考虑泄漏电流及层间耦合的高压电缆金属护套环流计算与分析

高压电缆线芯与金属护套间存在泄漏电流,当前护套环流的分析与计算中未准确计及其影响,为此提出了考虑泄漏电流及层间耦合的高压电缆金属护套环流计算方法。首先,建立了基于电缆双π集中参数模型的护套环流等值计算模型,在分析泄漏电流影响时,考虑线芯与护套、护套与护套之间的电磁感应作用;然后,运用叠加原理,推导了考虑泄漏电流及层间耦合的监测点与任意位置护套环流计算过程;最后,基于PSCAD/EMTDC仿真软件,搭建了不同排列方式及段长组合下的仿真模型,并结合工程案例进行结果验证,在此基础上,分析了负荷电流、段长组合以及排列方式对护套环流的影响。结果表明:采用该方法所得环流与仿真值的误差大都在1%以内,实例分析亦验证了其准确性;此外,工程中需注意轻载环流超标现象以及段长组合对护套环流的重要影响。以上方法及分析结果对电缆设计、运行监测、故障诊断与定位有一定的借鉴意义。

基于频域反射法的高压电缆阻水缓冲层缺陷定位研究

为了获取高压电缆缓冲层缺陷的位置信息,本文首先根据缓冲层表面形貌特征将缓冲层状态划分为干燥态、受潮态、腐蚀态以及腐蚀烧蚀态,通过薄片样本研究了缓冲层从干燥态到腐蚀烧蚀态这一缺陷发展过程中体积电阻率和相对介电常数的变化规律。然后推导了高压电缆传输线网络中的分布电容以及分布电导的计算公式,评估了FDR法应用于高压电缆缓冲层缺陷定位的可行性。最后在实验室中搭建了长电缆实验平台,研究了频域反射法定位缓冲层缺陷的有效性。结果表明:缓冲层缺陷的发展主要影响高压电缆的分布电容,产生阻抗不连续点。FDR能够实现对缓冲层受潮及缺陷的定位,但对于腐蚀缺陷及烧蚀缺陷的进一步区分还需结合其他状态检测手段。

地下交叉互联高压电缆分布式护层电流传感系统的时滞控制方法

交叉互联高压电缆系统中的分布式护层电流检测对于护层接地故障诊断至关重要。为解决地下高压电缆不依赖外部时标的分布式护层电流传感时间同步问题,该文基于交叉互联高压电缆护层间的耦合关系,采用并联Smith预估补偿器提升时滞补偿效率,获取残差最小的时间偏置补偿时滞量,提出多护层电流传感器时滞误差的递归最小二乘跟踪方法,以电容电流短时不变为稳定判据,对实际测量时分布式护层电流传感器之间的时延进行估计和控制。该方法在220 kV高铁牵引变压器一次侧高压电缆分布式护层电流传感系统上进行了试验验证,验证结果表明,该方法收敛至最小残差值点,平均残差为0.30 A,准确时滞量为3.93 s,能实现分布式护层电流传感的时间同步。

高压电缆故障原因分析及对策措施

结合历年宝钢现场处理电缆缺陷与故障的实际情况 ,介绍了高压电缆产生故障的主要原因 ,对存在的主要问题进行了原因分析 。

高压电缆故障测距及定位方法

介绍了高压电力电缆故障的各种类型及其预定位和精确定位的方法,特别是对于护层故障的一种新的、更有效的测试方法。

用有限元法优化高压电缆参数

提出了优化高压电缆的综合场数学模型 ,它包括电流场和静电场 ,推出了综合电场的边值问题 ,并用有限元法离散此数学模型。改进了传统的双共轭梯度法 ,并用此方法解离散的线性方程组 ,改善了解的收敛特性。优化了高压电缆参数 。

从缺陷影响看高压XLPE电缆绝缘减薄的必要性

传统观念认为增厚的绝缘可以提高高压XLPE电缆的安全裕度与运行可靠性,但近年来大量的理论研究与实际运行结果都对这个观点提出了质疑。为此,利用极不均匀电场中的应力集中理论以及固体电介质的弱点击穿理论,研究了绝缘与半导电屏蔽层交界面上的凸起引起的应力集中以及绝缘本体存在的杂质、微孔等缺陷导致的弱点击穿现象。结果表明,绝缘的增厚对减小凸起处电场强度的作用不大,反而降低了电缆绝缘的最小击穿电场强度,并大大增加了成本,导致了电缆在制造、运输、敷设中的一系列问题。采用高性能原材料、改进生产加工工艺才是提高电缆性能行之有效的根本措施。

