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摘要:一般情况下,电力电缆设计寿命大多在30年,随着使用时间的推移,正在使用中的电力电缆渐渐接近使用寿命。经过多年的电网建设,部分区域的高压电力电缆已经进入故障多发阶段。电力电缆所处运行环境一般较为恶劣,如低矮的隧道、潮湿的电缆沟等。在这种恶劣环境下电缆容易受潮、渗水等,进而引起电缆绝缘性能劣化。电缆接头和电缆终端在应力作用下,更容易产生故障。经过多年的检测经验发现,接头和终端等电缆附件产生故障的概率要远远高于其他部位,约占总故障率的七成。
关键词:高压电力电缆;试验方法;检测技术
电力电缆对国家经济的发展有重要作用,将成为快速发展不可缺少的条件,在使用电力电缆时应该注意安全。为了能更好的在工作中运用,要对它进行分析试验,了解电缆的工作原理,注意事项和可能出现的故障及预防措施。在当今中国市场的经济发展中,电力电缆有着良好的市场前景。这使得电力电缆事业迅速成为市场中的领导先锋。
一、高压电力电缆故障概述
任何的电力企业中都少不了电网的发、输、配环节,所以,电力电缆的作用举足轻重。电力电缆有多种,橡胶绝缘高压电力电缆是其中的一种,其功效被国民所认可,很是受国民的青睐。但是,随着其使用数量的增多,一旦发生故障,便会引起一系列严重的后果,有时还会发生短时间内大面积停电事故,影响电力供、配系统的正常稳定运行。所以,高压电力电缆故障分析工作是必不可少的,防止电力电缆发生故障时引发人身安全事故。一般来说,高压电力电缆发生故障时故障原因和故障点难以查找,这不仅在抢救和恢复工作方面造成了非常大的难度,而且在人力方面、物力方面、财力方面上的浪费也是不容小觑的。
二、局部放电带电检测中的抗干扰技术
(一)检测中的分类
目前常遇到的抗干扰技术包括频域开窗法、时域开窗法和时频开窗法三类。频域开窗法抗干扰技术是根据信号频域特征加以抑制的高压电力电缆检测技术。时域开窗法是借助时域特征加以抑制的高压电力电缆检测技术。时频开窗法是按照小波分析法来提取局部放电信号。本文以频域开窗法抗干扰技术为例,进行论述。
(二)现有高压电缆带电检测中存在的主要问题
在现有的高压电力电缆检测技术条件下,随着检测信号频率的增加,信号的幅值衰减愈加严重,信号的迟滞效果愈加明显。也就是说,局部放电信号中的高频成分衰减现象明显,其相位也发生了极大偏移,采集到的高压电力电缆波形的畸变问题突出。
目前被广泛应用的自动聚类方法主要存在的问题有:
(1)聚类数量的选取存在一定的问题,聚类数量的人工选取方式,还存在一定的弊端,例如,很难得到最优聚类个数。
(2)聚类算法通过不断迭代,最终逼近最优解。其对初始值的选取比敏感,若初始值不合适,常常无法逼近全局最优解,迭代过程只能徘徊于局部最优解处,导致分类错误或失败。
(3)对数据集样本的要求比较高,难以对任意两个聚类簇有一定交集的样本集进行处理,数据簇合理分离能力较弱。
对于局部放电检测来说,常规模糊聚类方法己经不能满足当前的自动化、智能化需求。因此,本文采用交互式自动聚类算法,以实现多放电源信号自动分离功能,以及多种聚类方法和聚类个数之间的自动优化功能,选择最佳优化效果,从而更适应局部放电聚类分离中实际面临的复杂问题。
三、高压电力电缆试验方法以及注意事项
(一)高压电力电缆试验方法
现在国内对高压电力电缆的故障原因和抢修采取高度的重视。比如,如何增强电力电缆效能,提高绝缘性能,提高抗弯性能,提高抗毒气的性能,提高抗温性能,将成为国家电力企业和社会科研学者共同关注的一个话题。具体如下:
