電力電纜帶電檢測和在線監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀及應(yīng)用【精制材料】

1、電力電纜帶電檢測和在線監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀及應(yīng)用 中國電力科學(xué)研究院高壓所 2015年6月,帶電檢測和在線監(jiān)測簡介,局放檢測發(fā)展現(xiàn)狀,中國電科院開展工作介紹,1,2,3,提 綱,存在問題、實施建議,4,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及典型案例,5,隨著電網(wǎng)規(guī)模迅速擴大和用電需求的迅猛增長，社會對電網(wǎng)供電可靠性要求越來越高。作為狀態(tài)檢修的重要內(nèi)容，電力設(shè)備帶電檢測（在線監(jiān)測）技術(shù)的全面深入應(yīng)用，能及時發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備潛伏性運行隱患，避免突發(fā)性故障的發(fā)生，是電力設(shè)備安全、穩(wěn)定運行的重要保障。 憑借帶電檢測（在線監(jiān)測）設(shè)備和診斷技術(shù)，我們在超前防范電纜線路隱患、降低事故損失、降低供電風(fēng)險等方面大有可為。,1 帶電檢測和在線監(jiān)測簡介,

2、高壓電纜帶電檢測（在線監(jiān)測）主要手段： 1、 局放檢測（監(jiān)測） 2、 紅外測溫 3、 光纖測溫 4、 接地電流檢測（監(jiān)測） 5、 油壓在線監(jiān)測（充油電纜）,1 帶電檢測和在線監(jiān)測簡介,帶電檢測：采用便攜式檢測設(shè)備，在運行狀態(tài)下，對設(shè)備狀態(tài)量進行的現(xiàn)場檢測。 目前主要應(yīng)用的幾種檢測技術(shù)：局放檢測（高頻3-30MHz、特高頻0.3-3GHz、超聲20-200kHz）、紅外檢測、接地電流檢測。 特點：帶電短時間內(nèi)檢測，有別于長期連續(xù)的在線監(jiān)測，具有投資小，見效快。 Cigre B1.28統(tǒng)計顯示，目前包括中國在內(nèi)有29個國家不同程度開展了電纜線路帶電檢測檢測工作，發(fā)現(xiàn)了大量絕緣缺陷。意大利、德國、英

3、國等國家?guī)щ姍z測技術(shù)較為領(lǐng)先。,1 帶電檢測和在線監(jiān)測簡介,在帶電檢測方面，國家電網(wǎng)公司各單位定期開展紅外測溫和接地環(huán)流檢測，及時處理設(shè)備缺陷，積極探索超高頻、高頻、超聲局部放電測試方法，不斷積累現(xiàn)場測試經(jīng)驗，提高對測試數(shù)據(jù)的分析判斷水平，2013年通過帶電檢測發(fā)現(xiàn)并處理電纜線路缺陷3000多次。 現(xiàn)狀：其中紅外測溫、環(huán)流檢測應(yīng)用較為廣泛，局放檢測技術(shù)結(jié)果判讀難度高、專業(yè)性強的特點限制了推廣應(yīng)用。,1 帶電檢測和在線監(jiān)測簡介,在線監(jiān)測：對高壓電纜的溫度、接地電流、局部放電進行連續(xù)監(jiān)測。 國內(nèi)，北京、天津、山東、上海、福建、四川、廣東等公司電纜在線監(jiān)控系統(tǒng)覆蓋井蓋異動、環(huán)流、溫度、局部放電、氣體

