電纜作為電力傳輸的“大動脈”,其運行狀態直接影響電網安全。在線監測系統通過實時感知關鍵參數,構建起電纜的“數字神經系統”,實現從被動搶修到主動監測的運維變革。監測參數:電氣狀態:接地電流/環流:監測金屬護層接地線電流,判斷護層絕緣破損、多點接地故障及環流損耗,防止護層過熱。局部放電(PD):通過安裝在護層接地線或電纜本體的HFCT、TEV或超聲波傳感器,捕捉絕緣內部缺陷(如氣隙、雜質、老化)產生的微弱放電信號,評估絕緣劣化程度。溫度狀態:接頭/終端溫度:采用DTS光纖(長距離連續)、無線測溫傳感器(單點),實時監測接頭壓接點、應力錐等部位溫度,預警接觸不良、過載導致的過熱問題。電纜表面/通道環境溫度:了解運行環境,輔助分析溫升原因。運行工況:負荷電流:結合溫度數據,分析載流能力與熱平衡狀態,優化調度。電壓:監測運行電壓水平,評估過電壓問題。懸浮電位放電因金屬部件接地不良引發,放電脈沖幅值大且與電壓相位有關。陜西電纜在線監測方案
混合介質放電是指在固體、液體和氣體多種介質中同時發生的局部放電現象。這種放電通常發生在高壓設備的復雜絕緣結構中,如變壓器、GIS等。混合介質放電的特征是放電電流脈沖較寬,且通常與電壓相位有關。在PRPD圖譜中,混合介質放電的特征表現為:放電脈沖分布在電壓波形的正半周和負半周的多個相位范圍內,形成復雜的帶狀或簇狀分布。這些分布通常呈“C”形、“S”形或“V”形,且放電脈沖的幅值較大,數量較多。由于混合介質放電與電壓相位密切相關,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系。通過分析PRPD圖譜中的這些特征,可以有效判斷是否存在混合介質放電。 山東變壓器接地電流在線監測方案混合介質放電在多種介質中同時發生,放電脈沖較寬且與電壓相位有關。
故障診斷是GIS在線監測系統的重要功能之一。通過對采集到的運行狀態數據進行分析和處理,可以及時發現設備的故障隱患,并對其進行診斷和定位。故障診斷技術主要基于數據挖掘、模式識別和人工智能等方法。數據挖掘技術通過對大量監測數據的分析,挖掘出數據中的潛在規律和模式,從而為故障診斷提供依據。例如,通過對GIS設備溫度、局部放電、氣體泄漏等數據的歷史變化趨勢進行分析,可以發現設備的異常變化規律,提前預警故障。模式識別技術則是通過建立設備正常運行和故障狀態的特征模式庫,將采集到的數據與特征模式進行匹配,從而實現對故障的快速診斷。例如,局部放電信號的模式識別可以通過對不同類型的局部放電信號進行分類和識別,確定故障的類型和位置。人工智能技術,如神經網絡、支持向量機等,則可以對復雜的監測數據進行自動學習和分析,建立故障診斷模型,實現對故障的智能診斷。隨著技術的不斷發展,故障診斷技術也在不斷優化和創新,例如采用深度學習算法,可以對大規模的監測數據進行深度挖掘和分析,提高診斷的準確性和效率。通過多種故障診斷技術的結合,可以實現對GIS設備故障的快速、準確診斷,為設備的維護和檢修提供科學指導。
變壓器接地電流監測主要聚焦三個關鍵對象:1.中性點接地電流:主要反映系統不平衡(負荷、電壓不對稱)、勵磁涌流殘余、以及可能通過中性點侵入的直流分量(如地磁暴、高鐵直流牽引)。其工頻分量幅值相對較大,但也需關注其諧波含量(如三次諧波異常可能指向鐵心飽和)。2.鐵心接地電流:理想情況下應為零或極小(nA~μA級)。任何明顯的工頻電流(>100mA通常認為異常)都是鐵心多點接地的強烈信號,這是較危險的故障之一,會因環流導致鐵心局部過熱甚至燒毀。3.夾件/油箱接地電流:同樣應接近零。異常電流通常由夾件絕緣破損形成多點接地、結構件(如拉板、拉帶)絕緣不良形成短路環流、或油箱壁渦流引起。這些電流雖然可能小于鐵心故障電流,但長期存在也會導致局部過熱、絕緣油老化分解。在線監測的關鍵在于精確捕捉這些電流的幅值、變化趨勢、波形畸變(如是否含有明顯諧波,特別是偶次諧波可能指向局部放電或非線性效應)、直流分量(指示偏磁)以及相位關系(與系統電壓對比)。 變壓器局放監測系統可提供局放圖譜分析,幫助診斷局放類型。
局部放電是開關柜絕緣老化和故障的早期征兆之一。當開關柜內部的絕緣材料受到電場、機械應力或環境因素的影響時,可能會出現局部放電現象。局部放電不僅會加速絕緣材料的老化,還會產生電磁干擾,影響電力系統的正常運行。因此,對開關柜局部放電的監測是在線監測系統的重要組成部分。局部放電監測技術主要有脈沖電流法、超聲波法和高頻電流法等。脈沖電流法是通過在開關柜的接地線上安裝傳感器,檢測局部放電產生的脈沖電流信號。這種方法的優勢是靈敏度高,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生的超聲波信號來進行檢測。當局部放電發生時,會產生高頻的超聲波,通過在開關柜表面安裝超聲波傳感器,可以檢測到這些信號。超聲波法的優勢是抗干擾能力強,能夠對局部放電的位置進行較為準確的判斷,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局部放電的監測。這種方法結合了脈沖電流法和超聲波法的優勢,具有較高的靈敏度和抗干擾能力。隨著數字化技術的發展,局部放電監測系統也在不斷智能化,能夠對監測到的信號進行自動分析和診斷,及時發現設備的潛在故障問題。 電纜環流在線監測通過護層接地電流分析,診斷交叉互聯系統故障。安徽變壓器綜合在線監測裝置
局放在線監測提高PRPD、PRPS圖譜,方便技術人員進行診斷。陜西電纜在線監測方案
電纜在線監測的價值在于其能夠持續、實時地捕捉反映電纜運行狀態的關鍵物理量,為維護提供依據。主要監測參數可歸納為以下幾類:局部放電(PD):這是監測的重中之重。局部放電是電纜絕緣內部或表面存在微小缺陷(如氣隙、雜質)時,在高電場作用下發生的微小的、非貫穿性的放電現象。它是絕緣早期劣化靈敏的征兆之一。在線監測系統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,捕捉放電產生的脈沖電流、電磁波或聲波信號,分析其幅值、相位、次數和模式,評估絕緣缺陷的嚴重程度和發展趨勢,實現故障的早期預警。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段)以及關鍵連接點(接頭、終端)的表面或內部溫度。監測溫度異常升高(如過載、散熱不良、接觸電阻增大)至關重要。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接地方式。監測護套接地線電流或回流線電流,能判斷護套絕緣狀態。電流異常增大可能表明護套絕緣破損、多點接地(導致環流產生)、或遭受雜散電流干擾。 陜西電纜在線監測方案