(1)振荡电压试验
用直流电给电力电缆有效充电,当充电完成后,在间隙放电并击穿,此时在线圈中集中放电就是震荡电压试验,同时对电缆增加khc级别的电压,成为电缆线路的一种有效途径。
(2)谐振耐压试验
谐振耐压试验,又称串联谐振。是指实验品,不能满足测试电压的需求,其需要较大的电流容量,且满足被测试的物品对电压的要求。
串联谐振法指改变,实验系统中的电感和频率,将回路一直保持在谐振的状态,因为它性价比高,体积小,轻巧方便携带,有现成的理论资料。最重要的一点是它所需要的实验仪器较多,因此它是一个优点与缺点并存的方法。
(二)高压电力电缆试验时的注意事项
(1)微安表接电压。决心好的电缆漏电削,一般几十微安若接在低端,误差较大。
(2)两端头屏蔽35kV以上的电压电缆,因为试电压高,所以通过它的漏电大理应屏蔽。
(3)高压侧电压如电缆较长,电容过大时所产生的影响较大,在低压表中不能反映高压测得时的真实电压。
(4)试验电压太高,用倍压装置。35kV及以上电压等级常需用高压用单极直流电压装置,不满足当前需要要求,需用倍压回路。
四、做好高压电力电缆试验的有效措施
(一)建立专业的人才队伍
在测试电力电缆的过程中,存在着一些问题,测试人员自身的素质也有很大的关系。因此,加强实验人才建设有两条主要途径。一是加强对现有电缆测试人员的培训,使他们在平时认真学习测试步骤和操作规程,根据测试要求加强培训工作,使测试人员充分掌握测试中的核心技术,使测试工作具有良好的专业素质。注意提高自己的专业素质,认识到考试工作的重要性。保證实验的每一个环节都能认真对待,不断提高实验的能力和实际水平,是非常重要的。同时,测试人员应清楚了解电缆测试的多种方法,并能找到合适的电缆测试方法。另外,要求试验人员认真对待试验所获得的数据,并对其进行有效的分析,以满足电力电缆试验工作的发展要求。二是直接招收具有专业能力的实验人才。该方法能在短时间内加强试验工作。首先,我们必须经历一个渐进的过程。
(二)新的试验方法
建议在XLP电缆竣工试验中采用串联谐振或VLF,或采用24小时空载运行。高压电缆竣工验收采用交流耐压试验时,击穿检测率高达9%。高压电缆在1h耐压试验中可能会出现一些小缺陷,但不会导致电缆击穿。局部放电测量有助于发现这些小缺陷。分布式局部放电测量是高压电缆局部放电信号在高压电缆中传播衰减较大的可靠保证。因此,可在高压电缆竣工验收试验中增加分布式局部放电测量。
(三)加强高压电力电缆管理
高压电力电缆在供电过程中起着重要的作用,维护供电的稳定性和可持续性至关重要。因此,要全面提高思想认识,加强对高压电力电缆基础数据和资料的有效管理和监督,建立详细的内部和档案资料,设置明确的标志和标志,便于检验人员进行有效的检验。检查工作。加强对电缆施工企业的监督管理,防止施工企业虚报成本。
五、结论
高压电力电缆高频电流检测法检测中,多源放电的情形非常复杂,很难找到一种可解决所有多源放电问题的方法。抗干扰工作必然是多种抗干扰算法结合使用,才能达到最优解。需要指出的是,时频聚类分离算法仍然是最常用的高频电流检测法抗干扰手段,本文所提的分频聚类方法只能作为一个补充手段。
参考文献:
[1]姜芸,周韫捷.分布式局部放电在线监测技术在上海500kV交联聚乙烯电力电缆线路中的应用[J].高电压技术,2015,41(04):1249-1256.