4、、水位、視頻等監(jiān)控手段，實現(xiàn)電纜設(shè)備及通道的運行監(jiān)控，全面提升電纜線路的安全運行水平。 國家電網(wǎng)公司電纜本體類監(jiān)測裝置2000多套，電纜通道類監(jiān)測點超過15000個，覆蓋電纜通道長度超過1500公里。,1 帶電檢測和在線監(jiān)測簡介,目前主要為接地電流監(jiān)測、視頻監(jiān)控、水位監(jiān)測、光纖測溫、氣體監(jiān)測、火災(zāi)監(jiān)測等在線監(jiān)測裝置。局放監(jiān)控僅在少量線路上進行經(jīng)驗積累。,電纜設(shè)備在線監(jiān)測裝置分布情況,1 帶電檢測和在線監(jiān)測簡介,1 帶電檢測和在線監(jiān)測簡介,分布式光纖測系統(tǒng)：,借助1.0米寬的激光脈沖和高速數(shù)據(jù)采集器，DTS可以獲得光纖上每一米的溫度,一根長達10千米的光纖全線的每米的溫度狀態(tài)可以通過一臺DTS主

5、機獲得，這等價于10000個傳統(tǒng)點式傳感器,“光纖就是傳感器”,1 帶電檢測和在線監(jiān)測簡介,buffer,buffer,DTS工作原理 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)和輸出,激光器,控制電路,光電轉(zhuǎn)換,溫度計算和輸入輸出,分路濾波,激光脈沖（以固定時間間隔發(fā)出）,Anti-stokes,Stokes,輸出：分布溫度曲線,參考光纖,控制電路,buffer,信號采集及控制,分布式光纖測系統(tǒng)：,1 帶電檢測和在線監(jiān)測簡介,國網(wǎng)公司系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)用約有400多套，主要集中在北京、上海、四川、山東等地。應(yīng)用DTS的電纜電壓等級從10kV到500kV都有，但主要集中在110kV和220kV電纜線路上；應(yīng)用環(huán)境以隧道、排管居多。,

6、分布式光纖測系統(tǒng)：,1 帶電檢測和在線監(jiān)測簡介,最近幾年的實踐看，DTS已被證實是目前電纜線路負荷在線監(jiān)測的最佳手段之一，同時也可以為運行優(yōu)化工作提供詳盡的電纜負荷-溫度響應(yīng)的歷史資料,實現(xiàn)對電纜安全載流量的閉環(huán)管理，提高電纜的負荷安全水平和資產(chǎn)利用率。,金屬護套接地電流檢測（監(jiān)測） 單芯電纜線路外護套發(fā)生老化或破損等現(xiàn)象時，金屬護套上接地電流將有明顯變化。通過測量單芯電纜線路金屬護套接地電流，可以及時反應(yīng)電纜線路接地系統(tǒng)的健康狀況。 案例：2012年12月，某公司110kV苑南支一線電纜線路1號接地箱外護層接地電流發(fā)現(xiàn)超標(biāo)，最高達100A（負載電流約150A），接地電流/負荷比值50。經(jīng)檢查

7、發(fā)現(xiàn)系設(shè)計錯誤造成電纜金屬護層雙端接地。對其進行停電消缺后接地電流恢復(fù)正常。,1 帶電檢測和在線監(jiān)測簡介,2.1 機理簡介 2.2 電纜系統(tǒng)局放 2.3 檢測方法（常規(guī)、高頻、超高頻、超聲) 2.4 國內(nèi)外應(yīng)用進展,2 局放檢測發(fā)展現(xiàn)狀,本質(zhì)原因：絕緣體局部區(qū)域的電場強度達到擊穿場強,電場不均勻,電介質(zhì)不均勻,氣泡和雜質(zhì),2.1 局放機理簡介,導(dǎo)致電纜系統(tǒng) 產(chǎn)生局放的 幾點原因,2.2 電纜系統(tǒng)局放,電力電纜局部放電檢測應(yīng)用場合： （1）實驗室（制造廠）內(nèi)對電纜及附件進行質(zhì)量控制實驗 （2）竣工試驗（驗證現(xiàn)場安裝工藝） （3）帶電檢測和在線監(jiān)測（以發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷/劣化）,2.2 電纜系統(tǒng)局放,宏

