高压电力电缆绝缘在线监测精品PPT课件

高压电缆在线监测系统

简介

高压电缆在线监测系统是一种针对高压电力电缆的监测方案，可对电缆进行全面、实时、准确的监测。该系统的主要作用是提高电力输送可靠性和供电质量，防止事故发生，以及减少停电时间和维修成本。

检测项目

高压电缆在线监测系统主要监测以下几个项目：

1. 温度检测

高压电缆的温度是影响其使用寿命的主要因素之一，而高压电缆在线监测系统可对电缆温度进行实时监测，及早发现异常情况，确保电缆的安全运行。

2. 声波检测

高压电缆线路中存在着一些不良的接头、内部缺陷等问题，会产生声波信号，因此声波监测是监测电缆线路状态的一项重要手段。

3. 电流检测

电缆的电流是否正常，是评估其运行状态的关键指标之一。高压电缆在线监测系统可以实时监测电流的变化，以确定电缆是否正常运行。

4. 电压检测

电压是影响电力输送稳定性的主要因素之一。高压电缆在线监测系统可以实时监测电压的变化，以保证电力输送质量。

原理

高压电缆在线监测系统的主要原理是采用传感器自动捕捉电缆中的信号，并将信号传输到机房内的监测设备中进行分析处理。当监测设备检测到异常情况时，会对运维人员自动报警，及时处理故障，防止事故的发生。

优点

高压电缆在线监测系统具有以下几个优点： 1. 无需停电

高压电缆在线监测系统无需对电缆进行拆卸，也无需人员进入现场，即可实现全面监测。

2. 实时监测

系统可以实时监测电缆的状态，能够及早发现异常情况，以强化电缆的监管。

3. 精准诊断

高压电缆在线监测系统结合了多种检测手段，能够实现精准诊断，并能够有效地防止误报和漏报情况的发生。

4. 系统升级方便

该系统采用智能化设备，可以根据厂家的需求，随时进行升级以适应更多的使用环境和监测需求。

高压电缆在线监测系统是智能化的高压电缆监测方案，具有多项优点。通过系统的实时监测，能够及早发现异常情况，并及时处理故障，保障供电质量和电缆的安全运行。

高压电缆温度及电缆沟环境在线监测系统

摘要:电缆沟电缆温度监测，电缆沟微环境监测，包括环境感烟，明火，水浸，人员小动物入侵，井盖开盖等监测。

关键词:高压电缆，温度在线监测，电缆沟环境，电缆沟防火防盗；

1、引言

电力行业中高压电缆安全在线监测能够有效的避免电缆火灾等事故的发生，其中温度在线检测是防止电缆火灾保证电缆系统安全运行的重要手段，传统的测温法是将点式感温装置如热电偶装在电缆重点检测的部位，这种方法只能对局部位置进行监测，而无法对整条线路进行监控，采用一线式温度传感器接合数字通信技术可用一条电缆监测1.2公里内128个部位的温度，施工简单，可靠性高，布线方便等特点，并且可与人员和老鼠探测、感烟，明火，水位监测系统组成电缆沟环境监控综合在线检测．为电缆温度监测和安全运行提供科学依据，有效避免高压电缆安全事故地发生。

2、电缆温度和电缆沟微环境安全监测技术

2.1概述

电缆沟环境在线监测系统能有效地辨识电缆及其接头的老化所发生的过热和火灾事故隐患，同时该系统又是电缆设备故障的预知维修系统，它能在电缆及被检测设备发生故障之前发出报警及检修建议。并且通过使用低成本测控设备实现电缆地沟温度的稳定测量，实现数据的长期记录和采集。

2.2系统结构

2.3 现场探测器工作原理和技术指标

2.3.1 电缆温度传感器

电缆温度传感器是采用美国DALLAS公司生产的 DS18B20可组网数字温度传感器芯片和远距离通信芯片封装而成，独特的单线接口方式，在与温度监测器连接时仅需要一条双绞线即可实现供电与双向通讯。采用不锈钢外壳，具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，防水封装等优点。

2.3.2 明火探测器

明火探测器利用特定幅度、频率的高压信号激励紫外光敏管，使其发射特殊波长的感应信号的方式精确接受、分析火焰中的紫外线，及时发出声光报警。

电力电缆局部放电试验及在线监测技术分析

摘要：当电力电缆由于各种原因而出现绝缘劣化时，就会产生局部放电现象。描述了在线监测的实施全过程，如监测传感器、数据采集、监测信号的特征分析、信号分类的特征提取等，以便对电力电缆的绝缘情况做出判断，为系统及时检修或更换电力电缆提供理论依据。

