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SWPD-L系列电缆局部放电在线监测系统

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产品描述

概述

由于交联聚乙烯(XLPE)电缆具有绝缘性能好、易于制造和安装方便、供电 安全可靠、有利于美化城市等优点,在 60 年代初问世以来的 40 余年中得到了迅速发展。在中低压领域几乎替代了油浸纸绝缘电缆,并已在高电压等级中使用。近十年来,我国城市电网中大量采用 XLPE 电力电缆输配电。但是这种电缆的绝缘结构中往往会由于加工技术上的难度或原材料不纯而存在气隙和有害性杂质,或者由于工艺原因,在绝缘与半导电屏蔽层之间存在间隙或半导电体向绝缘层突出,在这些气隙和杂质尖端处极易产生局部放电(PD),同时在电力电缆的安装和运行过程当中也可能会产生各种绝缘缺陷导致局部放电。由于 XLPE 等挤塑型绝缘材料耐放电性较差,在局部放电的长期作用下,绝缘材料不断老化最终导致绝缘击穿,造成严重事故。

有关资料统计,电力系统中的电力电缆的事故主要发生在其接头,事故原因很大程度上取决于接头的施工条件和施工技术。为了保证电力电缆的安全运行,要求在接头做好后进行耐压和局部放电的试验。同时,对已经进入运行的电缆也能经常测量其局部放电以评估其绝缘状态。

在工厂制造的电缆,出厂前必须经高压耐压试验,检验有无局部放电。电缆在现场施工安装好后也要做现场耐压和局部放电测试,以保证能安全投入运行。 IEC 及世界各国都制定了相关的局部放电测试标准[4],通过对局部放电的监测及时发现绝缘系统中的薄弱环节,找出故障原因,保证电力电缆质量,保障电力

系统安全可靠运行。

电力电缆已经成为输送电力的血管之一,而高压 XLPE 电力电缆接头又是电力电缆系统中的薄弱环节,容易发生故障。因此对电缆接头进行现场局部放电监测,对实现电力系统的安全运行,进而对经济发展、社会稳定都有重要的意义。

国内外发展现状

局部放电一直是电缆绝缘(特别是塑料电缆)非破坏性电气检验的主要项目。从 50 年代后期开始,世界各国专业人士纷纷致力于高灵敏度的局部放电检测仪器的开发来对电缆绝缘进行局部放电的检测。在以后的发展中,主要是围绕局部放电测量中的抗干扰问题和局部放电点的定位两个方面展开。随着电子技术的发展,在传统的脉冲电流法的基础上发展了基于宽频带检测技术,应用数字信号处理方法进行抗干扰、定位和谱图分析的计算机辅助的局部放电测量技术,大大推动了电缆局部放电测量技术的发展。

技术原理简述

系统的总体结构如上图所示,通过安装在交叉互联线上的高频电流接地传感器,来耦合电缆接头处的脉冲电流信号;耦合到的脉冲信号通过同轴电缆传送至前端处理采集单元,对模拟信号经过放大、模拟数字转换后变成数据信号再通过光缆,采用 TCP/IP 协议传送至数据处理服务器。数据处理服务器对信号进行极性鉴别后获得电缆接头处的放电信号。将计算获得的放电数据写入到数据库中,经多次采集(一般测量 50 个工频周期)后,从数据库提取数据进行谱图分析和数据报表,并在虚拟检测系统的面板上显示。

系统的功能和特点 

1) 系统功能

1.能检测放电量,放电相位,放电次数等基本局部放电参数,并可按照客户要求,提供有关参数的统计量。

2.最小测量放电量:1mV; 测量频率:300kHz-30MHz; 放电脉冲分辨率:10µs; 相位分辨率:0.18°。

3.能显示工频周期放电图、二维(q-φ,N-φ,N-q)及三维(N-q-φ)放电谱图。

4.利用 Access 构建的数据库,可记录测量相序、放电量、放电相位、测量时间等相关参数,可提供放电趋势图并具有预警和报警功能,可对数据库进行查询、删除、备份以及打印报表等。

2)系统特点

1.抗干扰能力强,系统采用宽频带检测技术,应用双传感器定向耦合脉冲信号并利用宽频差动电流脉冲极性鉴别法进行在线的干扰抑制,以剔除最难消除的随机脉冲型干扰;再加上设置阀值电压、数字滤波、小波分析等其他综合抗干扰措施,使测量结果准确可靠。

2.采用虚拟仪器技术,将硬件模块与计算机结合,利用 LabVIEW 编写软件,通过界面操作,实现各种功能,并便于进一步开拓。

系统结构 

电缆接头在线监测系统由多个模块构成,分别为:传感器模块、数据采集模块、数据服务器模块以及数据传输模块构成。

电缆接头在线监测系统分布式结构,即电缆接头局放信号通过分布在各个监测点的高速采集模对信号进行选通、放大、采集,转换成数字信号,经过局域网 TCP/IP 通信协议,把数据传送到数据服务器,由数据服务器统一对信号进行计算、分析操作。

典型系统包括:

¨ 主站计算机系统(网络通信接口、软件平台和 BYCP-Ⅱ专用软件)

¨ 高速数据采集模块

¨ 工频触发模块

¨ 信号多路选通调理模块

¨ 电源模块

系统说明:

每个电缆接头放置一个检测装备,各个采集单元分布安装于被测电缆接头设备附近,通过 TCP/IP 协议,以数字通讯的方式与数据服务器通讯。所有监测数据存储于主站计算机数据库中,数据库格式符合国家电网公司状态维修支撑平台对在线监测系统数据库格式的要求。 

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