電纜護層電流在線監(jiān)測,特指對流過護套接地線或交叉互聯(lián)系統(tǒng)回流線的電流進行持續(xù)、實時的測量。這不同于護套環(huán)流(發(fā)生在護套之間),而是監(jiān)測護套系統(tǒng)流向大地的電流路徑。這項監(jiān)測的目標在于追蹤護套電流的實際值及其變化趨勢。通常,高精度電流互感器(CT)被安裝在護套的接地引線或交叉互聯(lián)箱的回流路徑上,實現(xiàn)對電流數(shù)據(jù)的采集。對護層電流(主要是接地線電流)進行在線監(jiān)測,可提供以下有價值的運行狀態(tài)信息:評估護套絕緣完整性:護套對主絕緣和大地之間應保持良好的絕緣。當護套絕緣存在局部破損、老化或受潮時,可能形成非預期的對地泄漏通道或雜散電流路徑,導致接地線電流異常增大(超過設(shè)計值或歷史基線)。監(jiān)測電流變化有助于提示潛在的護套絕緣劣化問題。識別多點接地傾向:理想的單點接地系統(tǒng),護套電流應相對穩(wěn)定且較小(主要為電容電流)。如果監(jiān)測到接地線電流且持續(xù)地升高,這往往是護套系統(tǒng)存在多點接地傾向或故障的重要指示信號。多點接地是產(chǎn)生有害護套環(huán)流的主要原因之一。發(fā)現(xiàn)雜散電流干擾:在某些環(huán)境(如靠近直流系統(tǒng)、電氣化鐵路),電纜金屬護套可能成為雜散電流的流入或流出路徑。這會反映在接地線電流上。 電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)實時采集溫度、局放等參數(shù),實現(xiàn)從定期檢修到狀態(tài)檢修的轉(zhuǎn)型。江西變壓器局放在線監(jiān)測裝置
電纜在線監(jiān)測的價值在于其能夠持續(xù)、實時地捕捉反映電纜運行狀態(tài)的關(guān)鍵物理量,為維護提供依據(jù)。主要監(jiān)測參數(shù)可歸納為以下幾類:局部放電(PD):這是監(jiān)測的重中之重。局部放電是電纜絕緣內(nèi)部或表面存在微小缺陷(如氣隙、雜質(zhì))時,在高電場作用下發(fā)生的微小的、非貫穿性的放電現(xiàn)象。它是絕緣早期劣化靈敏的征兆之一。在線監(jiān)測系統(tǒng)通過安裝在電纜接頭、終端或本體上的高頻電流互感器(HFCT)、電容耦合器或超聲波傳感器,捕捉放電產(chǎn)生的脈沖電流、電磁波或聲波信號,分析其幅值、相位、次數(shù)和模式,評估絕緣缺陷的嚴重程度和發(fā)展趨勢,實現(xiàn)故障的早期預警。溫度分布:電纜過熱是導致絕緣加速老化甚至擊穿的直接原因。在線監(jiān)測通過點式溫度傳感器(如熱電偶、熱敏電阻)實時測量電纜本體(特別是難以直接觀察的直埋或隧道敷設(shè)段)以及關(guān)鍵連接點(接頭、終端)的表面或內(nèi)部溫度。監(jiān)測溫度異常升高(如過載、散熱不良、接觸電阻增大)至關(guān)重要。接地線電流:對于單芯電纜,金屬護套通常采用單點接地或交叉互聯(lián)接地方式。監(jiān)測護套接地線電流或回流線電流,能判斷護套絕緣狀態(tài)。電流異常增大可能表明護套絕緣破損、多點接地(導致環(huán)流產(chǎn)生)、或遭受雜散電流干擾。 黑龍江變壓器末屏在線監(jiān)測變壓器局放監(jiān)測系統(tǒng)可實現(xiàn)對局放故障的早期預警,保證變壓器安全運行。
氣體放電是指在氣體介質(zhì)中發(fā)生的局部放電現(xiàn)象。這種放電通常發(fā)生在高壓設(shè)備的氣隙或氣體絕緣層中。氣體放電的特征是放電電流脈沖較窄,且通常與電壓相位有關(guān)。在PRPD圖譜中,氣體放電的特征表現(xiàn)為:放電脈沖主要集中在電壓波形的正半周和負半周的特定相位范圍內(nèi),形成明顯的簇狀分布。這些簇狀分布通常呈“V”形或“U”形,且放電脈沖的幅值較小,但數(shù)量較多。由于氣體放電與電壓相位密切相關(guān),因此在PRPD圖譜中可以清晰地看到放電脈沖與電壓相位的對應關(guān)系。通過分析PRPD圖譜中的這些特征,可以有效判斷是否存在氣體放電。
局部放電是開關(guān)柜絕緣老化和故障的早期征兆之一。當開關(guān)柜內(nèi)部的絕緣材料受到電場、機械應力或環(huán)境因素的影響時,可能會出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象。局部放電不僅會加速絕緣材料的老化,還會產(chǎn)生電磁干擾,影響電力系統(tǒng)的正常運行。因此,對開關(guān)柜局部放電的監(jiān)測是在線監(jiān)測系統(tǒng)的重要組成部分。局部放電監(jiān)測技術(shù)主要有脈沖電流法、超聲波法和高頻電流法等。脈沖電流法是通過在開關(guān)柜的接地線上安裝傳感器,檢測局部放電產(chǎn)生的脈沖電流信號。這種方法的優(yōu)勢是靈敏度高,能夠檢測到微弱的放電信號,但容易受到外部電磁干擾的影響。