关键词：局部放电；在线监测；数据采集；信号分类的特征提取

随着城市电网的发展，用电负荷的不断增涨，电力电缆的故障概率也大大增加，考虑到原有维修体系的局限性，为降低停电和维修费用，提出了预知性维修，即在线监测这一概念。其具体内容是对运行中电气设备的绝缘状况进行局部放电，进行连续的在线监测，随时获得能反应绝缘状态变化的新信息。对这些信息进行分析处理后，对设备的绝缘状况做出诊断，并根据诊断的结论安排必要的维修，也就做到了有的放矢的维修，即在线监测一分析诊断一预知性维修，采用在线监测的预知性维修，带来的经济效益十分显著。据美国某发电厂统计采用预知性维修每年可获利125万美元。日本资料介绍，在线监测与诊断技术的应用，使每年维修费用减少25～50%，故障停机时间则可减少75%。

1、试验中遇到的特殊问题

1.1局放量随线芯的弯曲方向不同发生变化

电缆在进行局放试验过程中，第一次试验局放量很大，用示波器定位能确定故障点的位置，但是在倒轴分段复绕后，重新进行试验，两段电缆局放量均消失，这时千万不能认为这根电缆是合格的产品，经过解剖发现这类缺陷大部分是绝缘中有气孔，气孔的形状随着电缆的弯曲方向不同而改变，造成局放量不同。

1.2 电缆的长度影响局放值

在用户同意的情况下，电缆的长度最好不要超过500米，因为在试验中发现电缆的长度越长，一些缺陷反映的不明显，不好定位找故障点，把电缆分成两段后缺陷表现的比较明显，容易定位。

2、局部放电在线监测

电气绝缘在线检测及诊断技术

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电气绝缘在线检测及诊断技术复习题

一、名词解释

1、污闪

[答案]：指线路绝缘子表面积污，在受潮或爬电比距不足的情况下，在正常运行电压下发生的闪络放电现象。

2、绝缘老化

[答案]：电气设备的绝缘在运行中会受到各种因素（如电场、热、机械应力、环境因素等）的作用，内部将发生复杂的化学、物理变化，会导致性能逐渐劣化，这种现象称为老化。

3、电力变压器

[答案]：是一种静止的电气设备，利用电磁感应原理，将一种交流电转变为另一种或几种频率相同、大小不同的交流电，起传输电能改变电压的作用。

4、电力电缆的电树老化

[答案]：电极尖端处或微小空气隙、杂质等处电场较强，发生的放电逐渐发展，形成较细的沟状放电通道的碳化痕迹。

5、电气设备故障诊断

[答案]：通过对电气设备的试验和各种特性的测量，了解其特征，评估设备在运行中的状态(老化程度)，从而能早期发现故障的技术。

6、电气绝缘在线检测

[答案]：指在不影响电力设备运行的条件下，即不停电对电力设备的运行工况和健康状况连续或定时进行的监测，通常是自动进行的。

7、电气设备绝缘诊断

[答案]：在设备运行中和停机时，通过对电气绝缘试验和各种特性的测量，掌握设备绝缘参数，根据参数判定设备绝缘状态或故障的部位、原因和严重程度，预测设备绝缘的可靠性和寿命，并提出治理对策。

8、电容型设备

[答案]：通常绝缘介质的平均击穿场强随其厚度的增加而下降。在较厚的绝缘内设置均压电极，将其分隔为若干份较薄的绝缘，可提高绝缘整体的耐电强度。由 2 / 10

于结构上这一共同点，电力电容器、耦合电容器、电容型套管、电容型电流互感器以及电容型电压互感器等统称为电容型设备。

9、电力电缆的终端与接头

[答案]：电缆终端是安装在电缆末端，以使电缆与其他电气设备或架空输电线相连接，并维持绝缘直至连接点的装置；电缆接头是连接电缆的导体、绝缘、屏蔽层和保护层，以使电缆线路连续的装置。

XLPE电缆绝缘在线检测技术方法综述

摘要：电力电缆在电力系统电力供应中的应用越来越广泛,供电质量的可靠性也越来越为供电企业和电力用户所关心，电力电缆的可靠性是保证供电可靠性的重要环节之一.如何实现电力电缆的在线监测和状态检修，一种重要的前提就是对电力电缆进行实时的状态检测。本文基于交联聚乙烯电缆（XLPE电力电缆）绝缘在线检测技术的地位和意义，梳理了国内外XLPE电力电缆在线检测技术的研究现状，，并探讨了XLPE电力电缆绝缘在线检测技术的发展方向，阐述了电力电缆绝缘故障在线监测系统的国内外技术现状和发展趋势，在此分析的基础上认识到电缆绝缘在线监测是迫切需要的。

