电力电缆带电检测和在线监测技术现状及应用.ppt

1、电力电缆带电检测和在线监测技术现状及应用 中国电力科学研究院高压所 2015年6月,带电检测和在线监测简介,局放检测发展现状,中国电科院开展工作介绍,1,2,3,提 纲,存在问题、实施建议,4,相关标准及典型案例,5,随着电网规模迅速扩大和用电需求的迅猛增长，社会对电网供电可靠性要求越来越高。作为状态检修的重要内容，电力设备带电检测（在线监测）技术的全面深入应用，能及时发现电力设备潜伏性运行隐患，避免突发性故障的发生，是电力设备安全、稳定运行的重要保障。 凭借带电检测（在线监测）设备和诊断技术，我们在超前防范电缆线路隐患、降低事故损失、降低供电风险等方面大有可为。,1 带电检测和在线监测简介,

2、高压电缆带电检测（在线监测）主要手段： 1、 局放检测（监测） 2、 红外测温 3、 光纤测温 4、 接地电流检测（监测） 5、 油压在线监测（充油电缆）,1 带电检测和在线监测简介,带电检测：采用便携式检测设备，在运行状态下，对设备状态量进行的现场检测。 目前主要应用的几种检测技术：局放检测（高频3-30MHz、特高频0.3-3GHz、超声20-200kHz）、红外检测、接地电流检测。 特点：带电短时间内检测，有别于长期连续的在线监测，具有投资小，见效快。 Cigre B1.28统计显示，目前包括中国在内有29个国家不同程度开展了电缆线路带电检测检测工作，发现了大量绝缘缺陷。意大利、德国、英

3、国等国家带电检测技术较为领先。,1 带电检测和在线监测简介,在带电检测方面，国家电网公司各单位定期开展红外测温和接地环流检测，及时处理设备缺陷，积极探索超高频、高频、超声局部放电测试方法，不断积累现场测试经验，提高对测试数据的分析判断水平，2013年通过带电检测发现并处理电缆线路缺陷3000多次。 现状：其中红外测温、环流检测应用较为广泛，局放检测技术结果判读难度高、专业性强的特点限制了推广应用。,1 带电检测和在线监测简介,在线监测：对高压电缆的温度、接地电流、局部放电进行连续监测。 国内，北京、天津、山东、上海、福建、四川、广东等公司电缆在线监控系统覆盖井盖异动、环流、温度、局部放电、气体

4、、水位、视频等监控手段，实现电缆设备及通道的运行监控，全面提升电缆线路的安全运行水平。 国家电网公司电缆本体类监测装置2000多套，电缆通道类监测点超过15000个，覆盖电缆通道长度超过1500公里。,1 带电检测和在线监测简介,目前主要为接地电流监测、视频监控、水位监测、光纤测温、气体监测、火灾监测等在线监测装置。局放监控仅在少量线路上进行经验积累。,电缆设备在线监测装置分布情况,1 带电检测和在线监测简介,1 带电检测和在线监测简介,分布式光纤测系统：,借助1.0米宽的激光脉冲和高速数据采集器，DTS可以获得光纤上每一米的温度,一根长达10千米的光纤全线的每米的温度状态可以通过一台DTS主

5、机获得，这等价于10000个传统点式传感器,“光纤就是传感器”,1 带电检测和在线监测简介,buffer,buffer,DTS工作原理 系统基本结构和输出,激光器,控制电路,光电转换,温度计算和输入输出,分路滤波,激光脉冲（以固定时间间隔发出）,Anti-stokes,Stokes,输出：分布温度曲线,参考光纤,控制电路,buffer,信号采集及控制,分布式光纤测系统：,1 带电检测和在线监测简介,国网公司系统内应用约有400多套，主要集中在北京、上海、四川、山东等地。应用DTS的电缆电压等级从10kV到500kV都有，但主要集中在110kV和220kV电缆线路上；应用环境以隧道、排管居多。,

6、分布式光纤测系统：,1 带电检测和在线监测简介,最近几年的实践看，DTS已被证实是目前电缆线路负荷在线监测的最佳手段之一，同时也可以为运行优化工作提供详尽的电缆负荷-温度响应的历史资料,实现对电缆安全载流量的闭环管理，提高电缆的负荷安全水平和资产利用率。,金属护套接地电流检测（监测） 单芯电缆线路外护套发生老化或破损等现象时，金属护套上接地电流将有明显变化。通过测量单芯电缆线路金属护套接地电流，可以及时反应电缆线路接地系统的健康状况。 案例：2012年12月，某公司110kV苑南支一线电缆线路1号接地箱外护层接地电流发现超标，最高达100A（负载电流约150A），接地电流/负荷比值50。经检查

