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    電纜局部放電的類型、危害及解決方案

    發布時間:2022-03-01瀏覽:45次

       電纜“局部放電"是較為常見的一種電纜問題,所謂“局部放電"是指在電場作用下,絕緣中只有部分區域發生放電而并沒有形成貫穿性放電通道的一種放電。產生局部放電的主要原因是電介質不均勻時,絕緣體各區域承受的電場強度不均勻,在某些區域電場強度達到擊穿場強而發生放電,而其它區域仍然保持絕緣的特性。

      電纜在制造過程中若絕緣混入金屬雜質、出現氣孔空洞,或由于內、外半導體層不規則突起引起高壓場強的不均勻,或絕緣中存在的電樹等,在這些部位都有可能出現局部放電。因為空氣的介電常數比絕緣材料的介電常數小,即使絕緣材料在不太高的電場作用下,氣隙氣泡部位的場強也會很高,當場強達到一定值后就會發生局部放電。


      局部放電的類型

      從局部放電發生的位置、放電過程和現象來看,局部放電可以分為三種類型:內部放電、表面放電電暈放電。

      1) 內部放電

      造成內部局部放電的常見原因是絕緣體內部存在氣隙或液體絕緣內部存在氣泡。絕緣內部氣隙發生放電的機理隨氣壓和電極系統的變化而異,從放電過程而論,可分為電子碰撞電離放電和流注放電兩類;在放電形式上可分為脈沖型(火花型)放電和非脈沖型(輝光型)放電兩種基本形式。

      2) 表面放電

      在電氣設備的高電壓端,由于電場集中,沿面放電場強又比較低,往往會產生表面局部放電;絕緣體表面放電的過程及機理與絕緣內部氣隙或氣泡放電的過程及機理相似,不同的是放電空間一端是絕緣介質,另一端是電極。

      3) 電暈放電

      電暈放電通常發生在高壓導體周圍完全是氣體的情況下。由于氣體中的分子自由移動,放電產生的帶電質點不會固定在空間某一位置上。

      以上是三種基本的局部放電形式。此外,絕緣體中存在水珠、導電雜質、電氣設備內部存在懸浮電位體也會引起局部放電;液體絕緣內部也可能出現固體表面局部放電和電暈放電。


      局部放電的危害

      局部放電對絕緣結構起著一種侵蝕作用,它對絕緣的破壞機理有以下幾個方面:

     ?、賻щ娏W?電子、離子等)沖擊絕緣,破壞其分子結構,如纖維碎裂,因而絕緣受到損傷;

     ?、谟捎趲щ婋x子的撞擊作用,使該絕緣出現局部溫度升高,從而易引起絕緣的過熱,嚴重時就會出現碳化;

     ?、劬植糠烹姰a生的臭氧及氮的氧化物會侵蝕絕緣,當遇有水分則產生硝酸,對絕緣的侵蝕更為劇烈;

     ?、茉诰植糠烹姇r,油因電解及電極的肖特基輻射效應使油分解,加上油中原來存在些雜質,故易使紙層處凝集著因聚合作用生成的油泥(多在匝絕緣或其他絕緣的油楔處),油泥生成將使絕緣的介質損傷角增大,散熱能力降低,甚至導致熱擊穿的可能性。局部放電的持續發展會使絕緣的劣化損傷逐步擴大,終使絕緣正常壽命縮短、短時絕緣強度降低,甚至可能使整個絕緣擊穿。

      局部放電的能量很小,通常不影響電纜短期的絕緣強度,但是長期存在著局部放電,即可以緩慢損壞絕緣,日積月累,時間長了則會導致絕緣擊穿,因而將會使其發生故障,若有水滲入電纜更會導致電纜無法挽救直接報廢,雖然多數問題可以通過做中間接頭處理,但依然是治標不治本的做法。

      電纜局部放電的根本原因是電纜質量不合格造成,這樣的電纜長期使用極其容易造成事故,要避免這樣的事發生,基本的做法莫過于選用有國家認證、有質量保證的國標電纜:為避免電纜出現局部放電現象,應該使用專業的局放在線監測對電纜進行監測。

      針對上述問題,我公司自主研發了 JC-OM400L電纜局放在線監測系統。

       JC-OM400L電纜局部放電在線監測系統采用模塊化設計方案,通過安裝在電纜接頭接地線上的高頻脈沖電流傳感器,來耦合電纜本體及接頭處的局部放電脈沖電流信號;耦合到的脈沖電流信號通過同軸電纜傳送至前端監測采集器,對模擬信號經過放大、濾波、模數轉換后變成數字信號再通過光纖傳送至后臺服務器。后臺服務器對所有傳感器的信號分別進行分類識別分析、計算,并將這些通過計算獲得的放電信息數據寫入到數據庫中,同時在監測系統的軟件上顯示監測結果。

       該系統包括高頻脈沖電流傳感器、在線監測儀(監測采集器)、現場監控柜、高性能工業計算機(服務器)以及專家分析系統軟件和控制單元等組成。

      

       J  C-OM400L電纜局部放電在線監測系統適用于 10KV 及以上電壓等級的電纜局部放電在線監測。能實時監測放電量,放電相位,放電次數等基本局部放電參數;計算出各個接頭及各段電纜局部放電幅值、頻次;經多次采集(一般測量 50 個工頻周期)后,從數據庫提取數據進行譜圖分析和數據報表以確定放電點相對位置,必要時給出報警。并可按照客戶要求,提供有關參數的統計量。能存儲測試譜圖、放電趨勢,從而及時發現電纜及接頭的絕緣缺陷,并為評估其絕緣水平及老化程度提供判據,為電纜的檢修工作提供依據。


    主要功能參數:

    項目

    參數

    工作電源

    交流 220V;直流 24V;太陽能取電


    通訊模式

    與傳感器之間采用高頻電纜;與服務器之

    間可以采用光纖、高頻電纜、4G 無線

    最小測量放電幅值

    1mV(現場 10PC)

    脈沖電流傳感器的頻率范圍

    100kHz-30MHz

    放電脈沖的時間分辨率

    10μs

    相位分辨率

    0.18°

    定位誤差

    3 米



    系統主要特點:

    1)監測系統采用開合式傳感器,結構緊湊,拆卸安裝方便,不需要停電,可以很方便的對重點站、重點設備、異常設備進行長期監測。

    2)監測系統采用雙端定位測量法,可實現對電纜本體產生的局部放電進行實時定位, 理想條件下定位精度可達+/-3 米。

    3)采用高性能 FPGA 處理器,實現 100Msps、12Bit 分辨率的高速采樣、存儲,每次分析可連續采樣 50 個工頻周期以上的數據。

    4)帶通濾波技術與噪聲識別及剔除算法聯合運用,可有效識別局放信號。

    5)基于脈沖電流法(IEC60270 標準)的局部放電監測技術,可檢測 10pC 以上局放信號。

    6)在無法鋪設光纖的情況下,可以采用 4G 網絡進行數據傳輸,可降低光纖布線困難,降低成本。

      

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      江蘇省常州市武進高新技術產業開發區西湖路8號

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