產品概述:
由于交聯聚乙烯(XLPE)電纜具有絕緣性能好、易于制造和安裝方便、供電安全可靠、有利于美化城市等優點,在中低壓領域幾乎替代了油浸紙絕緣電纜,并已在高電壓等級中使用。近年來,我國城市電網中大量采用XLPE電纜輸配電,但是這種電纜的絕緣結構中因加工技術難度或原材料不純而存在氣隙和有害性雜質,或者由于工藝原因,在絕緣與半導電屏蔽層之間存在間隙或半導電體向絕緣層突出,在這些氣隙和雜質處極易產生局部放電(PD),同時在XLPE電纜的安裝和運行過程當中也可能會產生各種絕緣缺陷導致局部放電。由于XLPE等擠塑型絕緣材料耐放電性較差,在局部放電的長期作用下,絕緣材料不斷老化最終導致絕緣擊穿,造成嚴重事故。
據有關資料統計,電力系統中的XLPE電纜的事故主要發生在其接頭,事故原因很大程度上取決于接頭的施工條件和施工技術。為了保證XLPE電纜的安全運行,在工廠制造的電纜,出廠前必須經高壓耐壓試驗,檢驗有無局部放電,電纜在現場施工安裝好后也要做現場耐壓和局部放電測試,同時,對已經進入運行的電纜也要經常測量其局部放電以評估其絕緣狀態,保障電力系統安全可靠運行。
我公司生產的電纜接頭局放測量系統已應用到國內多個,因該系統結構復雜、成本較高,所以目前主要是便攜式的帶電監測方式應用。經過多年的技術積累,我們已完成對國內近千個35KV、110KV、220kv、330KV電纜接頭的帶電檢測。通過對這些數據的對比分析,發現電纜接頭處的局放水平與監測的脈沖幅值有密切的聯系;在此基礎上,擬對原有的局放測量系統進行簡化設計,只以接頭處接地線上的脈沖幅值大小和接地電流值所為主要監測參量,進行實時監測,從而以較低成本,并有效方便的實現對電纜接頭局放水平的在線監測。因此對通過電纜金屬護層的接地電流進行在線監測,對電流成分進行分析并且進行相關的建模計算和監測,可以隨時了解高壓電纜線路接地系統的運行狀態,結束傳統的周期巡視方式的費時、費力情況,更好的保障供電安全,進一步提高電纜網在線監測的整體水平,進而為開展城市電纜網狀態狀態檢修工作奠定基礎。同時,針對近年來電纜線路交叉互聯線、接地線、回流線、交叉互聯箱、接地箱等丟失嚴重的情況,實施接地電流遠程在線監控還可以起到顯著的作用:一旦有不法分子偷盜上述設備,通過接地電流監測系統可以立即發現異常,不僅可以降低被盜的風險,還可以及時修復處理,避免發生更大的事故。
系統組成:
電纜局放監測系統由高頻電流(HFCT)傳感器、數據采集器、主站系統組成。其中傳感器主要由感應器、放大電路、脈沖整形電路及發射電路等構成。
主站系統:由服務器、交換機、光纖收發器、數據庫及人機交互軟件等組成。
數據采集器:由局放數據采集單元和光電轉換器組成。
傳感器:由磁芯、羅高夫斯基線圈、濾波和取樣單元以及電磁屏蔽盒組成。
主站系統功能:
1、測量放電信號的幅值、極性、放電的相位、放電次數等基本的局部放電表征參數及各種統計計算數據。
2、顯示二維、三維放電譜圖、工頻周期放電圖。
3、分析放電模式識別及故障類型診斷;可進行故障類型的判斷,觀察和
4、預測局部放電故障的發展趨勢,故障信號及故障嚴重性報警,為絕緣狀態診斷提供重要判據。
5、提供放電發展趨勢圖、歷史查詢、報表和設定報警等多項功能。
6、可連續監測或定時自動啟動測量,整個監測過程自動化。
可以通過局域網、CAN 總線等方式實現數據上網,對系統進行遠程訪問,并且系統具有WEB發布功能, 用戶不需要安裝任何軟件即可通過瀏覽器瀏覽相關報表和報警信息。
傳感器及采集器功能:
1、接收電纜屏蔽層對地放電的局部放電的脈沖信號;
2、實現對電纜中間接頭A、B、C三相的多測點同步實時監測;
3、數據集中器內置數字濾波器及數據分析系統,實時捕獲放電統計特征;
4、傳感單元與數據集中器間射頻電纜連接,充分保證監測系統的安全性;
5、專用采集噪音采集通道濾除現場噪音;
系統原理:
高頻電流(HFCT)傳感器原理
變電站電纜局部放電監測系統采用模塊化設計方案,通過安裝在電纜接頭接地線上的高頻電流傳感器,來耦合電纜本體及接頭處的局部放電脈沖電流信號;耦合到的脈沖電流信號通過同軸電纜傳送至前端監測采集器,對模擬信號經過放大、濾波、模數轉換后變成數字信號再通過光纖傳送至測試主機。測試主機對所有傳感器的信號分別進行分類識別分析、計算,并將這些通過計算獲得的放電信息數據寫入到數據庫中,同時在監測系統的軟件面板上顯示監測結果。
抗干擾原理
①硬件方法:采用差動平衡法結合噪音傳感器實現外部干擾的鑒別;
②軟件方法:小波包濾波方法和IIR濾波器、開窗法實現對白噪、周期性、脈沖性干擾的抑制和消除;
◆系統結構采用分布式結構,現場采集系統,避免現場干擾;
技術指標:
技術指標 | 描 述 | |
適用范圍 | 對整條電纜中間接頭實時進行局放監測 | |
測量原理 | 采用高頻電流 | |
檢測通道 | 每個中間接頭3通道高頻電流傳感器 | |
檢測頻帶 | HFCT | 可在10KHz~100MHz范圍內任選擇測量頻率,提供多種測量帶寬 |
測量方式 | 連續脈沖測量方式,具備脈寬鑒別功能,可自動識別和抑制通訊干擾信號 | |
原始波形 | 1~50個工頻周期 | |
靈 敏 度 | 最小可測10pC的局部放電信號 | |
定位精度 | 每個中間接頭每一相 | |
測量單位 | 提供mV、pC、多種數據顯示單位 | |
工作溫度 | -25°C ~85°C | |
工作電壓 | 110V/220V, 50或60Hz | |
工作時間 | 可連續工作 | |
電信號最小可測放電量 | 10pC | |
電信號可測放電量 | 873pC | |
放電脈沖可分辨時間 | <> |
數據采集終端 | |
采樣通道 | 3通道(ABC三相) |
帶寬 | 200k |
采樣分辨率 | 16位 |
輸入阻抗 | 50Ω |
圖譜 |
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接口類型 | N型 |
采樣頻率 | 1G |
通信接口 | TCP/IP或RS485通信 |
IP等級 | IP55 |
工作溫度 | -35°C‐65°C |
HFCT傳感器 | |
工作頻率范圍 |
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工作溫度 | -35°C‐85°C |
孔徑 | 內徑78mm |
輸出端 | N型 |
負載阻抗 | 大于 5mV/mA |