[發明專利]交聯聚乙烯電力電纜故障的在線預警方法

有效

• 申請號: 201010161025.1
• 申請日: 2010-05-05
• 公開（公告）號: CN101819244A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 王廣柱;魏洪文;張立斌
• 申請（專利權）人: 淄博文廣電氣有限公司;淄博博鴻電氣有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 鞏同海

技術領域

本發明屬于電力電纜在線監測領域，所監測的電力電纜為小電流系統中運行的各電壓 等級的交聯聚乙烯(XLPE)電力電纜，具體說是一種交聯聚乙烯電力電纜故障的在線預警 方法

背景技術

用于電力傳輸和分配的電纜稱為電力電纜。隨著社會的進步和工農業生產的發展，電 纜用量在整個電力傳輸線路中所占的比例日益提高，電纜與架空線路相比，具有下列主要 優點：

1.送電可靠性高，不易受周圍環境和污染的影響；

2.線間絕緣距離小，占地少，無干擾電波；

3.地下敷設時，不占地面與空間，既安全可靠，又不易暴露目標。

電力電纜絕緣在線檢測技術的應用是實現狀態檢修的有效手段之一，在線預警是在運 行電壓下對電纜的運行狀態進行檢測，真實反應了電纜絕緣水平。在自動連續檢測狀態下， 依據大量的數據以及判據的數模分析可以判定絕緣狀態變化趨勢，從變化趨勢中尋找危險 征兆，從檢測結果來綜合判斷電纜運行狀況。并且利用通訊技術實時提報檢修和相關人員， 即達到事故之前計劃檢修，避免事故擴大和不必要的經濟損失。

在實際應用中，針對交聯聚乙烯(XLPE)電纜的特點，常采用以下幾種傳統的檢測方法 實現電纜絕緣的在線檢測：直流分量法，損耗電流諧波分量法和局部放電法等幾種方法， 都有各自的優點和適用的具體情況。下面就幾種方法做一簡介：

1、直流分量法

直流分量法是K.Sona等人對實際運行的電纜進行分析后提出的一個方法，由于在交 聯聚乙烯(XLPE)電纜中的水樹枝起“整流作用”，所以在外施電壓的負半周，水樹枝放 電向絕緣中注入了較多的負電荷，而在正半周時注入的正電荷較少，只中和了一部分負電 荷，這樣在外施交流工作電壓的正負半周的反復作用下，水樹枝前端所聚集的負電荷逐漸 向屏蔽層漂移，就像整流作用那樣出現了直流分量，可以通過測量直流分量來檢測交聯聚 乙烯(XLPE)的水樹枝的發展情況。在實際現場運行情況看，此直流分量數值極小，有時 僅幾納安。故在現場進行直流分量的測量時，微小的干擾電流就會引起很大的誤差，且這 種誤差主要來自被測電纜的屏蔽層與大地之間的雜散電流。

2、損耗電流諧波分量法

諧波分量法的原理是根據水樹枝引起老化的交聯聚乙烯(XLPE)電力電纜會在損耗電 流中產生諧波分量來檢測電纜的絕緣狀況。研究表明，在水樹枝老化的情況下，絕緣的電 導會呈現出非線性特征，在正弦電壓作用下，損耗電流將出現諧波分量，因此諧波分量能 夠很好的表征電纜的老化情況，隨著電纜老化程度的增加，損耗電流會越來越畸變，含有 的諧波分量也越來越大。利用檢測到的損耗電流的諧波分量就能夠提供更多的水樹枝的老 化信息，為電纜絕緣狀況的監測提供了一種可供選擇的方法。但此方法存在比較難以區分 電容電流分量和損耗電流分量的缺點。

3、檢測局部放電法

局部放電是交聯聚乙烯(XLPE)電力電纜絕緣介質內部發生的局部重復擊穿和熄滅現 象，這種放電一股發生在電纜的局部缺陷處，放電量很小(幾pC～幾十pC)，在放電初期基 本不會影響電力電纜的絕緣能力則會，但如果這種放電長期發生，逐漸的損壞電纜的絕緣， 縮短電纜壽命。由于局部放電時，電纜的絕緣電阻、介質損耗和泄露電流都不會有太大變 化，這些現象就可以作為局放因此，檢測以上參數是無法判斷出局部放電的。但在絕緣發 生局部放電的時候，一股都會產生電脈沖、電磁波放射、光、熱、聲、噪音等現象，檢測 的對象。根據檢測物理量的不同，其方法有：局部放電量法、脈沖電流檢測法、電磁波法、 超聲波法和振動加速度法。其中脈沖電流法的靈敏度最高，而且可以測得放電量、放電重 復率及平均電流。但是對于交聯聚乙烯(XLPE)運行的電力電纜的局部放電的研究，目前 沒有達到實用化，并且對于絕緣介質的損毀程度和發展過程，還沒有定性和定量的認識。 對于運行電纜，由于電網擾動等原因，局部放電對電纜絕緣劣化程度的分析沒有可靠的依 據。故局部放電檢測設備無法實現電力電纜的在線監測方式。