GIS电缆终端结构复杂,是高压电缆系统中的故障多发区域,极易发生电场应力集中。针对传统局部放电(PD)监测技术受限于传感器频带和抗干扰性而导致的缺陷检测率低的问题,本文提出了一套创新的综合诊断方案。该方案创造性地融合了TEV(暂态地电压)UHF(特高频)HF(高频)超声波四种方法,并通过在两座220 kV变电站对异常放电缺陷的跟踪监测和精准定位,最终通过解剖分析和电场仿真验证了其高效性。这为GIS电缆终端缺陷诊断提供了极具价值的典型示范。

一、GIS电缆终端的痛点与挑战

随着城市化进程和电网建设的加速,气体绝缘开关设备(GIS)和高压交联聚乙烯(XLPE)电缆因其优越的性能,在电网中得到广泛应用。

GIS电缆终端作为GIS与XLPE电缆的连接枢纽,其复杂的复合界面和内部的电场应力集中使其成为电缆系统中的薄弱环节和故障易发部位。绝缘缺陷(如内部放电)是导致设备故障的主要原因之一,通过对电、声信号变化的有效测量,能够判断设备的绝缘状态。

然而,在实际现场应用中,由于现有各类PD检测设备在适用范围、检测灵敏度、抗干扰性能等方面的差异,加上对被测设备结构和测试环境理解不足,导致GIS电缆终端的缺陷检测率普遍偏低

二、多方法融合的GIS电缆终端诊断方案

为克服现有技术的局限性,确保GIS电缆终端的安全稳定运行,本文提出了一套集多种检测手段于一体的GIS电缆终端局部放电综合诊断方案

该诊断方案整合了GIS电缆终端结构特点和各种监测方法优势,其监测与定位流程如下所示:

GIS电缆终端缺陷检测与定位流程图
GIS电缆终端缺陷检测与定位流程图

三、局部放电(PD)缺陷检测与定位的实施步骤

1. 快速普测与初判

首先使用TEVUHF方法进行快速普测,根据暂态电压脉冲信号和特高频电磁波信号初步判断是否存在异常。

  • TEV测试注意事项: TEV传感器应放置在主机顶部中央,确保与设备接触面尽可能大。
  • UHF检测示例: 在A相电缆舱的UHF检测中,最大幅值为−53 dBm,下图展示了A相电缆舱两个检测位置的信号图。
A相电缆舱两个检测位置的信号图
A相电缆舱两个检测位置的信号图

2. 高频信号极性判断与相源确定

若发现可疑异常信号,应进行全频谱复测,并将异常TEV信号转换为HF高频信号。随后,根据异常HF信号的三相波形极性,可以确定放电的相源

  • 排除地网干扰: 如果三相信号极性没有差异,需要将其与接地线极性进行对比,以确定是否来自地网干扰
  • 示例图: 下图展示了典型的HF信号极性图,用于判断信号来源。
典型HF信号极性图
典型HF信号极性图

3. TDOA(到达时间差)精准定位

如果异常信号确认为单相放电,则需对该异常相进行TDOA定位

  • 多方法综合比对: 最终定位结果应综合对比HF、VHF和UHF方法的TDOA结果。
  • 关键要求: 在TDOA定位过程中,必须保证所有通道的信号线长度和型号一致严禁在此时接入放大器,否则会引入额外的电缆长度,导致时间差计算错误。

四、实证分析与结论

该方案已成功应用于某220 kV变电站,对两起GIS终端异常放电缺陷进行了监测与联合诊断。

  • 通过UHV方法,实现了对缺陷源的精确定位和分析
  • 最终通过对GIS电缆终端的解剖分析(例如应力锥和环氧套管内部出现裂纹)和电场仿真,验证了所提出的放电检测和定位方法的准确性和有效性

该研究为GIS电缆终端的缺陷诊断提供了一套典型的、可推广的检测示范

更多信息

  • 局部放电绝缘击穿

    局放监测:守护电力设备的第一道安全防线

    在电力系统的日常运行中,设备的绝缘状况直接决定了运行的安全性。而在众多绝缘隐患中,“局部放电”(简称局放)被公认为最具隐蔽性和破坏性的隐形威胁之一。一旦失控,轻则造成设备老化加速,重则引发绝缘击穿、系统跳闸,甚至大面积停电事故。 而“局放监测”,正是这一切风险的前哨兵。 什么是局放?为何需要监测? 局部放电是指绝缘系统中局部区域发生的不完全击穿,它常常出现在电缆接头、GIS开关、变压器绕组或中间接头等部位,初期能量虽小,却会长期积累、逐步扩展,最终演变为电气故障。 传统的定期人工检测已难以满足现…