等温松弛电流法在高压交联聚乙烯绝缘交流电缆状态评估中的应用

为探讨等温松弛电流法在高压交流(HVAC)电缆状态评估中应用的可行性,采用等温松弛电流法(IRC)对未老化和运行13 a的国产110 k V高压交联聚乙烯(XLPE)交流电缆进行了老化评估,并研究了直流电场下电缆绝缘切片的空间电荷分布,分析了绝缘内部的陷阱分布、松弛机理和绝缘状态的关联性。结果表明,未老化高压电缆的老化因子>1.89,绝缘切片样品表面区域存在明显的异极性空间电荷积累,残留在高压电缆内部的交联副产物以深能级陷阱形式存在,并与等温松弛电流中的第3类松弛相对应。运行13 a的高压电缆的老化因子明显高于未老化电缆的老化因子,且其绝缘切片表面区域的异极性空间电荷积累量和切片内部的最大电场畸变率增大,与等温松弛电流法提取的老化因子变化规律相同。因此老化因子可作为高压交流电缆绝缘老化状态的评估参数。

高压电缆金属护套多点接地情况下的环流模型及参数计算

为探索电缆金属护套多点接地情况下环流变化规律,利用集中参数电路,提出了基于复矩阵方程形式的环流模型.为求解该复矩阵方程,提出了泄露电流和大地漏电流的等值电路及其求解公式.为验证环流模型的准确度,利用仿真软件ATP对金属护套多点接地的多种情况进行了仿真.对比在不同接地方式、敷设方式、多点接地个数和位置的仿真结果与模型计算结果,环流模型平均相对误差小于3. 79%,能够较为准确地计算护套环流.运用该模型分析了在交叉互联接地方式下,金属护套发生故障接地时环流的变化规律,结果表明,换相点附近的护套发生故障接地时,环流为极大值.文中基于该变化规律,提出了仅根据电缆线路首末端接地线处测量的三相环流值判断故障电缆的相位和大体位置的方法.

高压防爆电机局部放电在线监测技术

由于对工作在易燃易爆等危险环境下的高压电机进行在线局部放电测量存在很多困难,因而对该类高压电力设备局部放电在线检测进行了理论及试验研究。通过为电动机供电的电力电缆在位于远处的电动机的开关柜处对其局放活动进行远距离在线测量,解决了在特殊环境下对电力设备局部放电活动在线检测的问题。同时在理论分析的基础上研究了局部放电远距离检测的工程方法应用技术,给出了衰减系数的测定方法,并进行了相应的试验对比研究。结果表明,衰减系数的大小影响测量误差,通过衰减系数以及在开关柜测得的局放活动,可以得到工作现场的电动机的局放值,为后续的判断和保护提供测量依据。

有限元网格自动剖分

提出了一种比较新颖的网格剖分方法 ,它是传统网格初分方法的改进 ,强调初分网格要将子区域划分为凸区域 ,使剖分简单且更可靠。文中还提出网格布点的新方法 ,可实现子区域内及区域边界灵活细分。并用此软件剖分高压电缆终端等结构 。

基于时间延迟理论的高压电缆巡检周期优化

为了经济高效开展高压电缆的巡检消缺工作,提出了基于时间延迟理论与经济效益分析的高压电缆巡检周期优化方法。首先基于时间延迟模型模拟电缆缺陷发展为故障的过程,将电缆故障发展视为由缺陷出现与缺陷发展为故障两个随机事件组成;然后根据历史故障时间与巡检周期,建立电缆故障发展的数学计算模型,并考虑电缆故障的时间与空间特性,将电缆系统按照运行年限与巡检目标进行分类,建立不同运行年限内线路各部件的故障数期望值与巡检周期的数学关系;之后以故障损失与巡检费用最低为目标,计算电缆线路各部件的优化巡检周期;最后针对南方电网公司近10年投运的高压电缆,采用该方法理论计算得到优化巡检方案。理论上优化后的高压电缆故障损失与日常巡检的总费用相较于优化前可降低40%。所述方法可有效提高经济效益,为高压电缆巡检周期制定与巡检工作开展提供参考。

