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交流高压闪络法:电缆故障行波测距的新方法

时间:2019-07-09
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交流高压闪络法:电缆故障行波范围的一种新方法

中石化大连石油化工研究院,山东科汇电力自动化有限公司,中石化广州分公司,施振堂,孙进,严廷春,李德初等研究人员在2019年第4期《电气技术》中写道“研究XLPE电缆故障行波测距的新方法“),以解决直流分量对XLPE电缆的损坏和传统行波测距方法中的故障检测成功率问题,通过分析闪光方法的问题在直接闪烁测距技术中,发现行波测距检测是由电力电缆故障点放电产生的脉冲行波信号,而不是注入的高压脉冲信号。脉冲和直流高压的击穿能力取决于存储电容的容量,输出电流不能有效保证故障点低阻状态的重要结论。

笔者提出了“交流高压闪络法”作为XLPE电缆测量方法,即高压交流电源用于分解电缆故障点,可提供连续的大电流,确保连续放电。故障点。通过仿真分析和工业实验,证明了该方法的有效性,提高了测距的准确性和可靠性。

电力电缆故障行波测距是一种基于行波传播的成熟技术。它准确快速,并得到了广泛的应用。它已经扩展到架空线路的保护。由于故障排除时间与电缆结构的不同,高压电力电缆的故障与低压电力电缆和通信电缆的故障不同,经常出现闪络和高阻故障。闪络故障通常需要一定的电压才能失效。放电现象,而高电阻故障相当于闪络故障加上接地电阻。

一般认为高阻故障的故障电阻超过10Z0(Z0是电缆的波阻抗,一般不超过40)。在工程实践中,通常认为电缆故障大于300,并且反射波信号难以识别。在对故障电缆施加高电压后,故障点放电,故障点的阻抗减小,形成故障点的行波信号反射。

受传统的低压脉冲法和浸油纸绝缘电缆测试方法的影响,分别采用直流高压闪络法(简称直接闪光法)和高压脉冲闪络法(称为闪光法)。到高压电缆的闪络故障。而高阻故障测距,以及相应的一套测试设备的开发,基本原理是通过直流高压发生器对存储电容充电,直接存储电容(直接闪光法)或通过开关(闪光灯)方法)故障点被释放。根据行波信号采集的不同方法,分为行波电流法和行波电压法。

为了提高单端测距的精度,研究人员提出了一种双端测距方法和一种二次脉冲方法。双端测距取决于时间精度的提高,即GPS定时精度可达1 s。行波信号两端之间的时间差用于计算故障点位置,故障点位置广泛用于传输线的在线测距。次级脉冲方法在击穿后另外发射低压脉冲,并且希望克服高压脉冲的低陡度的问题。

交联聚乙烯(XLPE)电力电缆由于其自身的优点而越来越多地用于电网中。由于电缆绝缘材料的变化,一般认为直流高压测试在XLPE电缆上具有DC电荷累积。这种效应带来了大型XLPE电缆的绝缘损坏。相关标准和学者推荐用于交流耐压试验的交联电缆。

然而,对XLPE电缆故障定位的研究主要集中在该模型上。文献[4]提出了一种用于单芯交联聚乙烯(XLPE)绝缘电力电缆频率变化模型的等效集总参数电路模型。其他研究如小波理论的应用,以及变分模态分解和Teager能量算子的组合。

传统的直接闪光方法和闪光方法具有较大的直流分量,严重影响XLPE电缆的使用寿命。为了解决传统电缆行波测距技术的直流电荷累积效应问题,项目组提出了一种采用交流高压电源来分解电缆故障点的“交流高压闪络法”。

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图1直接闪存/闪存方法示意图

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图9基本实现原理

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图13测试站点地图

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图15测试站点地图

结论

通过理论分析和计算机仿真,证明了传统电力电缆故障行波测距技术的理论误区。提出了交流高压闪络故障定位技术,有效解决了空间电荷累积对电缆的影响,确保了损坏。修复电缆后的使用寿命,避免了直流高压电容储能对测试人员的安全威胁,具有良好的安全性。

在工程实践中,交流高压闪络法可以实现电力电缆的预防性测试和同步故障测距,为220kV高压电缆的故障行波测距提供理论依据。

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