关键词：XLPE电力电缆；电缆绝缘；在线检测

1 电缆绝缘在线检测的意义

电力电缆是电力系统的重要组成部分，随着企业生产的发展,对电力需求的不断增加，电力电缆的使用量也在逐年增长,现代化企业的生产要求电力电缆的运行必须是长期、连续和安全稳定［1］.因此如何保证电力电缆安全稳定运行是电力系统中长期研究的一个多因素、非常复杂的课题。长期以来，为了防止事故的发生，对电力系统运行中的设备，一直坚持定期进行预防性试验的制度.这对保证设备在电力系统中安全可靠地运行、防止事故的发生起了很好的作用［2].

但是随着电力生产的发展,传统的常规性预防试验，已经满足不了安全生产的需要。这是因为常规预防性试验需要停电测试，而且两次试验间隔时间过长，所以不易及时发现设备的绝缘缺陷，而且停电还要造成一定的损失。因此对电力系统中设备的绝缘进行实时监测显得极为重要了.随着电力系统的不断发展，电力电缆的应用越来越多，很多单位无法根据规程按时完成预防性试验任务，所以电力电缆设备绝缘的在线监测势在必行。

在线监测就是在工作电压下对电力电缆绝缘状况进行实时监测，把计算机引入测量系统,对测量过程实现自动化，对数据处理实现智能化[3].与此同时,随着现代化技术的飞跃发展,特别是电子、计算机和各种传感器技术的新成就，都为开展电力设备绝缘的带电检测和在线监测技术提供了有利条件［4］.对电力电缆进行带电检测,可以缩短检测周期,提高及时发现绝缘缺陷的概率，从而降低绝缘事故，这一点在电力电缆设备投入运行的初期和老化期是尤其重要的［5]。对电缆设备进行在线监测,进而实现对绝缘的在线诊断，从而使电力系统从预防性维修阶段过渡到预知性阶段。电力电缆经常是用作发电厂、变电所以及工矿企业的动力引入（或引出)线，当线路在过江、过近海、过铁路处,也常常用电力电缆。电力电缆与架空线路相比，优点是受气候的影响小，安全可靠，隐蔽耐用,而且有利于城市的美化有利于厂矿布局。随着城市建设的发展，电力电缆在城网供电中所占的比例越来越大,在一些城市的市区已逐步取代架空输电线路。随着电缆数量的增多及运行时间的延长，电缆的故障也越来越频繁。

高压电缆护层绝缘在线监测分析系统

摘要：我国66kV及以上电压等级的高压电缆多采用带有金属护层的单芯电缆。当电缆外护层因敷设时及运行过程中出现电缆外护套多点损坏时，会给电力的安全运行带来隐患。基于此，本文就高压电缆护层绝缘在线监测分析系统进行研究讨论。

关键词：电缆；金属护层；在线监测

0 引言

当高压电缆外护层因敷设时可能产生的机械损伤以及运行过程中可能出现的化学腐蚀、鼠害。使电缆外护套多点损坏，导致金属护层多点接地，与大地形成环流。金属护层环流的增大会引起电缆发热，损耗剧增，从而影响电缆的载流能力。如果电缆接地系统由于某种原因未能有效接地，金属护层上的感应电压就会升高。最高感应电压可以达到上万伏，过高的感应电压也会击穿电缆的绝缘外护套，并在击穿点持续放电可能会引起火灾发生，造成电网停电事故。

通常情况下，高压电缆金属护层的接地方式有两种，一种是单芯电缆金属护层一端保护接地，另一端直接接地；由于没有形成环路，此时金属护层中没有感应环流，接地线中只有电容电流，电容电流一般很小（一般小于10A）。第二种是三相采用交叉互联的方式进行接地，此时金属护层产生的感应电流按设计规程要求须小于运行电流的10％。

1.电力电缆护层绝缘检测手段分析

1.1 现有护层绝缘检测手段分析

传统的监测手段主要是通过停电测量护层绝缘电阻或带电用钳型电流表测量护层循环电流。近年来，为了提高输电线路的可靠性指标，高压电缆停电检修的机会越来越少。由于地下电缆所处的环境复杂，采用传统的手工测量护层循环电流越来越困难。

