高压电缆交叉互联接地电流异常分析

以一起66 kV线路交叉互联换位失败引起的接地电流异常为例,通过停电前的理论分析和模型列举,初步确定了隐患原因为接地线入箱核相错误,导致交叉互联换位失败,停电打开接地箱后,验证了该理论分析正确。采用红外测温,分析护层环流实测值,能够极大地缩短停电时间并快速定位缺陷。结果表明,应按投运年限对电缆线路开展差异化巡视,应对施工人员和工程验收人员加强培训、应对类似缺陷隐患案例进行总结并建立案例库,应强化并完善高压输电电缆的全寿命周期管理,以此降低故障排查难度,缩短停电时间,提高高压电缆输电可靠性。

贯通地线用护套盘管失效分析

某电缆制造厂在贯通地线制造过程中发现护套盘管开裂,采用宏观形貌分析、化学成分分析、金相显微镜分析、残余应力分析等手段分析了贯通地线护套盘管开裂原因。结果表明:贯通地线在线退火时,退火炉的电源功率存在不稳定性,电源功率骤升,使得护套盘管产生晶粒长大,甚至局部点熔化产生裂纹源;随着热应力、护套盘管变形应力及缆芯应力释放的共同作用,护套盘管裂纹扩展,甚至断裂。

交叉互联高压电缆护层保护器故障对同回路两端护层电流相量差的影响

高压电缆护层保护器故障对同护层回路两端护层电流相量差的影响规律是制定护层接地故障判据的理论基础。为识别护层保护器故障,在器件级别构建了电容和非线性电阻并联的护层保护器故障等效电路,在系统级别构建了三相9段交叉互联电缆在护层保护器正常和故障时的数学物理模型,推导了护层保护器故障阻抗与同护层回路两端直接接地点护层电流相量差的传递函数。以110 kV电缆为仿真案例,结果表明:同回路两端护层电流相量差既可以区分正常和故障状态,又可以区分不同位置护层保护器金属性接地故障;护层电流相量差相角对金属性接地和低阻接地敏感,同回路首端和末端护层保护器发生100Ω接地故障时,护层电流相量差相角偏差范围分别为17.9°~24.9°和33.4°~51.1°;216Ω接地故障时护层电流相量差相角偏差范围分别为9.4°~13.6°和12.4°~17.5°。护层电流相量差受电缆3小段不等长和相电流影响显著,受地阻抗和相电压波动影响不显著。

高压电缆金属护层接地电流在线监测系统

本文从硬件结构和软件设计两方面介绍了高压电缆金属护层接地电流在线监测系统的组成及原理.系统综合应用了多种技术,实现了大电流及温度的采样、GPRS数据传输、SQL server数据存储、Web数据展示及阈值报警等功能.系统的成功研制为电力部门提供了全新的、高效的、稳定的、低成本的电缆金属护层接地电流监测方式,在电力系统中具有良好的推广前景.

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.

高压电缆金属护套接地环流平衡抑制方法分析

高压电缆金属护套接地环流增大导致金属护套损耗增加,进而降低电缆传输效率,影响电缆使用寿命。为了抑制金属护套接地环流,建立了高压电缆交叉互联接地方式下金属护套接地环流计算模型,提出并分析了金属护套串联电阻、串联电感、终端串入补偿电感和终端串联接地电阻下接地环流的计算模型及平衡抑制效果。结果表明所提方法对金属护套接地环流均能起到一定的平衡抑制效果,并且优化组合后的方法能够有效抑制接地环流的增大。

电缆外护层接地电流校准及不确定度评定

鉴于传统电缆外护层接地电流监测仪主要是在实验室对比环境下校准的,未考虑现场环境中存在背景渗出电流的干扰,设计了一种基于磁平衡式霍尔原理和消隐输入标准信号的在线校准方法。通过在线校准方法消除了背景渗出电流对校准过程的影响,提高了测量数据的准确性和可靠性。在阐述一种电缆外护层接地电流计量标准装置及设计原理的基础上,对监测仪校准结果的不确定度进行详细的评定,基于监测仪的工作原理和测试方法,通过量值传递法,验证了校准结果的可信度和不确定度的合理性。

