随着经济发展和城市规模的扩大,城市各等级输电电缆线路呈逐年增多的趋势。电缆投入运行后,受到电、热、机械和化学的作用逐渐老化;在制造中和施工中存在的微小缺陷,也会随着运行时间逐渐发展和恶化。由于大量电缆处于电缆沟、甚至是直埋于地下,一旦出现问题查找和处理就会相当困难,电缆运维工作的重要性日渐凸显,工作任务愈加繁重。采用传统的巡线方法费时费力,效率低下,且仅能发现线路管道中存在的一些肉眼可见的安全隐患,而对判断电缆的绝缘状态则无能为力。

  电缆线路中如果存在缺陷,在一定条件下会发生放电现象。局部放电检测作为一种带电检测手段可检出此种缺陷,目前在应用中已取得一定成果。以绝缘电阻、交直流耐压为代表的传统试验手段难以有效发现高压电缆绝缘缺陷,国内外研究机构也在积极研究更加有效的新技术、新方法,部分方法已取得成功应用案例。但高压电缆绝缘缺陷的原因多种多样,仅用一种检测方法难以及时有效地发现潜在缺陷。随着高速处理芯片、通讯技术、传感器技术的快速发展,在线监测和带电检测因具有无需停电、设备内电场分布与运行状态一致等优点,在电气设备健康状况评估中得到广泛应用。

  根据IEEE《可靠工业及商用电力系统设计推荐规程》中的研究统计,高压电缆在运行中出现的最多问题就是绝缘失效,而造成高压电缆绝缘劣化甚至失效最主要的原因就是局部放电。目前电力电缆局部放电的检测技术包括脉冲电流法、高频电流法(HFCT)、超高频法(UHF)、超声波法、内置电容耦合法等技术,其中脉冲电流法只能在电缆退出运行、停电情况下开展应用;超高频法受到电缆屏蔽层的影响导致信号极为复杂,辨识难度大且不能定量分析局部放电量;超声波法易受振动干扰,灵敏度低,仅能发现某些类型特别严重的电缆内部局部放电;内置电容耦合法必须在电缆生产阶段将传感器内置在电缆屏蔽层以内,因此限制了其应用。高频电流法是应用最为广泛的局部放电检测方法之一,IEC60270和GB/T7354标准中也推荐使用高频电流法进行局部放电的检测,高频电流法可对变压器、电力电缆、开关柜等设备的局部放电进行检测。对信号进行校正后可得局部放电信号的视在放电量,也能保证现场测试的灵敏度。该方法便于传感器的安装工作、快速安全,适合现场大规模的局部放电巡检,同时将传感器固定在指定测量点后还可实现在线监测;测量局部放电信号的带宽较宽,可对实测信号进行时域及频域的联合分析,因此该方法被普遍认为是电力电缆最有前景的局部放电检测方法。

  通过设计基于高频局部放电检测的高压电缆带电监测系统,可及时发现高压电缆缺陷、判断类别并进行定位,便于发电企业准确掌握高压电缆健康状况,并为电缆检修、运行、技术改造工作提供相应的意见和支持,提升设备可靠性水平,降低非计划停运风险和电量损失。同时也为电力赢咖2、发电企业、用电企业等生产技术管理和科学、精准决策做好技术数据支撑工作,提高企业设备管理效率、及时性和有效性。
  赢咖2注册基于人工注册诊断分析和行波双端定位两大高新科技,针对高压电缆结构、故障特点以及工作环境,设计研发了PMF680人工注册电缆故障定位诊断系统,该系统适用于10kV~220kV电压等级电缆线路,通过在电缆线路两端分别安装分布式电缆故障监测装置,对于电缆线路异常状态引起的放电信号可实时监测、预警分析和故障定位。该系统的应用可以快速(5分钟)定位故障,无需其他设备和人力进行广泛巡线值守,采集故障初始暂态工频和行波,便于故障类型分析。系统自建案例库可以对故障类型进行分析诊断,变被动抢修为主动预防。
  PMF680人工注册分布式电缆故障诊断系统包括:电缆监测装置、诊断系统及其客户端。通过高速FPGA采集电缆故障行波信号、故障工频信号,实时将故障信息上传至诊断系统,通过人工注册深度学习算法诊断并输出故障诊断结果,诊断结果以告警短信方式推送运维人员,可以通过Web客户端实时查看相关信息。
  系统组成如下图1所示:

  现场应用如下图2所示:

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