  • 局放在线监测生产和研发车间

    局部放电监测厂家哪家好?选择专业厂商,关键看这几点

    一、局部放电监测为何如此重要? 局部放电是一种电气局部击穿现象,虽非完全击穿,但长期存在会导致设备绝缘性能下降,最终引发重大电力事故。针对变压器、GIS、高压电缆等设备,开展在线局放监测可以实现: 尤其在工业园区、数据中心、轨道交通、石化行业等对电力可靠性要求极高的场景,局部放电监测已成为保障系统安全运行的“刚需配置”。 二、如何选择靠谱的局部放电监测厂家? 面对市场上琳琅满目的监测设备与解决方案,用户该如何选择? 1. 技术积累与专利实力一个值得信赖的厂家,通常会拥有自主研发的核心技术与相关专…

  • 四合一局放传感器对配电室局放监测

    四合一局放监测装置-引领电力设备智能监测新时代

    在现代电力系统中,设备的安全与稳定运行至关重要,尤其是在变电站、开关站等重要场所。局部放电(Partial Discharge, PD)是电力设备绝缘材料老化和故障的早期信号,及时发现局部放电问题可以避免更为严重的设备故障,保障电力系统的长期稳定运行。 为了应对这一挑战,智能化、集成化的监测解决方案成为了行业的必然趋势。今天,我们为您带来一款革命性的监测设备——四合一局放监测装置,一款集成四种先进监测技术的全新智能设备,致力于为电力设备提供更加精准、全面的安全保障。 一、四大核心技术,全面监控设…

  • 手持式局部放电检测仪——电力设备安全巡检必备

    手持式局部放电检测仪——电力设备安全巡检必备

    随着电力系统设备日益复杂,开关柜、环网柜、GIS、变压器、电缆及架空线路的绝缘健康成为运维的重要指标。局部放电是绝缘老化和潜在故障的前兆信号,早期检测对于预防停电和设备损坏至关重要。 手持式局部放电检测仪作为现场运维的利器,采用先进传感技术,能够高效捕捉暂态地电波、超声波、高频电流及特高频信号,快速判断设备是否存在局部放电。设备体积小、操作简便,便于在各类电力设施巡检中使用,提高巡检效率和安全性。 该仪器不仅支持局放信号的实时检测,还具备智能分析功能,能够对不同放电类型进行识别,并提供故障等级提…

  • 高频电流局放传感器在线监测 助力电力设备绝缘安全

    高频电流局放传感器在线监测 助力电力设备绝缘安全

    随着电力系统智能化发展,设备安全运行越来越受到重视。高频电流局放传感器作为局部放电(PD)在线监测的重要设备,能精准捕捉变压器接地片、高压电缆接头等关键部位的局部放电高频电流信号,实时感知设备绝缘状态,预防设备故障,保障电网安全稳定。 高频电流局放传感器的优势 1、高灵敏度 高频电流局放传感器能够检测到微弱的毫安级甚至微安级高频电流信号,实现早期发现电力设备绝缘缺陷,避免故障扩大。 2、宽频带响应 频率覆盖0.5MHz至30MHz,全面捕获局放产生的高频信号,提供丰富的放电信息,支持科学故障诊断…

  • 什么是局部放电

    什么是局部放电?电力设备故障背后的隐形杀手解析

    在电力系统运维中,有一个概念被越来越多的人提及——局部放电。它不像短路那样直接导致断电,却常常是设备绝缘劣化、系统隐患的“前兆信号”。 那么,什么是局部放电?它为什么重要?又该如何监测?本文试图用通俗的语言来解答这些问题。 一、什么是局部放电? 局部放电(Partial Discharge,简称PD)是指电气设备内部绝缘结构中某一个局部区域发生的电气击穿现象,而这种放电没有立即贯穿整个绝缘结构。 你可以把它理解为:设备内部的某个“薄弱环节”出现了微小的放电现象,就像墙体裂缝中渗水一样,不会立刻引…

联系我们

联系我们

13680390857

服务热线:0756-3818968

邮件:huawang@huwor.com.cn

地址:珠海市高新区科技一路168号珠高数字能源园区9楼

关注微信
关注微信
分享本页
返回顶部