高压XLPE电缆系统局放信号传输特性的研究

发布时间：2020-01-25 03:14

【摘要】：随着我国电力工业的不断发展,高压XLPE电缆的应用日益广泛,其安全可靠运行引起了高度重视。局部放电是实现高压电缆绝缘状况监测的有效手段,但在XLPE电缆中局部放电信号的传输会随着距离的增大而产生幅值衰减和波形畸变,造成所检测到的信号失真。此外高压电缆交叉互联接地方式也会增加局部放电信号传输路径的复杂性,加剧局部放电信号的衰减和畸变。本文针对局放信号在高压XLPE电缆中传输的衰减、畸变以及在电缆交叉互联接地系统中的传输路径变得更为复杂等问题,采用仿真计算和试验验证相结合的手段,分析了高压电缆及交叉互联接地系统中局放信号的传输特性,并基于不同位置局放源会在交叉互联箱侧的HFCT中产生唯一的极性和幅值关系这一特点,提出了高压电缆系统中局放信号初步判别与区段定位方法,并通过试验验证了在交叉互联接地箱内跨接电容臂法对于局放信号识别与判相的有效性,为高压电缆线路带电检测与状态评价工作提供技术基础与参考依据,可以有效提升高压XLPE电缆系统中局部放电检测有效性。研究表明,在考虑半导电屏蔽层和阻水层的频变特性后,正弦信号在高频段会有较为严重的衰减,和不考虑时有较大差别,在10MHz频率下考虑半导电层与否会使信号衰减系数相差一个数量级;单一频率正弦信号在同一电缆中传输时,随着频率的增加,信号会呈现明显的负指数衰减情况,对于同一频率下的不同长度电缆,信号衰减随着长度的增加也呈现近似负指数变化情况;经过对仿真计算模型的衰减系数修正后得到信号衰减系数与频率的开方值成正比。在电缆接头不同位置发生局放时,可在交叉互联箱的接地线和交叉互联铜排上分别检测出不同的信号幅值比和极性。当在电缆接头外部发生局放时,在接地线和交叉互联铜排分别检测到的信号幅值比近似为-2:3:-1和2:3.5:1.5,当在电缆接头内部发生局放时,在接地线和交叉互联铜排分别检测到的信号幅值比近似为-2:1:1和2:1:1,可见在接地线上相比交叉互联铜排上检出的信号更利于局放的识别与判相;将三相分别跨接容性回路后,在容性回路上检出的信号幅值比例有较大差别,当注入500pC局放信号时,局放相信号幅值约为非局放相的两倍,且极性相反,因此跨接容性回路对交叉互联系统中局放信号的串相和分流效应有明显减弱,有利于局放信号的判别。基于当放电源发生在不同位置时交叉互联箱侧的HFCT会检测到唯一的信号极性和幅值这一特点,形成了局放信号判别及定位规则表,提出了局部放电信号初步判别和区段定位方法,但该方法对局放检测传感器的数量及检测精度具有较高的要求,因此可以采用单相和三相跨接电容臂两种方法来对比跨接前后交叉互联铜排上HFCT检测到信号的变化关系,来实现在外部电磁干扰的环境下对局放信号进行有效的识别和判相。
【图文】：

电缆模型方式与测试频率的关系

图 1-12ATP 中电缆结构的厚度和等效的介电常数来代替原来绝，Blackburn 等人对 Gustavsen 模型做TP 软件中，，用电缆模型里的屏蔽层代在线芯和内半导电层之间多了一个厚
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM855

【参考文献】

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1 蒙绍新;王昱力;夏荣;杨丹;;电容耦合法电缆局部放电带电检测的在线校正[J];高电压技术;2015年11期

2 张磊祺;盛博杰;姜伟;周文俊;田智;董翔;唐泽洋;;交叉互联高压电缆系统的局部放电在线监测和定位[J];高电压技术;2015年08期

3 张磊祺;盛博杰;姜伟;周文俊;田智;唐泽洋;;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年04期

4 王昱力;杨丹;夏荣;;高压交联电缆局放传播特性分析及试验研究[J];武汉大学学报(工学版);2015年02期

5 王伟;王永亮;刘冲;李应利;张德文;孙运涛;王巍巍;;110kV三相交叉互联电缆的频变模型及局放仿真分析[J];中国电机工程学报;2011年01期

6 杜伯学;马宗乐;霍振星;王立;李华春;;电力电缆技术的发展与研究动向[J];高压电器;2010年07期

7 唐炬;李伟;杨浩;张晓星;魏钢;;高压电缆附件局部放电超高频检测与分析[J];高电压技术;2009年07期

8 刘双宝;吕超;于继来;王立欣;;希尔伯特 黄变换在变压器局部放电脉冲识别中的应用[J];中国电机工程学报;2008年31期

9 姚翔;李海生;付尚莹;;XLPE电缆交叉互联系统中的局放脉冲传播特性[J];高电压技术;2008年02期

10 曹晓珑;刘英;;我国电力电缆及其敷设技术现状[J];电力设备;2007年04期

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1 魏钢;唐炬;李伟;王东;李苹;;局部放电在电力电缆的衰变与检测[A];重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集[C];2010年

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1 朱博;长距离电力电缆绝缘在线监测及故障定位技术研究[D];哈尔滨理工大学;2015年

2 魏钢;高压交联聚乙烯电力电缆接头绝缘缺陷检测及识别研究[D];重庆大学;2013年

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2 孙静;高压电力电缆局部放电检测技术研究[D];上海交通大学;2012年

3 何剑;利用振荡波检测方法定位短电缆的局部放电缺陷[D];华北电力大学（北京）;2011年

4 李鹤南;高压电缆接头局部放电检测方法[D];华北电力大学;2011年

5 冯进;高压电缆局部放电检测技术的研究[D];大连理工大学;2010年

6 张赞斌;交联聚乙烯电缆局部放电检测方法研究[D];华北电力大学（河北）;2010年

7 黄婷;电力电缆局部放电定位方法的研究[D];西安电子科技大学;2009年

8 杜言;交联聚乙烯电缆局部放电在线监测及定位研究[D];重庆大学;2006年

本文编号：2572883