局放测试技术在高压电缆交流耐压试验中的应用

针对交流耐压试验方法在发现电缆缺陷上的不足,提出在高压电缆交流耐压试验中外接局放监视仪来避免耐压试验对电缆造成损伤。通过建立仿真电路和搭建实验室模型,研究了现场干扰信号与电缆自身局放信号的时域、频域、波形和极性的特征,总结出一套适用于高压电缆现场局放测试的方法。应用该方法对新敷设的110 kV高压电缆进行检测,发现了高压电缆终端的缺陷,证实了此测试方法的有效性。

超高频技术检测高压电力电缆及接头中局部放电的研究

本文介绍了超高频技术检测高压电力电缆及接头中局部放电的特点 ,对超高频电容耦合器做了一定的研究 ,并给出了试验系统和结果 。

X射线电缆绝缘线芯测偏仪的研制

介绍了一种使用 X射线进行电缆绝缘线芯偏心测量的装置 ,可以测量高压交联电力电缆绝缘线芯各层(导体半导电屏蔽层、绝缘层、绝缘半导电屏蔽层 )的厚度及偏心。

顶管法电缆隧道结构渗漏成因及其防治措施研究

与市政管网工程不同,采用顶管法敷设的电缆隧道结构需要达到二级防水的要求。由于施工质量及周边环境变化等各种不利原因,贯通后的管道往往会产生渗漏现象,尤其是在地下水位高、雨水丰富的东南沿海地区。在系统地对已建投产的顶管法电缆通道渗漏现象调查的基础上,对隧道结构的渗漏进行分类,并提出了相应的预防和治理建议,为相应工程的后期整治和类似工程的建设提供参考。

高压电缆线路避雷器在线监测系统的研究

设计了一套基于无线测量网络的高压电缆线路氧化锌避雷器(ZOA)在线监测系统,用于评估ZOA绝缘变化状况。系统使用零磁通传感器测量泄漏电流,利用RF通信与GPS同步技术同步采集电压电流信号,采用基于FFT的均值算法提取基波阻性电流;采用无线测温模块测量避雷器阀片局部温度;通过RF网络和GSM网络将现场数据上传到监测终端与上位机系统,实现了远程数据采集与实时数据显示、分析和数据管理。从现场带电运行情况来看,系统较好地满足了电缆线路ZOA在线监测要求。

连续X射线吸收系数测量技术研究

在论述连续X射线的线性吸收系数的测量对透视成像系统和透射式的工业在线检测系统中的作用的基础上,阐述了对连续X射线的线性吸收系数的测量原理,并在测量原理的基础上对连续X射线的线性吸收系数的测量的误差的产生因素进行了分析,以利于从测量方法上加以校正,并对高压交联电缆中的外半导体屏蔽层、内半导体屏蔽层、绝缘层的线性吸收系数进行了详细的测量。

不同脉冲注入方式下长电缆中空间电荷测量结果的等效性分析

国际上针对同轴电缆用电声脉冲（pulsed electro-acoustic,PEA）法空间电荷测量技术主要分为3种：高压导芯耦合脉冲注入法、外半导电层局部剥离耦合脉冲注入法和测量电极耦合脉冲注入法。该文基于本实验室现有的同轴电缆用PEA空间电荷测量系统,测量了3种脉冲注入方式下同轴电缆中空间电荷波形的变化规律,仿真计算了3种脉冲注入方式的影响因素及耦合效率的等效性。研究结果表明：相同注入脉冲幅值下,脉冲耦合效率越高,电荷声波信号幅值越大;在高压导芯脉冲注入法中,截面越大或电缆长度越长,脉冲耦合效率越低;在外半导电层局部剥离脉冲注入法中,电缆长度越长,脉冲耦合效率逐渐增加并达到饱和态;在测量电极脉冲注入法中,轴向阻抗越大,脉冲耦合效率越高。

基于雷达图法的矿用高压电缆安全预警模型

为了全面在线评估矿用高压电缆的安全工作状态,确保矿井安全生产,提出了矿用高压电缆安全预警体系的新理念。在借鉴目前电缆老化研究成果的基础上,建立了基于绝缘参量表征高压电缆安全状态的指标集,并通过层次分析法确定了各项指标的权重;定义了完好度的概念,并对指标数据进行了归一化处理,使各项指标在时间和空间维度上具有可比性;提出了基于雷达图表示的图形化预警方法,并在定量计算中引入了反映优劣程度的参考样本和多源信息互补的均衡度因子,定量并直观地表示了电缆不同时刻的预警等级,实现了监测过程和预警结果的直观显示。最后通过10 kV矿用高压电缆的安全预警设计验证了雷达图法将多维数据图文并茂进行安全预警的优越性。