电缆主绝缘实时监测系统

电缆主绝缘实时监测系统技术方案山东杰讯电气有限企业圈传感器该措施将传感器做成卡钳型，直接夹在电缆时接地线上该措施构造简朴、安装简便，但易受外部电磁干扰影响超声波传感器在电力电缆局部放电检测中已获得广泛应用电缆中局部放电激发时声信号频带较宽，可在电缆外部采用加速度或声发射传感器检测到声学措施是非侵入式的且受外部电磁噪声影响较小，是比较理想的现场检测措施声信号在电缆中日勺传播速率不高，还可用来对局部放电源进行定位超声波检测系统一般采用压电晶体作传感器，其工作频带一般为60300kHz研究显示，电缆绝缘介质对声波的吸取伴随声波频率日勺增〜大而增加，故声波信号中的高频部分衰减很快；另首先，声波信号的低频部分易受外界噪声干扰而不适宜采用综合考虑上述两方面日勺影响，电缆附件局部放电日勺超声波检测频带常设定在3040kHz考虑到声音传播时〜衰减，能采集到的声信号很微弱，该措施较合用于对电缆附件进行接触式的测量超声波传感器的长处是测量操作简便不受电磁噪声的干扰；缺陷是所测声信号与放电量之间的关系尚不明确，一般需横向比较测量成果来推断局部放电的状况2）温度在线监测电缆在运行过程中，因线芯流过大电流而发热监测电缆的温度，既可获取电缆绝缘的工作状况；也可通过计算线路日勺载流量，了解线路运行状态目前，应用比较广泛的电缆温度测量措施是分布式光纤测温该措施重要根据光纤时光时域反射原理及光纤的背向拉曼散射温度效应基于所测温度，可对电缆的载流量进行计算，进一步获得电缆运行信息测温光纤既可以敷设在电缆护套内，即内置式；也可沿线敷设在电缆护套外，即外置式虽然该测温系统具有测量距离长、测温精度高等长处，但存在空间辨别率较低、对因各类缺陷导致时局部温升不敏感、易受敷设环境温度、湿度影响等缺陷这也是在未来的研究和工程实践中，需要处理欧I问题红外热成像技术也常被应用于电缆附件时在线温度检测该技术是运用红外探测器、光学成像物镜和光机扫描系统接受被测目标的I红外辐射，将其能量分布图形反应到红外探测器时光敏元件上在光学系统和红外探测器之间.采用光机扫描机构对被测物体的红外热像进行扫描，并聚焦在单元或分光探测器上，由探测器将红外辐射能转换成电信号，经放大处理、转换成原则视频信号通过电视屏或监测器显示该热像图与物体表面日勺热分布场相对应，与可见光图像相比，缺乏层次感和立体感为更有效地判断被测目标的红外热分布场，常采用某些辅助手段来增加仪器的功能，如图像亮度、对比度的控制，伪色彩描绘等技术运行经验表明电缆附件发生故障前，缺陷常常伴生局部发热，采用红外热像仪对电缆附件进行有针对性日勺在线检测，可发现电缆附件日勺发热性缺陷.及时做出对应防备措施，防止电缆故障的发生该技术日勺长处是测量敏捷度高、成果直观、可靠性好;山东杰讯电气有限企业是集科研、生产及销售为一体的高新科技企业重要从事电力电气设备，电力测试仪器研发设计，制造以及国内外各大电力测试仪器等时代理销售山东杰讯电气有限企业自成立以来，一贯坚持以“质优价廉，诚信为本”的I原则企业可持续价值观念，加强科技创新，深化管理创新，以“打造价值杰讯，创新杰讯，绿色杰讯，幸福杰讯，发明世界一流的高新科技企业”为目标以雄厚的I科技研发实力及优秀的售后服务，致力于电力事业，服务于电力企业，努力把企业建设成为高新科技企业，为电力系统及电力有关企业提供优质先进的I测试设备及检测仪器以科技为先导，以服务为宗旨，以优质为基石，以诚信为使命，铸就杰讯电气的企业精神山东杰讯电气有限企业的发展离不开广大的信任与直持，愿与新老客户精诚合作，，在后来的发展中企业将为您们提供的更精良日勺产品，更优质的服务企业文化团结互助，敬业负责，积极进取，用于创新电缆主绝缘实时监测系统目的和意义伴随我国经济的飞速发展，都市规模不停扩大由于土地资源紧张，同步为了美化环境，电力线路必须由以往占地多的明线方式改为埋地欧I电缆方式因此，电力电缆获得了越来越广泛的应用但由于多种原因的影响，在运行中，电力电缆也会发生