1.2 高压电缆线路护层循环电流与护层绝缘之间的关系分析

1.2.1 护层循环电流与护层绝缘之间的关系

通常短线路单芯电缆的金属护层采用一端直接接地和另一端经间隙或保护电阻接地的方式（如图1示），长线路单芯电缆金属护层则采用三相分段交叉互联两端接地的方式（如图2示）。但当线路单芯电缆的金属护层出现两点或多点接地时就会在金属护层中形成环流，环流的大小与电缆相应的长度，导体中电流大小有关。当金属护层中环流较大时严重时可能会达到主电流的50%以上，环流损耗会使金属护层发热，破坏电缆的主绝缘，威胁电缆运行安全。所以，在高压电缆的实际运行中，电缆芯线运行电流是否超负荷、主绝缘及护层绝缘是否存在缺陷，都可以从电缆金属护层循环电流的变化反映出来。

变压器高压套管在线监测数据阐述

电气设备在线监测技术是一种在运行状态下对电气设备的绝缘参数进行监测的方法，充分利用了传感器、计算机、数字信号处理等技术，连续或周期性地采集设备运行过程中的绝缘参数，能够准确地监测运行设备的绝缘状态，为电气设备的状态检修提供依据，为电力系统的安全可靠运行提供保障。目前，西双版纳供电局在线监测系统主要对变压器高压套管、电流互感器、电容式电压互感器、避雷器等容性设备进行绝缘监测，通过定期对绝缘监测数据进行收集分析来判断设备的运行状况。

1 变压器高压套管在线监测

高压套管作为电力变压器的重要设备，它能使变压器高压导线安全地穿过变压器箱盖，与其他电气设备连接，它的安全稳定运行对变压器来说具有重要意义。当高压套管内部绝缘发生劣化、受潮时都会导致介损值增加，所以根据介损值的变化可以较灵敏地反映出绝缘受潮和其他某些局部缺陷。

高压套管在线监测系统技术原理是通过高精度传感器，测出高压套管末屏电流的幅度和相位，通过系统电压测量单元测得系统电压的幅度和相位。由于损耗等效电阻的存在，流经末屏接地线的漏电流与系统电压间相位差并不是90°，而是存在δ的偏差。介损P与δ关系为：P=UIctanδ=U2ωCtanδ，因此一般用tanδ来表征介损值，并且电容C变化导致的Ic的改变也会在δ中表现出来。

2 故障发现

2014年9月25日，某110kV变电站容性设备在线监测系统进行检查维护，当调取在线监测数据进行查看时，发现110kV 1号主变110kV高压套管C相介损值有明显增加的趋势，而A相及B相套管却未见异常，通过调取2011～2014年同一月份时间节点的在线监测数据进行对比，如表1所示。

调取2014年近5个月在线监测数据进行对比，如表2所示：

分析以上数据及变化趋势，C相套管介损值在2014年较前三年发生明显突变，而且在2014年近5个月内有明显增长的趋势，通过检查C相套管在线监测系统的装置及接线情况，未发现任何异常，且C相在线监测系统与另外A、B两相套管在线监测系统运行于同样的外部环境中，可以排除系统受干扰造成的数据异常情况，初步判断C相套管介损值真实存在明显增长趋势，套管内部可能存在绝缘劣化或受潮情况。

电力电缆局放及环流在线监测系统技术方案

上海宜商实业发展有限公司

电缆终端接头局部放电及护套环流在线监测系统

技术方案

上海宜商实业发展有限公司

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一、概述...................................................................................................................................... 2

二、国内外现状和发展趋势...................................................................................................... 3

三、系统指标及功能.................................................................................................................. 3

1．技术指标........................................................................................................................ 3

2．系统功能特点................................................................................................................ 4

四、技术方案.............................................................................................................................. 4

分析110kV电力电缆感应电压产生原理及控制方法

摘要：随着近些年城市化进程的快速推进，110kV电力电缆线路已经逐渐的取代了架空线路成为了城市化建设中最为重要的输电方式。但是随着电缆的质量控制不严以及使用量的逐渐增加，运行中以及新建电缆都会出现某些方面的问题，对于电力电缆的安全运行造成了隐患，严重情况下会引发电缆线路故障。所以本文对110kV电力电缆感应电压产生原理及控制方法进行分。这对于进一步推动城市化建设具有非常现实的意义。

关键词：110kV电力电缆；感应电压；产生园林；控制方法

引言

随着城市建设规模和标准的不断提高，城市枢纽变电站的入口电缆化程度越来越高，高压级电源线大量采用。110kv电源线通常使用单核电缆，但如果单核电缆在使用过程中短路，电缆保护层会发生感应过电压，从而威胁电缆的外部绝缘。

