应用于电缆振荡波系统的高压固体开关研究

为了解决现有电缆振荡波(DAC)试验装置中开关存在的体积大、结构复杂、易引发干扰等问题,研制适用于电缆振荡波检测系统的电磁触发式高压固体开关.基于脉冲宽度调制(PWM)控制技术提出利用单根线实现多级同步电磁触发的固体开关拓扑结构,解决了多级扩展难题;通过优化电磁触发和RCD均压方案,降低了开关导通时间;利用电容储能维持绝缘栅双极型晶体管(IGBT)门级驱动电压,克服了电磁触发易造成高频干扰的缺点,提高了振荡波试验装置的局部放电检测灵敏度;采用分散环形布局、环氧灌封方案,缩减了固体开关体积.试验结果表明,研制出的适用于10kV电缆检测的固体开关体型紧凑、导通时间小于500ns、自身局放起始电压为34.5kV,能够满足电缆振荡波局放检测的实际需求.

振荡波电压法检测10kV电缆局部放电试验

介绍了振荡波电压法测试系统的主要原理、设备构成及局部放电定位技术的原理;基于振荡波电压法检测技术,通过在一条退运10 kV交联聚乙烯短电缆上人工设置各种模拟缺陷,对系统的检测效果进行了初步分析,得出振荡波电压法对某些类型的缺陷如错用绝缘胶带等效果十分明显,而对其他一些缺陷如压接管表面存在毛刺等效果有待进一步研究;研究也表明电缆终端缺陷的检测可能会由于高压线夹表面放电引入干扰受到影响,建议采取其他辅助检测手段如开关柜局部放电检测技术或对高压线夹进行防电晕处理。

振荡波电压在XLPE电力电缆检测中的应用

介绍了一种基于振荡波理论的振荡波电压测试系统及其国内外研究现状;讨论了该测试系统在电力电缆的耐压试验、局部放电检测中的应用。研究表明,振荡波电压与交流电压具有良好的等效性,且与交流电压、超低频电压(0.1 Hz)相比,作用时间短、操作方便,可发现XLPE电力电缆中的各种缺陷,不会对电缆造成损伤,因此振荡波电压测试系统具有良好的应用前景。

阻尼振荡波电压下110kV交联电缆绝缘性能检测

目前,在高压交联电缆线路现场试验和状态检测中,阻尼振荡波(DAC)电压下绝缘性能检测的研究与应用在国内仍处于空白,相关经验和数据完全缺失。基于此,开展了DAC电压产生的机理及特性、DAC电压下电缆局部放电检测、放电源定位和介质损耗测量原理研究,介绍了典型高压交联电缆DAC测试系统(OWTS)的功能与组成,并首次在国内尝试DAC电压下现场测试、诊断2条110kV交联电缆线路的绝缘健康状况。研究分析和现场实测证明,用DAC电压代替工频正弦波电压作为试验电压,结合耐压试验、局放检测与定位、介质损耗测量多种绝缘性能检测方法,可有效覆盖线路全长范围内电缆本体及附件,较好地弥补了现有高压交联电缆绝缘性能检测手段存在的局限和不足。

阻尼振荡波下检测XLPE电缆局部放电和耐压与工频的等效性综述

近年来中低压交联聚乙烯(XLPE)电缆的现场局部放电检测技术在国际上得到了快速发展。其中阻尼振荡波下测量电缆的局部放电在中国的电力运行部门得到广泛应用。笔者简述了该方法的测试原理与优缺点,综述了对不同频率振荡波的耐压与局部放电的测试效果及振荡波电压与工频电压下的耐压和局部放电测试结果的等效性以及其对电缆损害的可能性。

考虑短距离电缆中行波特性的振荡波局部放电定位方法

由于短电缆中局部放电信号的入射波和反射波信号容易重叠,振荡波测试系统(oscillation wave test system,OWTS)一直以来对短距离电缆(小于500 m)的局部放电定位的精度较低。为实现短电缆中缺陷的精确定位,提出了新的振荡波局部放电定位方法:采用高带通Rogowski线圈与宽带通示波器实现局部放电信号的捕捉,并对单个局部放电信号特征频率连续小波分解与能量峰值识别算法相结合的方式,优化对局放单脉冲波形的识别,同时根据多组样本的分布情况进行聚类分析,提高短电缆缺陷的定位精度。根据所提出的方法,对64 m交联聚乙烯短电缆中制造2处缺陷,并搭建实验对缺陷进行定位。结果表明,该方式能够准确地探测出距离电缆首端32 m处及61 m处的缺陷,误差范围控制在2%,较大程度提高OWTS对短电缆的定位精度。

