[發(fā)明專利]一種大長度超高壓交聯(lián)電纜阻尼振蕩波局部放電現(xiàn)場檢測方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210461271.8
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN102914733A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏榮;趙健康;蒙紹新
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 武漢帥丞知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力電纜狀態(tài)檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種大長度高壓、超高壓交聯(lián)電纜線路局部放電現(xiàn)場檢測方法，適用于110（66）kV~500?kV電壓等級。

背景技術(shù)

隨著我國城市電網(wǎng)的不斷改造，交聯(lián)聚乙烯（XLPE，以下簡稱交聯(lián)）電纜作為電力電纜工程的主流產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于城市電網(wǎng)輸配電線路中。近十年來，交聯(lián)電纜的敷設(shè)回路長度以超過15%的年平均增長率穩(wěn)步增長。高壓、超高壓交聯(lián)電纜線路已成為我國電網(wǎng)的重要組成部分，且大長度（國內(nèi)最長220kV電纜線路為17.77km）、大截面(導(dǎo)體線芯橫截面積最大為3000mm2)。研究發(fā)現(xiàn)，局部放電（Partial?Discharge，以下簡稱PD）作為電纜線路絕緣故障早期的主要表現(xiàn)形式，既是引起絕緣老化的主要原因，又是表征絕緣狀況的主要特征參量。

電網(wǎng)中高壓、超高壓交聯(lián)電纜運(yùn)行電壓下采用PD帶電檢測/在線監(jiān)測技術(shù)是國內(nèi)外密切關(guān)注的技術(shù)熱點(diǎn)，雖能在運(yùn)行工況下獲取線路PD變化趨勢，但也存在PD測試數(shù)據(jù)未依據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)精確量化引起計(jì)量困難和量化判據(jù)不統(tǒng)一，單一的檢測電壓不易發(fā)現(xiàn)更微小尺寸的絕緣缺陷，對背景噪聲處理有較大技術(shù)難度，線路金屬護(hù)套連接銅排交叉換位互聯(lián)導(dǎo)致的局部放電信號分相精確定位困難等突出問題。

交聯(lián)電纜現(xiàn)場診斷性試驗(yàn)中推薦采用交流電壓方式，主要有工頻電壓、超低頻電壓與變頻電壓試驗(yàn)。電網(wǎng)中交聯(lián)電纜運(yùn)行時(shí)電壓頻率就是工頻，工頻電壓試驗(yàn)系統(tǒng)產(chǎn)生的電壓從波形和頻率上都是理想的，但由于交聯(lián)電纜自身電容量較大，特別是高壓、超高壓電纜現(xiàn)場試驗(yàn)，要求試驗(yàn)系統(tǒng)容量大，導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)備體積和重量過大，難于運(yùn)行現(xiàn)場實(shí)施。超低頻電壓試驗(yàn)與工頻電壓試驗(yàn)的有效性還尚無定論，且試驗(yàn)系統(tǒng)輸出電壓上限值較低，目前只適用于配網(wǎng)電纜試驗(yàn)。變頻電壓試驗(yàn)裝置通過調(diào)頻或調(diào)感諧振方式產(chǎn)生接近于工頻的試驗(yàn)電壓，與工頻電壓等效性最好，相對工頻電壓系統(tǒng)體積減小、重量減輕，但高壓、超高壓電纜現(xiàn)場試驗(yàn)用變頻裝置的體積和重量仍較大，供電容量要求偏高，受運(yùn)行現(xiàn)場限制也存在設(shè)備運(yùn)行、吊裝的不便。

常規(guī)的阻尼振蕩波（Damped?AC，以下簡稱DAC）局放檢測技術(shù)用于現(xiàn)場PD檢測的技術(shù)特征在于采用離線單端固定測量方式，即試驗(yàn)電壓發(fā)生裝置與PD檢測儀器合并為一整套系統(tǒng)，單次檢測試驗(yàn)系統(tǒng)只與電纜線路一側(cè)端頭連接，電壓激勵(lì)作用與PD信號采集在端頭位置進(jìn)行。荷蘭、日本、德國與國內(nèi)的眾多學(xué)者研究結(jié)果已表明：DAC電壓與工頻正弦波電壓等效性較好，可以作為PD試驗(yàn)的激勵(lì)電壓。DAC電壓下高壓交聯(lián)電纜線路局部放電檢測具有符合IEC標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)要求（檢測頻帶為10kHz~?500kHz），放電水平精確量化，放電量值以pC為有效單位，放電脈沖與電壓相位關(guān)聯(lián)清晰，測試數(shù)據(jù)可比性強(qiáng)，便于統(tǒng)一評價(jià)判據(jù)等優(yōu)點(diǎn)。相比工頻與變頻電壓發(fā)生裝置，DAC電壓發(fā)生裝置體積小、重量輕，功率需求小，便于現(xiàn)場搬運(yùn)與布置。

電纜線路相比于具有單元式結(jié)構(gòu)特征的電力設(shè)備如變壓器、互感器而言，其長度上分布式特征明顯。交聯(lián)電纜線路的分布式參數(shù)傳輸線特性致使其內(nèi)部的PD信號沿電纜傳播時(shí)，信號幅值呈指數(shù)衰減規(guī)律，波形發(fā)生明顯的畸變，不再具有陡峭的上升沿及下降沿。線路越長，遠(yuǎn)離測試近端的放電源處放電脈沖衰減和畸變約嚴(yán)重，當(dāng)線路長度超過3km時(shí)，DAC電壓下基于IEC60270標(biāo)準(zhǔn)的離線式單端固定局放檢測方法的有效性與適用性已很難滿足絕緣性能檢測與評價(jià)的要求，常規(guī)的DAC電壓下單端固定局放檢測方法要捕獲數(shù)千米遠(yuǎn)的放電源產(chǎn)生的微弱PD信號十分困難。

中國發(fā)明專利《電纜振蕩波局部放電及故障定位的檢測裝置及方法》（申請?zhí)枺?01210205908.7）提出了一種電纜振蕩波局部放電及故障定位的檢測裝置及方法，系統(tǒng)電源控制主機(jī)自動(dòng)尋找系統(tǒng)諧振頻率，并調(diào)整輸出電壓達(dá)到系統(tǒng)初始設(shè)定的試驗(yàn)電壓值，用戶可根據(jù)需求進(jìn)行電纜耐壓試驗(yàn)或阻尼振蕩波局部放電檢測試驗(yàn)，系統(tǒng)通過采集的電纜局部放電信號，并進(jìn)行分析診斷、定位故障位置。然而該發(fā)明仍然存在上述缺陷，無法解決大長度下的檢測要求。

有鑒于此，本發(fā)明提供一種大長度超高壓交聯(lián)電纜阻尼振蕩波局部放電現(xiàn)場檢測方法，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服DAC電壓下大長度高壓、超高壓交聯(lián)電纜線路局部放電現(xiàn)場檢測方法的不足，填補(bǔ)國內(nèi)大長度高壓、超高壓交聯(lián)電纜線路狀態(tài)檢測的技術(shù)空白，提出一種大長度高壓、超高壓交聯(lián)電纜線路局部放電現(xiàn)場檢測方法，可在線路長度超過3km條件下檢測出電纜及附件的PD信號，適用于110（66）kV~?500kV電壓等級。