[2]张磊祺,盛博杰,姜伟,等.基于电缆传递函数和信号上升时间的电力电缆局部放电在线定位方法[J].高电压技术,2015,41(04):1204-1213.
[3]黄兴溢,张军,江平开.热塑性电力电缆绝缘材料:历史与发展[J].高电压技术,2018,44(05):1377-1398.
关键词:高压电力电缆;试验方法;检测技术
电力电缆对国家经济的发展有重要作用,将成为快速发展不可缺少的条件,在使用电力电缆时应该注意安全。为了能更好的在工作中运用,要对它进行分析试验,了解电缆的工作原理,注意事项和可能出现的故障及预防措施。在当今中国市场的经济发展中,电力电缆有着良好的市场前景。这使得电力电缆事业迅速成为市场中的领导先锋。
一、高压电力电缆故障概述
任何的电力企业中都少不了电网的发、输、配环节,所以,电力电缆的作用举足轻重。电力电缆有多种,橡胶绝缘高压电力电缆是其中的一种,其功效被国民所认可,很是受国民的青睐。但是,随着其使用数量的增多,一旦发生故障,便会引起一系列严重的后果,有时还会发生短时间内大面积停电事故,影响电力供、配系统的正常稳定运行。所以,高压电力电缆故障分析工作是必不可少的,防止电力电缆发生故障时引发人身安全事故。一般来说,高压电力电缆发生故障时故障原因和故障点难以查找,这不仅在抢救和恢复工作方面造成了非常大的难度,而且在人力方面、物力方面、财力方面上的浪费也是不容小觑的。
二、局部放电带电检测中的抗干扰技术
(一)检测中的分类
目前常遇到的抗干扰技术包括频域开窗法、时域开窗法和时频开窗法三类。频域开窗法抗干扰技术是根据信号频域特征加以抑制的高压电力电缆检测技术。时域开窗法是借助时域特征加以抑制的高压电力电缆检测技术。时频开窗法是按照小波分析法来提取局部放电信号。本文以频域开窗法抗干扰技术为例,进行论述。
(二)现有高压电缆带电检测中存在的主要问题
在现有的高压电力电缆检测技术条件下,随着检测信号频率的增加,信号的幅值衰减愈加严重,信号的迟滞效果愈加明显。也就是说,局部放电信号中的高频成分衰减现象明显,其相位也发生了极大偏移,采集到的高压电力电缆波形的畸变问题突出。
目前被广泛应用的自动聚类方法主要存在的问题有:
(1)聚类数量的选取存在一定的问题,聚类数量的人工选取方式,还存在一定的弊端,例如,很难得到最优聚类个数。
(2)聚类算法通过不断迭代,最终逼近最优解。其对初始值的选取比敏感,若初始值不合适,常常无法逼近全局最优解,迭代过程只能徘徊于局部最优解处,导致分类错误或失败。
(3)对数据集样本的要求比较高,难以对任意两个聚类簇有一定交集的样本集进行处理,数据簇合理分离能力较弱。
对于局部放电检测来说,常规模糊聚类方法己经不能满足当前的自动化、智能化需求。因此,本文采用交互式自动聚类算法,以实现多放电源信号自动分离功能,以及多种聚类方法和聚类个数之间的自动优化功能,选择最佳优化效果,从而更适应局部放电聚类分离中实际面临的复杂问题。
三、高压电力电缆试验方法以及注意事项
(一)高压电力电缆试验方法
现在国内对高压电力电缆的故障原因和抢修采取高度的重视。比如,如何增强电力电缆效能,提高绝缘性能,提高抗弯性能,提高抗毒气的性能,提高抗温性能,将成为国家电力企业和社会科研学者共同关注的一个话题。具体如下:
(1)振荡电压试验
用直流电给电力电缆有效充电,当充电完成后,在间隙放电并击穿,此时在线圈中集中放电就是震荡电压试验,同时对电缆增加khc级别的电压,成为电缆线路的一种有效途径。