1 110kv感应电压的来源

人们认为直接接触高压电是触电的唯一方式，当工作人员没有直接接触高压线路却发生了触电事故，人们对此感到十分疑惑，实际上，这属于人们的错误认识[1]。对城市附近的供电线路而言更是如此，首先，城市车站附近存在大量的高压配电装置，致使这部分区域存在较大的电场，存在于这部分区域的导体可能会发生静电感应，从而导致感应电压。当工作人员停电检查高压配电装置时，会有一部分感应电流将人体作为导体流入大地，致使人体在停电的情况下受到电流的伤害。众所周知，电流如果在闭合电路中运行，当电路中的磁通量发生改变时，会导致闭合电路存在感应电流，感应电压会随之出现，如果感应电压不超过35V，则不会对人体造成伤害；但是，感应电属于哪种性质，与普通电流存在什么关系，都是人们需要考虑的事情。为明确感应电压这一概念，应将静电感应概念作为依据。静电感应指一个带电体靠近不带电导体时，由于电荷相互作用的影响，会重新分布导体中的电荷，导致导体中的异电荷受到带电体的影响并被其吸引，而导体中的部分正电荷会与带电体中的正电荷产生排斥反应，继而逃离到距离带电体较远的地方，这种情况就是静电感应。由上述可知，静电感应现象产生的电同样具有电的特性，其本质就是电，只是与普通电流产生的方式存在不同。从高压静电感应电压这个名字中可知，感应电压是高压静电发生电磁感应而产生的电流，具有电的特征。感应电压是电压的一种，如果电压过高则会对人体造成危害。正常人体所能承受的电压为36V左右，如果感应电压超过这个数值就会伤害人体。城市列车供电额定电压为25kV，属于高压电，并且城市的供电方式为直流供电，采用的设备为直流电机和变压器。虽然这些电力装置在一定程度上提高了城市供电的效率，但由于城市供电系统属于一种封闭的系统，停电后会产生高压静电感应，进而产生感应电压，导致城市电力系统检修人员在停电检修过程中频频受到电击威胁。

电力电缆绝缘在线监测方法

摘要：对电力电缆进行定期的检查能够检测出电缆的绝缘情况，但离线的对电缆进行检测必须在停电后进行，影响生产生活，同时停电后检测的电缆的参数也有所不同，因此在线的对电力电缆进行检测尤为重要，本文就主要对电力电缆绝缘的在线检测及诊断进行探讨。

关键词：电力电缆；在线监测；系统设计

引言

在电力系统中，电缆以其占用空间小、不受自然条件影响、安全可靠性高等优势发挥着越来越重要的作用。但目前对电缆的故障检测技术并不完全成熟，一旦发生故障，很难在短时间内排除问题，严重影响供电的恢复。因此，需要加强电力电缆的检测技术，以保证电网供电的稳定、安全性。在线监测技术不仅能够及时发现电力电缆绝缘缺陷，防止出现突发性电力事故，同时也能够有效减少不必要的停电检修，加强绝缘在线监测技术有着重要意义。

1 电力电缆绝缘状态在线监测研究的意义

1.1 电气性能指标

中压XLPE电缆绝缘检测技术发展相对成熟，但由于中压电缆和高压电缆的制作工艺、电缆结构和工作环境不一致，中压电缆绝缘性能的诊断方法并不能完全推论到高压电缆。例如在中压电缆中，常见的老化原因之一就是水树老化，而对于高压电缆，水树影响绝缘老化问题并不突出。因此，与水树老化状况有很强相关性的介质损耗法等方法就不适用于高压电缆的检测。目前，高压电力电缆常用的绝缘老化状态离线检测方法有:绝缘电阻测量法、局部放电法和击穿试验法。

1.2绝缘电阻测量法绝缘电阻是反映绝缘介质阻止电流流通能力的参数，是用来判断绝缘性能是否合格、反映绝缘介质性能变化的典型依据，进行绝缘电阻测量是研究电缆绝缘特性以及在不同运行条件下使用性能等方面的重要手段。当电缆绝缘发生老化时，电缆的绝缘电阻会逐渐下降，绝缘电阻值只有高于一定值，才能保证电缆正常工作。

2 电力电缆绝缘故障的原因

一般，电线电缆的绝缘材料使用了一段时间以后，会于不同的程度上产生老化，引发绝缘材料出现老化的因素很多，有关的人员应从不同的角度来对引发其出现老化的因素综合和全方位地加以分析。