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

  • 安装于电力变压器上的UHF在线监测传感器实例

    变压器局部放电在线监测为什么比定期检测更可靠?

    在电力系统中,变压器被称为变电站的“心脏”。一旦发生绝缘故障,不仅会导致设备损坏,还可能引发长时间停电和巨大的经济损失。因此,如何及时发现绝缘缺陷,一直是电力运维工作的重点。 传统局部放电检测大多采用定期测试方式,但随着在线监测技术的发展,越来越多的变电站开始采用UHF局部放电在线监测系统,对变压器运行状态进行全天候监测。 为什么单次局放检测存在局限性? 很多变压器在出厂试验和现场交接试验阶段都会进行局部放电检测。但是实际运行中,局部放电具有明显的随机性和波动性。 例如:白天负荷高时出现放电,夜…

  • 三合一局放传感器部署环网柜

    三合一局放监测装置:一次部署,多重守护!

    在电力系统日益复杂的今天,局部放电监测已成为保障电气设备绝缘安全的关键手段。传统单一检测方式已难以满足对隐患“早发现、早预警”的需求。 珠海华网科技研发的智能三合一局放传感器监测装置,融合多项核心检测技术,实现局放监测从“单点感知”到“立体感知”的跃升,助力用户迈入更加智能、高效的运维新时代。 一体集成三种检测技术,局放隐患无所遁形 华网科技智能三合一局放传感器,集成了: 1)TEV(暂态地电压)检测2)AA(超声波)检测3)环境温湿度监测 通过同时采集电信号、机械信号与环境信息,实现对局部放电…

  • 局放在线监测装置厂家哪家靠谱

    局放在线监测装置厂家哪家靠谱?一文了解这项技术的行业发展与应用趋势

    在电力系统运行过程中,局部放电(Partial Discharge)是一种常见却难以察觉的隐患,极易导致设备老化、绝缘击穿,甚至引发重大电力故障。如何实现对其的长期、稳定监控,已成为行业关注的重点。 这也带动了局放在线监测装置在变电站、开关柜、GIS设备等场景的广泛应用。而随着需求增长,不少从事电力检测的设备厂家也纷纷布局该领域。选择一家靠谱的局放在线监测装置厂家,正在成为用户面临的新挑战。 什么是局放在线监测装置? 顾名思义,局放在线监测装置是一种无需停电即可实时检测电气设备放电状态的装置。它…

  • 尖端放电原理详细原因解析:从电场分布到工程应用的深度理解

    尖端放电原理详细原因解析:从电场分布到工程应用的深度理解

    在高压电气设备、输电线路以及各类电力试验场景中,“尖端放电”是极为常见又必须重点关注的现象。它既不是完全意义上的故障,也不是可以随意忽略的细节,其产生机理、发生条件与危害程度,都直接关系到绝缘系统的稳定性与设备运行寿命。因此,深入理解尖端放电原理及其详细原因,对电力运维、设备设计、绝缘材料研究都有实际意义。 一、什么是尖端放电? 尖端放电(Corona Discharge)是指当导体表面存在尖锐、曲率半径极小的结构时,在高电压作用下局部电场急剧增强,使周围空气被电离并产生微弱放电的现象。常见于设…

  • 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…

  • 发电机局部放电3PARD三相关联分析技术

    大型发电厂电气设备在线监测技术解析:局部放电与变压器状态监测的发展趋势

    在大型火电厂、水电站以及新能源升压站中,电气设备的稳定运行直接关系到整个电网系统的安全性。一旦主变压器、发电机或GIS设备发生绝缘故障,不仅会造成停机,还可能带来巨额经济损失。因此,越来越多电力企业开始重视“在线监测”技术,尤其是局部放电(PD)在线监测、变压器油色谱(DGA)监测以及套管介损监测等核心技术。 相比传统停电试验,在线监测系统能够在设备运行过程中持续获取绝缘状态数据,实现故障预警、趋势分析与状态检修,为现代智能电网建设提供重要支撑。 为什么大型电厂越来越重视在线监测? 电力行业研究…

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