作者:凯迪正大股份来源:武汉凯迪正大电气有限公司日期:2014-10-27 09:29:00阅读:
在“状态检测”概念出现之前,大家通过耐压试验来检验电缆的绝缘状况,通过对电缆施加几倍于正常运行电压的高压来击穿电缆上的缺陷点,发现故障隐患。但这种方法受缺陷的类型影响较大,更糟糕的是,它虽然可以检查出电缆上的部分缺陷,但在检查的过程中,由于施加电压较高、试验时间较长等原因,又出现了更多的新缺陷。为了避免这种情况,大家想到以电缆的介质损耗参数来评估一条电缆的绝缘情况。这是有效的。因为随着电缆工作年限的推移,其电气性能会发生劣化。通过介质损耗角来评估电缆的绝缘情况能得到客观的评价。但它的缺点很快又暴露出来:只能评估电缆整体绝缘情况,而不能更细化地找出缺陷严重的点。这就使其实用性大大降低。比如一条新电缆,接头有严重缺陷,可电缆介损很小,运行不久就出现故障。于是技术人员又开始寻找一个更能具体体现缺陷发展趋势的参数,最终,人们把目光定在了局放(Partial discharge)上面。
局放现象普遍存在于高压电力设备中,如变压器、GIS、电缆等在高电压状态下都会产生局部放电现象,其绝缘物质中就会发生不贯穿整个绝缘层的放电,即局部放电,简称局放。局放现象普遍存在,当它局放水平达到一定程度时,促使绝缘状况进一步恶化,直到将绝缘击穿。很多电缆故障都是由局部放电的发展而导致的。通过测量电缆局部放电量沿电缆长度的分布,就可以对电缆的绝缘有一个直观的判断。一般来说,所加电压越大,电压频率越高,就越容易产生局放。
技术比较
0.1Hz正弦局放测试是以0.1Hz正弦波形电压作为为局放激发源,其电源极性转换频率很低,转换时电压曲线斜率也低,这样就需要加很高的电压并且测试较长的时间才能激发并采集到足够多的局放数据,因此对电缆的损伤就比较大,并引发电缆中的新缺陷,增加电缆击穿的几率。下面的试验可以很好地说明这个结论:
日本的Katsumi Uchida等人研究了振荡波和VLF电压,他们分别在XLPE电力电缆上设置2种缺陷。
试验结果表明:当施加振荡波电压时,2种缺陷的电树枝起始电压远远小于击穿电压;在VLF作用下,2种缺陷的电树枝起始电压与击穿电压接近,即存在电树枝后不久就击穿,相比之下,振荡波实现更方便,测试更安全且与交流电压较接近。其他关于不同电压和频率对绝缘测试效果的试验也很多,可在相关资料中查询得到。
以前我们所做的耐压试验经常会发生在实验时没有击穿,而在运行不久后就击穿的现象。和耐压试验最大的区别在于,状态监测的前提须是在试验对电缆的影响尽量小的情况下得到准确的状态数据,是近乎无损的,这样才能保证在得到绝缘状态相关数据后,电缆仍然保持试验前的状态,不出现新缺陷。振荡波在这方面就有其他方法无法比拟的优越性。
OWTS系统采用低阻尼振荡波作为局放的激发电压。由于振荡波持续时间很短,无需持续加压,所以在过去的耐压试验设备中很少见到有实用性的设备。可是在局放检测中,这却变成了它最大的优势。电压振荡时间约为几十毫秒,在这个过程中,电压极性转变近百次,这有三个优点:
1、电压转换斜率大,容易激发局放缺陷,所以只要加较低的电压就可测到局放,而不是0.1Hz那样加到2~3倍U0;
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