故障根据电缆自身构成特性和运行状况来看，导致电力电缆故障的I原因重要有机械损伤、绝缘受潮、绝缘老化变质、过电压、设计和制作工艺不良、材料缺陷、防护层腐蚀、电缆绝缘物流失等同步，由于电缆应用数量的增多及运行时间和负荷的不停增长等原因，电力电缆发生故障越来越频繁由于电缆线路大多敷设在电缆沟内或埋入地下，一旦发生故障，寻找起来十分困难，往往要花费数小时，甚至几天的时间这样不仅挥霍了大量的人力、物力，而且还会导致难以估计的停电损失因此迅速、精确地确定电力电缆故障点，可以减少停电时间，提高供电可靠性，减少故障修复费用及停电带来的损失迅速切除故障并排除故障对提高电力系统供电可靠性和稳定性具有决定性作用我司根据电缆线路中行波的传播特性，分析电力电缆某些常规故障中的暂态行波的故障信息、，在国内率先研发出JXD-3000电缆主绝缘实时监测系统系统即单端电缆主绝缘实时监测系统系统，可以根据采集的电缆的暂态行波进行故障预警选线自动测距交联聚乙烯XLPE电缆构造1导体导体为覆盖的退火单线绞制，紧压成圆形为减少导体的集肤效应，提高电缆的传播容量2）内半导体屏蔽导体屏蔽应为挤包半导体层，由挤出的交联型超光滑半导体材料均匀欧I包覆在导体上表面应光滑不能有尖角，颗粒，烧焦或插伤的痕迹3）交联聚乙烯绝缘电缆的主绝缘由挤出H勺交联聚乙烯构成，采用超精料4）外半导体屏蔽亦为挤包半导体层，规定绝缘屏蔽与绝缘层同步挤出绝缘屏蔽是不可剥离的交联型材料，以保证与绝缘层紧密结合其规定同导体屏蔽5）软铜带一般有疏绕软铜线构成，外表面用反向铜线或铜带扎紧6）包带金属护套有铅或铝挤包成型，或用铝铜不锈钢板纵向卷包后焊接而成7）外护套外护套有聚氯乙烯（或由其他材料构成等）构成交联聚乙烯电缆的内部构造导体________内半导体屏蔽绝缘外半导体屏蔽软铜带包带外护套电缆主绝缘实时监测系统研发状况及分析埴充导体内半导体屏蔽多色;方_______外半导体屏蔽目前，我国的电软铜缆带包运带内行单位对XIPE电缆大多采用投运前或周期性耐压护套外护套钢带试验，某些安装缺陷以及需经数年发展才能逐渐显现的电缆缺陷难以发现近年来，研究人员提出对电缆在运行过程中显现的物理特性如局部放电、温度、接地电流、介质损耗等进行在线监测并基于监测成果推断电缆的I运行状态上述措施可及时获取电缆状态信息，对提早发现故障隐患，防止运行事故十分有效.是未来电缆运行维护的重要手段本文对我国XIPE电力电缆在线监测及检测技术的研究现实状况进行综述，对多种监测手段日勺优、缺陷及可行性进行讨论，提出适合我国高压XIPE电缆线路日勺在线监测措施通过在线监测或检测这些信息，能及时了解电缆系统日勺运行状态，保障其安全、可靠地运行行讨论，提出适合我国高压XIPE电缆线路时在线监测措施2XLPE电缆系统中的|缺陷电缆运行系统由电缆本体和附件共同构成其中，附件又包括中间接头、终端接头及交叉互联络统电缆系统在生产、运输、安装和运行过程中，均可能因生产工艺不良或人为操作不妥而引入缺陷电缆系统中可能出现的缺陷，在运行过程中，上述缺陷受外施电场作用而发生局部放电、局部温升、介质损耗增大等物理现象，加速电缆系统老化，甚至导致电缆系统事故研究证明，上述物理现象会以声、光、电、热等形式体现出来通过在线监测或检测这些信息，能及时了解电缆系统的运行状态，保障其安全、可靠地运行XLPE电力电缆系统中日勺缺陷种类及危害性1机械损伤机械损伤引起的电缆故障占电缆事故很大的比例有些机械损伤很轻微，当时并没有导致故障，但在几种月甚至几年后损伤部位才发展成故障导致电缆机械损伤时重要有如下几种原因1）安装时损伤在安装时不小心碰伤电缆，机械牵引力过大而拉伤电缆，或电缆过度弯曲而损伤电缆；2）直接受外力损坏在安装后电缆途径上或电缆附近进行城建施工,使电缆受到直接的外力损伤；3）行驶车辆的震动或冲击性负荷会导致地下电缆的铅（铝）包裂损；4）因自然现象导致的损伤如中间接头或终端头内绝缘胶膨胀而胀裂外壳或电缆护套；因电缆自然行程使装在管口或支架上的电缆外皮擦伤；因土地沉降引起过大拉力，拉断中间接头或导体

