長距離電力電纜絕緣在線監(jiān)測及故障定位技術(shù)研究.pdf

1、長距離電力電纜存在金屬護層交叉互聯(lián)和負載電流造成電壓降的問題，因而與短距離電力電纜絕緣的在線監(jiān)測存在很多不同。本文根據(jù)長距離電纜金屬護層交叉互聯(lián)的結(jié)構(gòu)特點，提出了雙電流傳感器（CT）法來對流過電纜主絕緣的泄漏電流進行測量，對雙 CT法的原理進行了闡述，得到該方法適用于任何連接方式下的長距離電力電纜絕緣在線監(jiān)測，無論其金屬護層交叉互聯(lián)與否?；陔pCT法的原理提出了長距離電纜絕緣介質(zhì)損耗因數(shù)（tan?）在線監(jiān)測技術(shù)，長距離電纜故障定位技術(shù)及

2、長距離電纜護套絕緣在線監(jiān)測技術(shù)。
　　對于長距離的負載電流引起電壓降對監(jiān)測電纜主絕緣tanδ值的影響問題，給出了基準(zhǔn)電壓的選取方法及數(shù)學(xué)推導(dǎo)，并結(jié)合雙CT法提出了基于雙CT法的雙端同步測量 tan?在線監(jiān)測法，給出了該方法的實施方案，并對該方法進行仿真驗證，結(jié)果表明選取兩端電壓的相量和的一半作為參考電壓，電力電纜主絕緣 tan?值不會受負載電流變化的影響，仿真結(jié)果與理論分析結(jié)果一致；同時證明了當(dāng)系統(tǒng)中存在同步誤差、電壓誤差、頻率波

3、動及諧波時對該方法的可行性沒有影響。
　　對于長距離電纜故障定位技術(shù)，本文采用基于雙 CT法的雙端同步故障定位法。該方法又分為雙端同步短路故障定位法及雙端局部放電故障定位法，分別對這兩種方法的原理分別進行了介紹，并進行了仿真計算；對于雙端同步短路故障定位法，仿真結(jié)果表明該方法能夠準(zhǔn)確計算出短路點的位置，同時證明了當(dāng)系統(tǒng)中存在同步誤差、頻率波動及諧波時對該方法的可行性沒有影響，該方法的優(yōu)點是不受故障點的過渡電阻影響；對于雙端局部放電

4、故障定位法，根據(jù)局部放電信號在電纜傳播過程中的函數(shù)關(guān)系對放電點的位置進行定位，由于局部放電信號在長電纜中傳輸時衰減很大，因此搭建試驗電路對該方法進行測試，結(jié)果表明通過對信號放大處理能夠在電纜兩端檢測到局部放電波形，而且可以根據(jù)放電點產(chǎn)生波形到達兩端的時間信息確定放電點的位置，證明了該方法的可行性。對于局部放電信號的檢測，本文采用高頻與特高頻相結(jié)合的方法。對于高頻信號的檢測，本文設(shè)計了一種拆裝式PCB型Rogowski線圈作為高頻信號傳感

5、器，該傳感器不僅可以對高頻信號進行檢測，而且可以對工頻信號進行測量，對線圈的原理和結(jié)構(gòu)組成進行了詳細介紹，并對線圈的幅頻特性進行了分析；對線圈進行了試驗，結(jié)果表明：線圈具有良好的輸入輸出關(guān)系、較高的測量精度和頻率特性，能夠滿足測量工頻、高頻信號的要求；對于特高頻信號的監(jiān)測，采用復(fù)合式螺旋天線作為特高頻信號傳感器，其檢測頻帶達500MHz~2GHz，且具有良好的頻率特性。兩種方法相結(jié)合可以有效去除干擾，之后再對信號進行小波去噪，進而得到準(zhǔn)

6、確的局部放電信號。
　　對整個在線監(jiān)測系統(tǒng)的硬件及軟件進行了設(shè)計。硬件設(shè)計包括前置信號處理電路、系統(tǒng)測量與控制電路和取能電源的設(shè)計；監(jiān)測系統(tǒng)是以TMS320F2812型DSP芯片作為數(shù)據(jù)處理和邏輯控制的核心，采用ADS8364模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，設(shè)計了相應(yīng)的外圍連接電路；利用GPS模塊的授時功能為系統(tǒng)提供同步采樣信號；GPRS模塊進行無線數(shù)據(jù)傳輸。軟件方面，采用基于模塊化的思想，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的同步采集、數(shù)據(jù)的傳輸?shù)裙δ?；利?/p>

7、LABVIEW軟件設(shè)計了電力電纜絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的上位機終端顯示界面。
　　將整個在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用于海南聯(lián)網(wǎng)工程中的海底電纜絕緣在線監(jiān)測，根據(jù)海底電纜本身的特點以及運行環(huán)境的特殊性，提出了基于雙 CT法的雙端四電流傳感器法對海底充油電纜護套絕緣進行在線監(jiān)測，對該方法的原理進行了闡述，提出了通過護套絕緣電流泄漏比和接地回路環(huán)流感應(yīng)系數(shù)的變化作為判據(jù)來判斷電纜護套的絕緣狀況。對整個在線監(jiān)測系統(tǒng)進行了現(xiàn)場安裝，給出了現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，并利用