高压电力电缆绝缘在线监测新方法及其实验研究.pdf

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1、第２９卷第２期供用电２０１２年４月６３高压电力电缆绝缘在线监测新方法及其实验研究张峥１，２，赵子玉１（１．上海交通大学，上海２０００３０；２．上海市电力公司电网建设公司，上海２００００２）摘要：目前的高压电力电缆绝缘在线监测方法存在无法将主绝缘和外护层绝缘故障进行区分的问题。分析了国内外现有高压电力电缆绝缘在线监测方法存在的问题，提出了利用电缆护套感应电压和护套接地环流进行在线监测，可以区分电缆主绝缘和外护层绝缘故障的在线检测原理，介绍了在实验室搭建的高压电力电缆绝缘在线监测模拟实验装置，经验证实测值与理论计算值一致。关键词：高压电力

2、电缆；接地环流；感应电压，绝缘在线监测方法中图分类号：ＴＭ２４７文献标识码：Ｂ文章编号：１００６－６３５７（２０１２）０２－００６３－５ＮｅｗＭｅｔｈｏｄａｎｄＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｎＯｎｌｉｎｅＩｎｓｕｌａｔｉｏｎＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＰｏｗｅｒＣａｂｌｅｓ１，２，ＺｈａｏＺｉｙｕ１ＺｈａｎｇＺｈｅｎｇ（１．ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００３０，ＳｈａｎｇｈａｉＣｈｉｎａ；２．ＳｈａｎｇｈａｉＭｕｎｉｃｉｐａｌＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｍｐａｎｙ

3、ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＣｏｍｐａｎｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００００２，ＳｈａｎｇｈａｉＣｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｔｐｒｅｓｅｎｔｔｈｅｏｎｌｉｎｅｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｐｏｗｅｒｃａｂｌｅｓｃａｎ’ｔｄｉｆｆｅｒｔｈｅｍａｉｎｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｆａｕｌｔｆｒｏｍｔｈｅｓｈｅａｔｈｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｏｎｅ．Ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｃｃｕｒｒｉｎｇｉｎｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｏｎｌｉｎｅｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｍｏｎｉｔｏ－ｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｏｆｈｉｇ

4、ｈｖｏｌｔａｇｅｐｏｗｅｒｃａｂｌｅｓ，ｂｏｔｈｄｏｍｅｓｔｉｃａｎｄａｂｒｏａｄ，ａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｓａｎｏｎｌｉｎｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｗｈｉｃｈｃａｎｄｉｆｆｅｒｔｈｅｍａｉｎｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｆａｕｌｔａｎｄｔｈｅｓｈｅａｔｈｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｏｎｅｂｙｏｎｌｉｎｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｃａｂｌｅｓｈｅａｔｈｉｎｄｕｃｔｉｖｅｖｏｌｔａｇｅａｎｄｓｈｅａｔｈｇｒｏｕｎｄｉｎｇｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｃｕｒｒｅｎｔ．Ａｎｄｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｏｎｌｉｎｅｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｍ

5、ｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄｅｖｉｃｅｏｆｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｐｏｗｅｒｃａｂｌｅｓｂｕｉｌｔｉｎｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，ｆｕｒｔｈｅｒ－ｍｏｒｅｖｅｒｉｆｉｅｓｍｅａｓｕｒｅｄｖａｌｕｅａｃｃｏｒｄｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｏｎｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｐｏｗｅｒｃａｂｌｅ；ｇｒｏｕｎｄｉｎｇｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｃｕｒｒｅｎｔ；ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｖｏｌｔａｇｅ；ｏｎｌｉｎｅｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｍｏｎｉ－ｔｏｒｉｎｇ电力电缆的绝缘水平是影响电缆安全可靠运１现有高压电力电

6、缆在线监测方法分析行的关键因素。为了保证电缆安全稳定运行，就需要对电缆绝缘进行及时有效地诊断，尽量对电目前，１１０～５００ｋＶ高压电力电缆绝缘在线缆绝缘的缺陷和老化做到及早发现、及早应对。监测的主要方法有接地线电流法、环流法等。接目前，主要针对３５ｋＶ及以下电缆主绝缘，即电地线电流法主要用来监测电缆主绝缘故障，如老缆本体与接头绝缘的整体性故障（下称主绝缘故化、受潮等。环流法是用来监测电缆金属护套（下障）和１１０ｋＶ及以上电缆外护层绝缘故障进行称电缆护套）的多点接地故障，它们都是通过监测在线监测，因此，对１１０ｋＶ及以上电压等级电缆电缆

7、接地电流来判断电缆绝缘的故障。的外护层、主绝缘进行在线监测是非常必要工程中的高压电力电缆护套接地一般采用将［１－１０］的。但国内外现有的高压电力电缆绝缘在线一大段分成三小段，护套交叉互联换位的方式。监测方法，尚不能对电缆外护层绝缘故障与主绝电缆护套在交叉换位后，若电缆为正三角排列，且缘故障加以区分。三小段的长度相等，可以保证护套内的磁感应环本文研究了一种可将这两种绝缘故障区分开流为零。若电缆为水平排列，且三小段的长度相的新方法，并进行了实验研究。等，护套内只有较小的正常磁感应环流，但电缆护６４张峥，等：高压电力电缆绝缘在线监测新方法及

8、其实验研究套若发生多点接地故障，电缆护套内将包含较大在三相对称电源电压ＵＡ、ＵＢ和ＵＣ作用下等值电的故障接地电流。当电缆主绝缘故障时也将引起路如图２所示。在图２中，Ｚａ１＝ＵＡ／Ｉａ１、Ｚｂ２＝高压泄漏电流增大。故若监测