超聲波法則是利用局部放電產(chǎn)生的超聲波信號來進行檢測。當局部放電發(fā)生時,會產(chǎn)生高頻的超聲波,通過在開關(guān)柜表面安裝超聲波傳感器,可以檢測到這些信號。超聲波法的優(yōu)勢是抗干擾能力強,能夠?qū)植糠烹姷奈恢眠M行較為準確的判斷,但其檢測范圍相對較小。高頻電流法則是通過檢測高頻電流信號來實現(xiàn)局部放電的監(jiān)測。這種方法結(jié)合了脈沖電流法和超聲波法的優(yōu)勢,具有較高的靈敏度和抗干擾能力。隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展,局部放電監(jiān)測系統(tǒng)也在不斷智能化,能夠?qū)ΡO(jiān)測到的信號進行自動分析和診斷,及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的潛在故障問題。 電暈放電主要發(fā)生在高壓電極附近,放電脈沖集中在電壓波形的峰值附近。
電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)通常采用分層分布式架構(gòu):感知層(現(xiàn)場層):“感官末梢”:各類傳感器(HFCT、溫度傳感器、DTS主機、振動傳感器、電流互感器等)部署在電纜接頭、接地箱、隧道等關(guān)鍵節(jié)點。就地采集單元(IED):安裝在現(xiàn)場柜內(nèi),負責傳感器信號采集、濾波、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)預處理和暫存。具備邊緣計算能力,可進行初步的閾值報警和特征提取。傳輸層(網(wǎng)絡(luò)層):“信息高速公路”:將預處理后的數(shù)據(jù)從現(xiàn)場可靠傳輸至監(jiān)控中心。根據(jù)場景選用:光纖通信:高帶寬、抗干擾,適合長距離主干網(wǎng)。無線通信:4G/5G、LoRa、NB-IoT等,適用于分散、難以布線的點位。工業(yè)以太網(wǎng):適用于變電站、隧道內(nèi)部組網(wǎng)。平臺層(主站層):“智能大腦”:部署在監(jiān)控中心或云平臺。可視化與告警:展示監(jiān)測點狀態(tài),實時數(shù)據(jù)曲線、局放圖譜顯示;設(shè)定多級閾值(預警、報警、緊急),支持短信、APP推送等多方式告警。價值閉環(huán):感知層捕獲“體征”->傳輸層匯聚信息->平臺層分析決策->指導現(xiàn)場運維干預(檢修、減載),形成“監(jiān)測-診斷-預警-處置”的智能閉環(huán),極大提升電纜線路的安全性、可靠性和經(jīng)濟性,為智能電網(wǎng)奠定堅實根基。 開關(guān)柜局放監(jiān)測系統(tǒng)通過暫態(tài)地電壓(TEV)技術(shù)檢測設(shè)備局放狀態(tài),靈敏度高。北京開關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測裝置
根據(jù)PRPD、PRPS圖譜可判斷放電類型。江西變壓器局放在線監(jiān)測裝置
開關(guān)柜的絕緣狀態(tài)是其安全運行的關(guān)鍵因素之一。絕緣材料的老化、受潮以及機械損傷等都會導致絕緣性能下降,從而引發(fā)設(shè)備故障。因此,對開關(guān)柜絕緣狀態(tài)的實時監(jiān)測是保證電力系統(tǒng)安全運行的重要措施。絕緣狀態(tài)監(jiān)測主要通過測量絕緣電阻、介質(zhì)損耗因數(shù)等參數(shù)來實現(xiàn)。絕緣電阻是反映絕緣材料絕緣性能的重要指標,其值越高,說明絕緣性能越好。通過定期測量絕緣電阻,可以及時發(fā)現(xiàn)絕緣材料的老化和受潮情況。然而,絕緣電阻的測量需要停電進行,這對于一些重要的電力設(shè)備來說是不現(xiàn)實的。因此,介質(zhì)損耗因數(shù)的測量成為了在線監(jiān)測的手段。介質(zhì)損耗因數(shù)是反映絕緣材料在交流電場作用下的能量損耗程度的參數(shù),其值越小,說明絕緣性能越好。通過在開關(guān)柜運行過程中測量介質(zhì)損耗因數(shù),可以實時監(jiān)測絕緣材料的絕緣狀態(tài)。此外,隨著技術(shù)的進步,一些新型的絕緣狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)也在不斷涌現(xiàn),如基于光聲光譜的絕緣狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)。該技術(shù)通過檢測絕緣材料在電場作用下產(chǎn)生的光聲信號來評估其絕緣狀態(tài),具有非接觸、實時監(jiān)測等優(yōu)勢。通過多種監(jiān)測手段的結(jié)合,可以了解開關(guān)柜的絕緣狀態(tài),為設(shè)備的維護和檢修提供科學依據(jù)。 江西變壓器局放在線監(jiān)測裝置