高压电缆网络短路分流系数的研究

在进行变电站的地网设计、确定变电站的安全指标(跨步电压和接触电压等)、以及研究电力电缆线路短路对邻近通讯系统的影响时,短路电流的分布和入地短路电流的计算至关重要。为此,建立了电缆金属护套两端直接接地和交叉互联两端接地的电缆线路的简化等效模型,在此基础上提出了一种用于计算广州高压电缆网络单相接地短路时短路电流分布和电缆分流系数的方法,并在实际运行的电缆线路上进行了试验验证。结果表明,只有很少一部分的短路电流是经变电站的接地网入地并通过大地回流的,绝大部分的短路电流是经过电缆护套回流的,且主要经过所谓的"主路径"的金属护套回流的。最后在分析计算的基础上对地网的设计、通讯干扰、单相短路时电缆金属护套上的工频过电压等问题进行了讨论。

电力系统二次侧弱电设备的接地

文章详细分析了在调试过程中遇到的因变送器接地不正确引起测量错误的问题和由于变送器信号线屏蔽层未接地引起的跳机现象,以及这两种不合格的接地方法可能引起的严重后果,从而强调了电力系统二次侧弱电设备接地的重要作用,并重点介绍了电力系统二次侧弱电设备常见的4种接地类型诸如信号接地、屏蔽接地、电子式电能表接地、现场测试用仪表装置接地的概念和现象,针对不同应用情况的各种接地方法和应该注意的问题提出了建议。

基于迭代法的单芯电缆载流量的研究

为解决电缆导体温度难测问题，采用迭代方法，以单芯电缆主绝缘能耐受的温升为依据，研究了单芯电缆的载流量。编程计算了单芯电缆金属护套两端直接接地及无环流时的载流量；讨论了环流对载流盈的影响，并与IEC计算公式所得结果进行比较，验证了计算的正确性。并研究了双回路运行时，一回路电流对另一回路载流量的影响。结果表明．在两端接地方式下．金属护套环流对电缆载流量的影响很大，约为单端接地方式（无环流）的60％～80％。交叉互联接地方式下分段均匀的电缆，环流相对较小，对载流量的影响不大。负荷不均匀的双回路运行时，其中增加一回路负荷将使其临近回路的载流赶减小。

浅谈湖北电网高压电缆金属护套环流问题

文章分析了湖北电网110 kV及以上的高压电缆金属护套环流危害,针对实际情况,提出了防止高压电缆金属护套环流异常的建议。

高压单芯电缆并联运行时金属护层的联接方式分析

随着经济的发展和用电量的不断增加,同相多根单芯电缆并联供电方式多有采用。高压单芯电缆的金属护套联接方式是电缆敷设时必须注意的问题。目前单、双回路电缆线路感应电压及金属护套环流已有计算,但多根电缆并联使用时的金属护套联接方式还未见讨论。文章研究结果显示并联电缆的护层环流在其护层相联时有可能达到单独处理时的2倍多。因此,电缆并联运行时,不应将金属护套相联再进行交叉互联,而应该分别作交叉互联。

电力电缆状态在线监测系统的设计及应用

高压电缆节约用地、可靠性高,在我国大城市中采用电缆线路取代传统的架空线路是必然趋势。为此基于城市电缆建设的发展需要,着重研究了电力电缆状态在线监测系统。各子系统在设计时,充分结合具体工况环境和经济性指标,选取配套的传感器设备和数据采集系统等监测单元,其工作供电利用低压远程供电和载波通讯信号同芯线对共缆传输技术,可实现不间断地将采集到的各状态参量通过TCP/IP有线网络+数字编址式载波通信网络+现场总线网络一体化网络通讯系统上传到监测主机,最终实现电缆护层接地电流在线监测;电缆接头红外矩阵测温在线监测;以及电缆局部放电在线监测和故障定位。结合在北京500 kV电缆工程实际应用情况,分析了在线监测系统可实现的核心功能,为相关单位开展类似项目的建设提供工程借鉴。

基于护层电流构建新型判据的高压输电电缆在线监测

为及时发现高压电缆交叉互联接地系统中的故障问题,基于电缆金属护层首末两端的接地电流,构造了一种新型判据来实现电缆故障的分类与定位。该方法通过测量电缆交叉互联主段首末两端直接接地箱中金属护层接地电流的幅值与相位,并以同一金属护层回路首末两端接地电流幅值与相位的比值、以不同金属护层回路首末两端接地电流相位差的绝对值构造新的特征量,根据多维特征融合建立故障判据对应的特征量矩阵,以此进行故障诊断。分析了电缆中间接头开路、交叉互联接地箱进水和中间接头短路等常见的电缆故障,并通过仿真验证了新型故障判据的可行性,为高压电缆线路故障的在线监测提供了新的方法。