(2)谐振耐压试验
谐振耐压试验,又称串联谐振。是指实验品,不能满足测试电压的需求,其需要较大的电流容量,且满足被测试的物品对电压的要求。
串联谐振法指改变,实验系统中的电感和频率,将回路一直保持在谐振的状态,因为它性价比高,体积小,轻巧方便携带,有现成的理论资料。最重要的一点是它所需要的实验仪器较多,因此它是一个优点与缺点并存的方法。
(二)高压电力电缆试验时的注意事项
(1)微安表接电压。决心好的电缆漏电削,一般几十微安若接在低端,误差较大。
(2)两端头屏蔽35kV以上的电压电缆,因为试电压高,所以通过它的漏电大理应屏蔽。
(3)高压侧电压如电缆较长,电容过大时所产生的影响较大,在低压表中不能反映高压测得时的真实电压。
(4)试验电压太高,用倍压装置。35kV及以上电压等级常需用高压用单极直流电压装置,不满足当前需要要求,需用倍压回路。
四、做好高压电力电缆试验的有效措施
(一)建立专业的人才队伍
在测试电力电缆的过程中,存在着一些问题,测试人员自身的素质也有很大的关系。因此,加强实验人才建设有两条主要途径。一是加强对现有电缆测试人员的培训,使他们在平时认真学习测试步骤和操作规程,根据测试要求加强培训工作,使测试人员充分掌握测试中的核心技术,使测试工作具有良好的专业素质。注意提高自己的专业素质,认识到考试工作的重要性。保證实验的每一个环节都能认真对待,不断提高实验的能力和实际水平,是非常重要的。同时,测试人员应清楚了解电缆测试的多种方法,并能找到合适的电缆测试方法。另外,要求试验人员认真对待试验所获得的数据,并对其进行有效的分析,以满足电力电缆试验工作的发展要求。二是直接招收具有专业能力的实验人才。该方法能在短时间内加强试验工作。首先,我们必须经历一个渐进的过程。
(二)新的试验方法
建议在XLP电缆竣工试验中采用串联谐振或VLF,或采用24小时空载运行。高压电缆竣工验收采用交流耐压试验时,击穿检测率高达9%。高压电缆在1h耐压试验中可能会出现一些小缺陷,但不会导致电缆击穿。局部放电测量有助于发现这些小缺陷。分布式局部放电测量是高压电缆局部放电信号在高压电缆中传播衰减较大的可靠保证。因此,可在高压电缆竣工验收试验中增加分布式局部放电测量。
(三)加强高压电力电缆管理
高压电力电缆在供电过程中起着重要的作用,维护供电的稳定性和可持续性至关重要。因此,要全面提高思想认识,加强对高压电力电缆基础数据和资料的有效管理和监督,建立详细的内部和档案资料,设置明确的标志和标志,便于检验人员进行有效的检验。检查工作。加强对电缆施工企业的监督管理,防止施工企业虚报成本。
五、结论
高压电力电缆高频电流检测法检测中,多源放电的情形非常复杂,很难找到一种可解决所有多源放电问题的方法。抗干扰工作必然是多种抗干扰算法结合使用,才能达到最优解。需要指出的是,时频聚类分离算法仍然是最常用的高频电流检测法抗干扰手段,本文所提的分频聚类方法只能作为一个补充手段。
参考文献:
[1]姜芸,周韫捷.分布式局部放电在线监测技术在上海500kV交联聚乙烯电力电缆线路中的应用[J].高电压技术,2015,41(04):1249-1256.
[2]张磊祺,盛博杰,姜伟,等.基于电缆传递函数和信号上升时间的电力电缆局部放电在线定位方法[J].高电压技术,2015,41(04):1204-1213.
[3]黄兴溢,张军,江平开.热塑性电力电缆绝缘材料:历史与发展[J].高电压技术,2018,44(05):1377-1398.