7、发现系设计错误造成电缆金属护层双端接地。对其进行停电消缺后接地电流恢复正常。,1 带电检测和在线监测简介,2.1 机理简介 2.2 电缆系统局放 2.3 检测方法（常规、高频、超高频、超声) 2.4 国内外应用进展,2 局放检测发展现状,本质原因：绝缘体局部区域的电场强度达到击穿场强,电场不均匀,电介质不均匀,气泡和杂质,2.1 局放机理简介,导致电缆系统 产生局放的 几点原因,2.2 电缆系统局放,电力电缆局部放电检测应用场合： （1）实验室（制造厂）内对电缆及附件进行质量控制实验 （2）竣工试验（验证现场安装工艺） （3）带电检测和在线监测（以发现绝缘缺陷/劣化）,2.2 电缆系统局放,宏

8、观物理效应,检测手段,2.3 检测方法,标准推荐方法（实验室）： 脉冲电流法：30 kHz-500 kHzpC 标准：IEC 60270；GB/T 7354-2003；DL/T 417-2006 非标准测量方法（现场，尚未发布的IEC62478）： 2. 超声波AE: 20 kHz-200 kHz 3. 高频HF：3 MHz-30 MHz 4. 甚高频VHF：30 MHz-300 MHz 5. 特高频UHF： 300 MHz -3 GHz,2.3 检测方法,放电信号有较广的频率分布范围 目前主流：选频、高频宽带、全频带,2.3 检测方法,高频： 用高频CT或电容型传感器从高压电缆接地回路中提取

9、电信号，信号经滤波、放大、模数转换等后通过软件分析处理显示。,检测点：以电缆附件为主,2.3 检测方法,主流局放带电检测架构,2.3 检测方法,高频案例： 美国G当前各单位在线监测系统均自行开发，缺乏统一管理；在线监测系统传感器和通信部件缺陷率较高，需要进一步整治提升。,4 存在问题和实施建议,建议：推行大规模普测、疑似信号复测、问题设备重点监测的作业方式。深化应用红外测温、环流检测、(超)高频、超声波和振荡波局放检测等手段，积极积累经验，提高电缆设备状态管理水平。 针对66千伏及以上输电电缆设备，应继续加强红外测温、环流检（监）测、局放巡检（监测）等技术应用；对重要高压、超高压线路可安装监测

10、系统，积累经验。规范和稳妥推进电缆线路在线监测系统建设。 针对35千伏及以下配电电缆设备，应积极采用红外测温、重要电缆线路振荡波局放测量、接地系统环流测试、快速故障定位技术，进一步提高设备可用率。,4 存在问题和实施建议,1 扎实推进电缆带电检测和在线监测应用工作,完成电缆在线监测系统接入PMS系统的首批试点，国网北京、上海、浙江、福建、湖北、四川电力完成电缆及通道在线监测系统的接入PMS系统工作；印发电缆线路局部放电缺陷检测典型案例和图谱库（第二版），供各单位借鉴，进一步提高电缆线路缺陷发现能力，深化数据分析诊断，切实提高电缆线路缺陷发现和分析判断水平。 牵头编制电缆线路局部放电带电检测装置

11、技术规范、电力电缆线路分布式光纤测温系统技术规范 （ Q/GDW 1814-2013） 、 电力电缆线路试验规程（Q/GDW 11316-2014）。 牵头开展相关纵向科研项目：高压电缆网状态量精确测量及综合运行监控技术研究、10500kV电缆线路综合带电检测及深化应用研究。,5 近期相关工作,从近年来国内外试验经验来看，通过了耐压试验的高压电缆线路在运行不久即发生击穿的现象也屡有发生，交接试验规定24h空载耐压试验不能完全有效地发现高压交联电缆线路安装过程中存在的质量问题。 2014年制定的企标电力电缆试验规程对交接试验耐压试验电压及耐受时间的做出了新的规定：电缆线路交接试验中不允许采用24h空载试验代替耐压试验；220kV以上电缆线路耐压试验耐受电压均为1.7U0，不允许采