发重要,而其在现场电力电缆的施工过程中的地位也日益显现,不仅对电力电缆的运行质量有着一定的警示作用,更为电网的高效、可靠以及稳定
运行提供可靠的参考依据[10]。
就目前而言,电力电缆局部放电带电检测是目前公认的最有效的检测方式,不仅具有较高的灵敏度,同时其预警时间也比较长。
但是,就目前的现状看,电力电缆局部放电带电还只是一个微弱的信号,因此容易受到大量的信息干扰,使得电力电缆局部放电带电的检测具有一定的难度[11]。
为此,在未来的样九中,还需要针对电力电缆局部放电带电在测试中的干扰因素进行深入的研究,以减少干扰信息对检测结果造成的影响。
因此,针对电力电缆局部放电带电的研究还需要不断深入、全面的研究。