（2）绝缘受潮绝缘受潮后引起故障导致电缆受潮的重要原因有1）因接头盒或终端盒构造不密封或安装不良而导致进水；2）电缆制造不良，金属护套有小孔或裂缝；3）金属护套因被外物刺伤或腐蚀穿孔；

（3）绝缘老化变质电缆绝缘介质内部气隙在电场作用下产生游离使绝缘下降当绝缘介质电离时，气隙中产生臭氧、硝酸等化学生成物，腐蚀绝缘；绝缘中日勺水分使绝缘纤维产生水解，导致绝缘下降过热会引起绝缘老化变质电缆内部气隙产生电游离导致局部过热，使绝缘碳化电缆过负荷是电缆过热很重要的原因安装于电缆密集地区、电缆沟及电缆隧道等通风不良处的电缆、穿在干燥管中的电缆以及电缆与热力管道靠近的部分等都会因自身过热而使绝缘加速损坏4过电压大气与内部过电压作用，使电缆绝缘击穿，形成故障，击穿点一般是存在缺陷5设计和制作工艺不良中间接头和终端头的防水、电场分布设计不周密，材料选用不妥，工艺不良、不按规程规定制作会导致电缆头故障6材料缺陷材料缺陷重要表目前三个方面一是电缆制造的问题，铅铝护层留下的缺陷；在包缠绝缘过程中，纸绝缘上出现褶皱、裂损、破口和重叠间隙等缺陷；二是电缆附件制造上的缺陷，如铸铁件有砂眼，瓷件时机强度不够，其他零件不符合规格或组装时不密封等；三是对绝缘材料的维护管理不善，导致电缆绝缘受潮、脏污和老化7护层日勺腐蚀由于地下酸碱腐蚀、杂散电流的影响，使电缆铅包外皮受腐蚀出现麻点、开裂或穿孔，导致故障8电缆日勺绝缘物流失油浸纸绝缘电缆敷设时地沟凸凹不平，或处在电杆上的户外头，由于起伏、高下落差悬殊，高处的绝缘油流向低处而使高处电缆绝缘性能下降，导致故障发生电缆系统在线监测技术及措施XLPE1）局部放电在线监测局部放电指在电场作用下发生在绝缘中非贯穿性的放电现象电缆或电缆附件中发生日勺局部放电信号幅值可达0A,频带可达100MHz-250MHzo电缆局部放电时在线监测是指通过传感器系统实时采集额定运行电压下电缆系统内的局部放电信号，并将其传播至终端，进行后续的处理和判断因此，传感器系统对能否精确获取放电信号举关重要近年来.研究人员分别开发电容耦合、电感耦合及超声波传感器电容耦合传感器通过在局部放电信号激发的电场中耦合能量，直接获取电信号该传感器在安装时既可以运用电缆及其接头中已经有的金属构造，也可安装金属薄片构成电容性电极从而直接耦合放电信号电容耦合传感器按其安装位最可分为内置式和外置式老式内置式传感器安装时，需将电缆绝缘护套和金属护层割开，将金属箔缠绕在外半导电层上，之后再将金属护层和绝缘护套分别复原，将信号线从金属箔和金属护层间引出该措施的长处是构造简朴，缺陷是安装时工艺规定较严格，必须做好护套复原和防水工作近年来，研究人员提出采用接头处的外半导电层作为取样电阻直接耦合放电信号的措施，该传感器安装时，需先在应力锥外侧贴附一层铜网，将信号线的线芯与该铜网相连，信号线时接地网与电缆的金属护层连接该措施时长处是安装简便，抗干扰能力强，但需要与电缆生产厂家协商信号线欧I引出措施该措施已在英国伦敦的电缆线路上应用，并获得了很好的现场运行效果外置式电容传感器该措施将一对金属薄片分别贴在电缆中间接头的两侧，将信号线与金属薄片相连通过检测阻抗测最放电信号该措施的长处是安装简朴.且由于采用了差分接线措施，可有效克制两侧本体放电信号的干扰，具有对电缆中间接头局部放电定位的功能；缺陷是易受外界电磁噪声干扰此外.对于直埋式敷设的XLPE电缆线路，环境原因如土壤电导率、湿度等均可能对外置式电容传感器的测量稳定性产生影响电感耦合传感器的基本原理为将线圈缠绕在有放电电流信号流过的导体上，该放电信号可在线圈输出端产生感应电势，该电势即反应了局部放电的信息基于电感耦合法研制的传感器中，罗果夫斯基线圈是最有代表性的该措施将内置式罗氏线圈传感器安装在电缆接头内部的金属屏蔽连接线上，其长处是敏捷度高，受外界电磁干扰小，缺陷为电缆接头施工时传感器的安装工艺较复杂外置式罗氏线。