振荡波电压法检测交联聚乙烯电缆中间接头新缺陷的试验与仿真

振荡波电压法主要是利用电缆等值电容与电感线圈的串联谐振原理。振荡电压的多次极性变换可在电缆缺陷处激发出局部放电信号,通过高频耦合器测量该信号可达到检测目的。采用振荡波电压法对一条退运电缆且中间接头分别存在压接管表面误用绝缘胶带、主绝缘表面存在水膜时的情况进行了研究。结果表明振荡波电压法对压接管表面误用绝缘胶带缺陷的检出效果比较明显,对其它一些缺陷检出效果不明显,基于有限元分析方法的电场仿真结果也验证了这一点。因此振荡波电压法可否作为10kV交联聚乙烯电缆入网试验的一种替代方法有待进一步研究。

两起不同工艺35 kV电缆中间接头振荡波局部放电缺陷对比分析

在大型城市的配电网中,电力电缆的广泛应用为城市电网发展发挥了重要作用。文中介绍了配网电缆振荡波局放检测技术的应用现状及基本原理,并结合2017年全运会保电期间检测发现的缺陷,选取两起不同工艺35 kV电缆中间接头局放缺陷实例,对其局放产生原因、局放起始电压、局放量等展开对比分析,发现接头工艺对局放类型及局放各项参数具有明显影响,为振荡波局部放电检测技术的推广应用、缺陷状态的科学评估提供了参考。

振荡电压波作用下电缆局部放电的仿真分析

振荡电压波可以使电缆缺陷部位产生局部放电,可以用来进行电缆局部放电的定位。本文介绍了振荡波电压法在交联聚乙烯电缆局部放电定位中的应用原理,建立了电缆在正常情况下和存在局部缺陷下的二维有限元数学模型,利用有限元分析软件在振荡波电压作用下对电缆进行了电场仿真。仿真结果表明在振荡波电压作用下电缆缺陷部位电场畸变,超过气隙的击穿场强而产生局部放电。该结果为研究和设计振荡电压波系统提供了理论依据。

不同频率振荡波电压下XLPE电缆局部放电特性的研究

振荡波检测技术在电力电缆局部放电检测中广泛应用。测试电缆长度不同导致振荡波电压频率发生变化。为了研究不同频率振荡波电压作用下电缆缺陷的局部放电特性,文中使用自主研发的振荡波测试系统检测了热缩式电缆附件在电缆终端无应力管、中间接头错用绝缘胶带替换半导电自黏胶带、交联聚乙烯主绝缘表面由割痕导致的气隙以及主绝缘表面存在金属微粒这4种缺陷的局部放电,对比分析了局部放电起始电压、熄灭电压、放电幅值、放电次数等特征随振荡波频率的变化情况,并对4种缺陷进行模式识别。分析结果表明,局部放电特性随振荡波频率变化而存在差异,4种缺陷的统计特征区分度较大,识别效果较好,具有实际应用价值。

适用于电缆振荡波检测系统的电磁触发式固体开关

已有电缆振荡波检测系统中的高压开关存在体积过大、结构复杂、有信号干扰等方面的不足。为此,研制了适用于电缆振荡波装置的基于电磁触发方式的高压固体开关。通过使磁环具有多个次级输出结构、进行环形布置和整体灌封,减小了开关体积;采用单根触发线传递脉冲宽度调制信号,实现了高压固体开关通断拓扑结构的控制,降低了高低压间的绝缘需求,提高了结构的可扩展性;采用电容放电维持高压固体开关的导通,避免了电磁干扰,提高了局部放电检测装置的灵敏度。试验结果表明,所研制的高压固体开关体型小巧,开通时间约为400 ns,局部放电起始电压>30 kV。将该固体开关用于多条故障电缆中进行局部放电测试,均能完成有效检测。

用振荡波电压法检测含有缺陷的10kV交联聚乙烯电缆接头实验

10kV交联聚乙烯电缆中间接头是极易引发故障的部位,分析振荡波电压法检测电缆接头各类缺陷的有效性具有重要意义。对冷缩式电缆中间接头分别制作了误用绝缘带、飞边以及水膜3类缺陷,并利用振荡波测试系统进行高压测试,测试结果表明振荡波测试系统对接头误用绝缘带缺陷反应最灵敏,但无法检测出接头含有飞边与水膜的情形。利用有限元法对制作的缺陷进行电场仿真,仿真结果表明有这些缺陷的电缆接头电场都发生不同程度的畸变,同时证明振荡波电压法不能有效检测出接头飞边与水膜这2类缺陷。