基于逻辑回归的高压电缆交叉互联接地系统缺陷分类识别方法

高压电缆交叉互联接地系统缺陷种类繁多,现有研究主要利用接地电流幅值来判断起因不同的缺陷,然而实际效果并不理想。论文从电路拓扑的角度出发,将27种常见的接地系统状态分为3大类,给出了各类缺陷状态下接地电流的计算方法;提出了基于接地电流幅值比和相角差的综合特征提取方法;通过多项式特征扩展、多分类表决器构造等方式将线性二分类逻辑回归算法引入到交叉互联高压电缆接地系统缺陷智能识别模型中,并利用接地电流计算模型生成的数据对分类算法进行了评估。评估结果表明:以电路拓扑为依据的接地系统缺陷分类方法能有效区分各类缺陷,以幅值比和相角差为基础的接地电流综合表征方法能有效反应接地系统电路拓扑异常;基于逻辑回归的接地系统缺陷分类模型能有效识别常见的27种高压电缆接地系统状态,算法准确率、精确率、召回率和F1值等总评价指标均在95%以上,模型对各类状态的识别准确率在89%以上。研究结果验证了所提方法的有效性。

电力电缆线路接地系统探讨

电力电缆在城市电网改造工程中被广泛应用。针对电力电缆本身结构特点和与其它电气设施连接的要求,工程中对不同电压等级、不同种类的电缆采取不同的接地方式,是有效保障电力电缆线路安全运行的重要措施。

单芯电缆金属护套接地方式比较分析

110 kV电力电缆以其设计寿命长、受外界自然条件影响小、日常维护工作量相对较小、不影响城市景观等优点得到广泛使用。但是,110 kV电力电缆是单芯电缆,必需考虑其金属护套上的环流问题。针对金属护套上的环流问题,对常见的110 kV单芯电缆金属护套接地方式进行分析,对比各种接地方式的优缺点,根据实际情况选择合理的金属护套接地方式。

高压电缆充油终端接地系统缺陷电压和电流特征分析

为探究高压电缆充油终端铜网缺失和铅封缺陷等接地系统缺陷对终端电压和电流的影响,利用集中参数电路,建立电缆充油终端电阻电感电容(RLC)等效模型,基于COMSOL计算终端电容参数以及实验测试电阻参数,分析缺陷下终端电压和电流的变化特征,并通过实际故障案例加以验证。结果表明:铜网缺失导致终端外半导电层接地失效,外半导电层电压显著增大,进而引起放电;铅封断裂导致铝护套与尾管连接不可靠,造成终端铝护套电压悬浮,长期运行会造成铝护套与缓冲层间放电;铅封层间缺陷导致铝护套与铅封接触面积减小,铅封处允许的最小接触面积约为10%。

外护套环流及接地不良对电力电缆的影响分析

对于电力电缆来说,由于电磁耦合的存在,当电缆长度不同时其外护层应采取单点接地、全接地(两端接地)、交叉互联接地等方式,避免由于外护套接地不当产生环流;电缆敷设应注意保护外护套,避免损坏,造成外护套多点接地产生环流。在环流回路中接触不良局部产生高温过热或由于环流过大所产生高温过热会对电缆的绝缘造成不良影响,甚至烧毁电缆绝缘。针对几条运行电缆外护套环流的实测和一条在试验中烧坏的电缆的初步分析,为运行中电缆的外护套接地方式和电缆试验提出了参考意见。

基于ATP的高压电缆金属护套多点接地故障仿真

高压电缆金属护套多点接地故障将导致护套环流值显著增大,从而加速电缆绝缘的老化,缩短电缆的使用寿命和输送能力,威胁电力系统的安全稳定运行。笔者对电缆护套环流进行了理论分析,建立电缆的Bergeron模型,利用电磁暂态程序对电缆护套多点接地时故障进行仿真,通过对接地线电流的分析,找出影响环流值大小的因素,以及环流与多点接地故障的相关性规律,为高压电缆护套绝缘的在线监测和故障诊断的判定提供参考。