电缆接头的内置式局放监测缺陷模拟试验研究

引言

随着电网公司对电网智能化要求的逐渐提高,电缆线路智能化成为必然的发展趋势。电缆接头作为电缆线路的薄弱环节,据国内外不完全统计,电缆线路的70%故障由电缆接头引起。目前国内电缆接头处的智能化工作主要是智能测温,或在电缆线路运行状态下采用便携式局部放电检测仪对电缆接头进行局部放电检测。便携式局部放电检测仪对于如何解决现场环境干扰问题还没有统一标准,无法实时监测电缆接头运行状态。本文针对电缆接头制作时易产生的几种缺陷,采用内置式局放监测方法验证其性能状态,为后期电缆接头的局放在线监测提供了参考。

1局放监测技术

局部放电信号的探测与设备、周边环境因素息息相关,电缆局部放电诊断技术采用电容耦合、HFCT(高频电流）检测技术,可有效进行电缆接头内部局放信号的探测及识别。现有便携式局部放电监测仪的基本原理是:通过安装在电缆接头接地线上的HFCT传感器或电容耦合式传感器,耦合电缆接头处的局部放电脉冲电流,耦合到的高频脉冲电流信号经过处理后,再将数据通过上位机软件进行分析,得出局部放电情况。

内置式电缆接头局放监测技术是将局放传感器内置到电缆接头内部,通过容式、感式一体耦合方式感应局放信号,解决了局放传感器局放干扰信号大、局放定位不精确的实际问题,提高了局放设备的准确性和稳定性。将局部放电监测芯片内置于电缆接头左端和右端金属屏蔽层间的绝缘段上,芯片的左右端绝缘线分别连接接头的左右端金属屏蔽层,信号线通过铜壳灌胶口引出,与局放信号采集器连接,数据通过分析后直接给出局放结果,用户可以清晰观察结果,通过提取数据,对接头内部绝缘水平(局部放电）进行实时监测,大幅简化了电缆运行管理部门的工作量,也为电缆运行管理部门的安全管理提供数据支撑。

2电缆接头缺陷模拟试验

按照标准工艺建立一条110kV试验回路,其中含2个终端头和3个接头:接头安装有内置式局放传感器,实验室采用瑞士哈弗莱局放仪,实验室背景局放值为2pC。首先,对试验回路加压至96kV,内置式局放监测仪和实验室局放仪检测的局放量均超过背景值2pC:缺陷模拟试验分别模拟接头外半导电层刮伤、接头内部存在尖端、接头内部存在气隙这几种缺陷。

2.1模拟接头外半导电层刮伤

在电缆接头绝缘表面去掉约直径10mm的外半导电层,升压至67kV时,内置式局放监测仪和实验室局放仪检测的放电量分别是6.5pC和6.0pC,如图1所示。

2.2模拟接头内部存在尖端

在电缆接头绝缘层中心扎入5mm深的铁钉,升压至92kV时,内置式局放监测仪和实验室局放仪检测的放电量都是2.4pC,如图2所示。

2.3模拟接头内部存在气隙

在电缆接头绝缘层扎入3mm深铁钉,拔出铁钉,恢复外半导电层,模拟内部气隙,升压至80kV时,内置式局放监测仪和实验室局放仪检测的放电量分别是48.0pC和43.1pC,如图3所示。

3结语

本文根据电缆接头缺陷模拟试验可以看出,不同类型缺陷的起始放电电压不同,且放电量也不同:对比内置式局放监测仪和实验室局放仪检测的不同缺陷放电情况,两者的缺陷放电量检测值偏差较小,内置式局放监测仪对电缆接头的缺陷检测效果基本可以等同于实验室局放仪的检测结果,因此内置式局放监测仪在电缆线路中值得推广应用。