振荡波电压下10kV交联聚乙烯电缆中间接头的局部放电特性

交联聚乙烯（XLPE）电缆局部放电的振荡波电压检测方法是一种无损检测方法,目前已得到初步应用。为了研究振荡波电压下电缆典型缺陷的局部放电特性,制作了4种10 kV交联聚乙烯电缆中间接头人工缺陷模型,对4种缺陷模型分别施加振荡波电压和工频电压,对比研究了振荡波电压和工频电压下的局部放电特性。研究结果表明：相较于工频电压,振荡波电压下局部放电的脉冲信号上升沿更陡峭,过峰值后衰减更快,在2-3个周期内衰减到0,脉冲持续时间短约3-30μs;同一种缺陷的局部放电3维统计图谱在振荡波电压与工频电压下基本一致,不同缺陷的局部放电3维统计图谱区别明显,为进一步研究振荡波电压作用下交联聚乙烯电缆局部放电的模式识别奠定了基础。

110kV电缆振荡波局部放电模拟试验分析

为验证110 kV高压电缆振荡波局部放电试验技术检测电缆绝缘潜在性缺陷的有效性,以及积累该项试验技术现场应用经验,在高压大厅进行了110 kV电缆终端及中间接头放电仿真模型局部放电振荡波模拟试验,并进行该项技术对试验电缆破坏性的比对研究。试验表明高压电缆振荡波局部放电试验技术可检测并定位电缆终端较明显的局部放电缺陷,但对于半导电尖端较小的模拟缺陷,则无法检测到局部放电。

0.1 Hz超低频与振荡波电压下热缩和冷缩电缆附件典型缺陷局部放电对比研究

通过建立热缩和冷缩电缆附件典型缺陷模型,在0.1 Hz超低频和振荡波电压下进行局部放电试验,测量并对比两种电压下电缆典型缺陷的局部放电起始电压(PDIV)、局部放电量以及局部放电次数等参量的差异,并对这些差异的形成机制进行分析。结果表明:对于所测量的大多数缺陷,振荡波电压下的PDIV更小,局部放电量更大,局部放电脉冲数更多。缺陷位置电压分布机制和电压恢复速率的不同是导致上述差异的主要原因。

基于行波法的振荡波电压下电缆局部放电自动定位算法

振荡波测试能够有效检测出电缆缺陷并对其进行定位,而目前工程中大多依靠人工的方式实现局部放电(PD)定位。为了节约人力与时间,以行波法为理论基础设计了一种振荡波电缆局部放电定位算法。该算法首先通过浮动阈值分割信号中的脉冲,再根据脉冲波形的特征参数进行脉冲匹配,最后根据行波法计算局部放电位置。在此基础上,以一组实际电缆局部放电信号为例,分析了不同匹配条件的容差对算法定位结果的影响,并由此得到了较优的容差设置。实际电缆测试结果表明,在较优的参数设置下,所设计的电缆局部放电定位算法对实际电缆局部放电信号的定位结果与人工定位结果高度重合,且与实际情况基本一致。该算法可为工程应用中电缆的局部放电定位提供参考。

基于振荡波测试系统的XLPE电缆局部放电检测技术

介绍了一种基于振荡波理论的XLPE电力电缆局部放电测试系统的原理及应用现状,讨论了该测试系统在10kVXLPE电力电缆中的使用方法,并结合实际案例,分析了一起局部放电故障,论述了这种技术的有效性和实用性,为在10kVXLPE电力电缆局部放电检测的广泛应用提供了参考依据。

适用于振荡波电缆局放测试的π型检测阻抗设计

振荡波电缆局放测试是一种新兴的电缆缺陷检测手段,而采集到的局放信号质量与检测阻抗密切相关。传统RC型检测阻抗无法兼顾检测到局放脉冲的能量以及对低频试验电压的抑制效果。为改善检测阻抗的性能,设计了一种适用于振荡波电缆局放检测的π型检测阻抗。理论分析与试验结果表明:该检测阻抗能够在保证输出脉冲能量较高的同时对低频试验电压有更强的抑制作用,且输入输出具有良好的线性关系;在振荡波电缆局放定位中,应用该检测阻抗能有效检测局放信号及其多次反射波,并能准确定位电缆缺陷。因此,π型检测阻抗在高压长电缆局放测试方面有广阔的应用前景。

广东电网电缆振荡波测试方法应用现状分析

国内很多城市已经大量使用阻尼振荡波测试方法对电缆进行现场的局部放电检测,为了研究该测试方法在国内的应用效果,以广东电网典型城市为调研对象,对10kV电缆及接头阻尼振荡波测试方法的应用情况进行调查,分析该测试方法的发现缺陷率,以及测试中的频率、背景噪声、最大放电量等参数分布情况,并总结现场测试的关键点。调研分析表明,在现场测试中,电缆振荡波测试方法的发现缺陷率远高于其他测试方法。

振荡波测试系统在电缆局放测试定位中的典型案例分析

简单介绍了电缆局部放电的原因和危害,以及振荡波测试系统的工作原理。以某路电缆为例,重点介绍了振荡波电缆局部放电(OWTS)定位测试中的现场应用,总结了OWTS测试、分析中的经验和技巧。