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10kV电力电缆超声波局放及运用研究
论文作者:童鞋论文网  论文来源:www.txlunwenw.com  发布时间:2018/9/13 8:52:44  

摘要:XLPE电缆终端的故障率远高于电缆本体,配电运检室为适应新形式的需要,在辖区内推行配网10kV电力电缆超声波局部放电检测工作技术,通过带电检测手段和分析诊断技术,能够提前发现电缆潜伏性隐患,针对性地采取措施,避免设备故障发生。

关键词:电缆;终端;超声;局部放电;

目前,电力电缆在城市电网的应用日益广泛,局部放电是造成电缆绝缘损坏的主要原因之一。电缆终端由于绝缘结构复杂,影响其绝缘性能的原因很多,而且通常在现场人工制作,施工工艺参差不齐,不良工艺容易遗留故障隐患,所以故障率远高于电缆本体。在电缆终端进行局放检测,获取信号的灵敏度高于电缆本体,而且操作方便,有较大的实际意义。而采用超声波测量方式具有不停电、可保证操作人员与带电设备有足够安全距离的优势,在带电检测中易于推广。

1技术原理

局部放电是不完整桥接的电极的电子放电。这种放电量级很小但是它会造成绝缘进一步的损耗最终导致绝缘失效。局部放电分为绝缘材料内部放电、表面放电、导体尖端放电,常常会通过电磁、声音、气体方式释放出能量。本文讨论对局放产生的超声波的检测,超声波信号从内部放电点通过绝缘层向外表面传播,通过超声发射传感器可以将声信号转换为电信号,再进行信号处理和诊断。

空气中的超声波放电活动过程,在局部放电发生时,放电区域分子间会剧烈撞击,同时介质由于放电发热而瞬间体积发生变化,这些因素都会在宏观上产生脉冲压力波,当压力波活动放出的声音为60HZ-10kHZ声波频率范围时,声波的检测可依赖于个人的听力;当压力波放出的声音为20-200kHZ超声波频率范围时,超声波检测可使用超声传感器非接触方式检测到0.45-2511μV声压级信号,由于声波能量的衰减严重,若要检查电缆是否有局放,则应该将超声波传感器指向电缆终端头、中间头及T头的空气间隙,并通过耳机发出的咝咝放电声(犹如煎锅中发出的声)来识别放电部位,因为仪器检测具有既可检测到声信号,又可保证操作人员与带电设备有足够的安全距离的优势,所以便于在现场的带电检测中推广。

2检测案例

2016年11月23日16:55分,采用超声波测量模式对10kV园济线九洲大道8#环网柜9881#开关间隔电缆进行带电局放测试。通过测试发现电缆间隔超声波电平最大值为40dB,通过检测设备听到其伴有较大放电声,由于该环网柜位于高速路进出口要道旁,大型车辆来往较多,不易察觉其放电声。

确定电缆为异常状态即严重缺陷,该缺陷可能发展为事故,危及人身、设备安全。立即汇报领导、相关专责及调度,通知检修班进行停电处理。经调度批准停电后,打开开关柜门发现是由于B相电缆终端T头上层破损引起放电现象。通过局放测试,发现此潜伏隐患,避免了因故障停电带来的经济损失。

2.1案例分析

该终端头放电的原因主要表现在:安装时,施工方未检查T头的外观是否完好,使用外观破损的T头进行安装。T头的绝缘封堵头暴露在外,高压通电后,绝缘堵头与T头未有效接触,形成空隙,表面一旦有杂质,使得杂质像小电容一样充电,充电到一定程度后,就会沿封堵头表面进行放电。放电量级很小,但是会对绝缘进行损耗最终导致绝缘失效击穿。同时,绵阳地处四川盆地西北部,属亚热带湿润季风气候,降水量比较充沛,年平均空气相对湿度均在70%以上,终年湿润,年降雨量达到859.9mm。环网柜柜底虽经全面防潮封堵,难免会有疏漏,一旦水气上扬至开关柜,聚集在T头处形成水珠,当该处场强超过一定值时,水珠会随着电场方向深入到绝缘层中,形成“水树枝”,绝缘疲劳受损和化学分解,水分继续扩散、渗透至绝缘深处。开关柜属全封闭式开关柜,日常巡视无法察觉此缺陷,同时开关柜地处车辆来往密集之要道旁,由于外界噪声根本无法听到放电声。一旦绝缘的耐受强度削弱或消失,T头会击穿炸裂,使得线路跳闸,经巡视才会被发现。

2.2解决方案

更换中相电缆T头,并采用绝缘摇表检测电缆主绝缘电阻及吸收比,吸收比不小于1.3。

检查电缆的防潮封堵是否满足GB50168-2006《电力电缆施工及验收规范》的规定。

将停电处理的间隔柜门加装电缆观察孔,方便以后的巡视检查。

T头更换完毕后,加装新型无源在线测温终端,加强电缆运行温度监测。

3结语

通过开展全封闭金属开关柜设备在线局放检测工作,在设备异常状态时发现缺陷,并及时采取措施,较好地控制了电缆事故的发生,确保电缆的安全稳定运行。本次检测不仅成功控制了故障风险,而且达到了提醒运检部门加强设备运行、施工管理,严格把关设备验收环节,保证设备零缺陷投入运行。

参考文献

[1]张宇鹏.电气设备局部放电的超声波检测方法研究[D].重庆:重庆大学,2009.

[2]赵智大.高电压技术[M].北京:中国电力出版社,2006.

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