现在,国内外广泛开展带电检测方法的研究,提出了多种方法。实际的运行过程中发现,大部分电力电缆故障是由电缆绝缘发生劣化引起的。引起这种电缆发生劣化的原因较多(有电劣化、热劣化、化学劣化、机械劣化甚至鼠虫害引起的劣化等),但最主要仍是电劣化。其主要劣化形态为:①局部放电电劣化;②电树枝劣化;③水树枝劣化。研究表明33kV以下的固体绝缘电缆中,引起绝缘劣化的主要是水树枝劣化。但无论哪种劣化都可能造成绝缘电阻的下降,泄漏电流的增加及介质损耗tgδ变大等现象。使得在工作电压下交流损失电流变大,使得流过绝缘的电流中所含的直流分量增大。因此,可以通过对电缆绝缘的在线监测来测定劣化信号,判定电缆绝缘是否能继续运行。电缆绝缘的劣化信号一般来说极其微小,如因树枝状劣化产生的直流分量电流为nA级,最大的也只不过为μA级。因此,国外在对高分子绝缘材料劣化的基础物理过程进行大量研究的基础上,针对劣化信号,研究并采取了相应的监测措施。电缆绝缘在线监测的方法有很多种,如直流电流法,直流电压迭加法,交流电压迭加法,低频交流迭加法等等。
1直流电流法
电缆在交流电压作用下,若发生水树枝劣化,则电流中含有直流成分,且树枝劣化长度与直流分量电流存在一定关系,故研究采用直流电流分量监测法。但由于直流分量电流极小(一般为nA级),因此容易受到杂散电流的干扰。且在电缆端部表面泄露电阻因胀污或因雨而下降时,测量误差很大,故此必须要清拭端部且要在天气晴好时测量,所以这种方法的使用受到很大的限制。
2直流电压迭加法
针对电缆中水树枝长度与绝缘电阻的关系,研究了直流电压迭加法。直流电压迭加法因散杂电流的变化或端部表面泄露电阻变低而产生较大的测量误差。且直流电压是经中性点接地的电压互感器旋加于电缆的,若互感器中长期流过直流电源会发生磁饱和现象而产生零序电压,可能使变电所内继电器误动作。
3低频交流迭加法
针对电缆中水树枝长度与绝缘电阻的关系,研究了低频交流迭加法。低频交流迭加法是一种较好的方法,所监测的交流损失电流在原理上随着劣化的发展而变大的。但在使用中应认真确认电缆端部的工作状态,例如为调整端部电场分布而装有应力环时,即使电缆绝缘良好,交流损失电流也较大,那么仅根据在线监测的信号,就可能作出”绝缘不良”的误判断。
4交流电压迭加法
交流电压迭加法的测量原理是:在电缆的屏蔽层上迭加101Hz(即2倍工频+1Hz)的交流电压,监测树枝劣化而产生1Hz的劣化信号。由于树枝劣化的电缆上迭加工频+约1Hz电压时,被测的劣化信号最大,可采用这种方法检测出1Hz的劣化信号的强弱来判断电缆劣化的程度。这种监测方法的优点是:①可从电缆接地线处迭加电压,测定简单方便,不仅可作为在线监测,也可作带电监测,用一套设备监测多条电缆;②因迭加电压检测的是已知劣化信号,即1Hz信号,故检测精度高,抗干扰能力强;③受铠装绝缘电阻及端部污损等因素影响较小。
结论
通过以上的分析比较,我们可以发现在不带电检测方法中,二次脉冲法是一种比较好的方法,在带电检测的方法中,交流电压迭加法是目前比较好的一种方法。虽然带电检测的方法还不很成熟,比如对绝缘劣化程度的判断等方面,还需要做大量的研究工作,但是这是电力电缆检测的一种发展方向。
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