電力電纜正向高電壓和長(zhǎng)距離方向發(fā)展,人們的用電量也不斷上升,這增加了電纜線路負(fù)載壓力,給電纜帶來(lái)安全隱患。特別是早期敷設(shè)的電纜,由于電纜老化或受外界電、熱、化學(xué)腐蝕或敷設(shè)時(shí)摩擦擠壓受損等,導(dǎo)致電纜絕緣層損耗,甚至絕緣層擊穿,易造成嚴(yán)重的電力事故。因此,保證電纜安全可靠運(yùn)行對(duì)電力輸電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)具有重要的意義。
當(dāng)高壓?jiǎn)涡倦娎|通過(guò)交流電時(shí),周圍產(chǎn)生一個(gè)變化的磁場(chǎng),磁力線與金屬護(hù)套交鏈,會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。根據(jù)安全規(guī)定,水中敷設(shè)需要兩端接地;正常敷設(shè)為一端直接接地,另一端保護(hù)接地。對(duì)于電纜長(zhǎng)度超過(guò)1000m的電纜,多采用金屬護(hù)套交叉互聯(lián)接地,以消除或降低感應(yīng)電壓的影響。
鑒于以上狀況,福州大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院的研究人員,以三相電纜品字排列的220kV電壓為例:首先在電纜線芯首、末兩端安裝電流傳感器,通過(guò)兩端電流差判斷整條電纜的絕緣故障狀況;然后在電纜的每個(gè)交叉互聯(lián)箱上安裝3個(gè)電流傳感器,在確認(rèn)整段電纜發(fā)生絕緣故障的基礎(chǔ)上,觀察交叉互聯(lián)上電流大小的變化,判斷交叉互聯(lián)電纜故障的局部位置;最后根據(jù)三相電纜品字排列的特點(diǎn)以及電纜絕緣故障的結(jié)果,建立交叉互聯(lián)交聯(lián)聚乙烯電纜的仿真模型,進(jìn)行局部絕緣故障的仿真驗(yàn)證。
圖1 數(shù)據(jù)處理流程圖
圖2 多傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框架圖
多傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由采集單元、傳輸單元、信息管理單元組成。采集單元將電流傳感器現(xiàn)場(chǎng)采集電流信號(hào)轉(zhuǎn)為模擬信號(hào),經(jīng)過(guò)濾波處理,再由GPRS傳輸給電腦,電腦根據(jù)相應(yīng)的公式與推導(dǎo),得出電纜故障的局部位置。
圖3 仿真模型圖
研究人員最后得出具體結(jié)論如下。
本方法在雙CT法基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn),簡(jiǎn)便易行,節(jié)省成本,為高壓電纜絕緣故障監(jiān)測(cè)提供了技術(shù)依據(jù)。
以上研究成果發(fā)表在2020年第3期《電氣技術(shù)》雜志,論文標(biāo)題為“基于多傳感器的電纜絕緣監(jiān)測(cè)”,作者為葉永市、林瑞全、龔林發(fā)。