8、觀物理效應(yīng),檢測手段,2.3 檢測方法,標(biāo)準(zhǔn)推薦方法（實驗室）： 脈沖電流法：30 kHz-500 kHzpC 標(biāo)準(zhǔn)：IEC 60270；GB/T 7354-2003；DL/T 417-2006 非標(biāo)準(zhǔn)測量方法（現(xiàn)場，尚未發(fā)布的IEC62478）： 2. 超聲波AE: 20 kHz-200 kHz 3. 高頻HF：3 MHz-30 MHz 4. 甚高頻VHF：30 MHz-300 MHz 5. 特高頻UHF： 300 MHz -3 GHz,2.3 檢測方法,放電信號有較廣的頻率分布范圍 目前主流：選頻、高頻寬帶、全頻帶,2.3 檢測方法,高頻： 用高頻CT或電容型傳感器從高壓電纜接地回路中提取

9、電信號，信號經(jīng)濾波、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換等后通過軟件分析處理顯示。,檢測點：以電纜附件為主,2.3 檢測方法,主流局放帶電檢測架構(gòu),2.3 檢測方法,高頻案例： 美國G當(dāng)前各單位在線監(jiān)測系統(tǒng)均自行開發(fā)，缺乏統(tǒng)一管理；在線監(jiān)測系統(tǒng)傳感器和通信部件缺陷率較高，需要進一步整治提升。,4 存在問題和實施建議,建議：推行大規(guī)模普測、疑似信號復(fù)測、問題設(shè)備重點監(jiān)測的作業(yè)方式。深化應(yīng)用紅外測溫、環(huán)流檢測、(超)高頻、超聲波和振蕩波局放檢測等手段，積極積累經(jīng)驗，提高電纜設(shè)備狀態(tài)管理水平。 針對66千伏及以上輸電電纜設(shè)備，應(yīng)繼續(xù)加強紅外測溫、環(huán)流檢（監(jiān)）測、局放巡檢（監(jiān)測）等技術(shù)應(yīng)用；對重要高壓、超高壓線路可安裝監(jiān)測

10、系統(tǒng)，積累經(jīng)驗。規(guī)范和穩(wěn)妥推進電纜線路在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)。 針對35千伏及以下配電電纜設(shè)備，應(yīng)積極采用紅外測溫、重要電纜線路振蕩波局放測量、接地系統(tǒng)環(huán)流測試、快速故障定位技術(shù)，進一步提高設(shè)備可用率。,4 存在問題和實施建議,1 扎實推進電纜帶電檢測和在線監(jiān)測應(yīng)用工作,完成電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)接入PMS系統(tǒng)的首批試點，國網(wǎng)北京、上海、浙江、福建、湖北、四川電力完成電纜及通道在線監(jiān)測系統(tǒng)的接入PMS系統(tǒng)工作；印發(fā)電纜線路局部放電缺陷檢測典型案例和圖譜庫（第二版），供各單位借鑒，進一步提高電纜線路缺陷發(fā)現(xiàn)能力，深化數(shù)據(jù)分析診斷，切實提高電纜線路缺陷發(fā)現(xiàn)和分析判斷水平。 牽頭編制電纜線路局部放電帶電檢測裝置

11、技術(shù)規(guī)范、電力電纜線路分布式光纖測溫系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范 （ Q/GDW 1814-2013） 、 電力電纜線路試驗規(guī)程（Q/GDW 11316-2014）。 牽頭開展相關(guān)縱向科研項目：高壓電纜網(wǎng)狀態(tài)量精確測量及綜合運行監(jiān)控技術(shù)研究、10500kV電纜線路綜合帶電檢測及深化應(yīng)用研究。,5 近期相關(guān)工作,從近年來國內(nèi)外試驗經(jīng)驗來看，通過了耐壓試驗的高壓電纜線路在運行不久即發(fā)生擊穿的現(xiàn)象也屢有發(fā)生，交接試驗規(guī)定24h空載耐壓試驗不能完全有效地發(fā)現(xiàn)高壓交聯(lián)電纜線路安裝過程中存在的質(zhì)量問題。 2014年制定的企標(biāo)電力電纜試驗規(guī)程對交接試驗?zāi)蛪涸囼炿妷杭澳褪軙r間的做出了新的規(guī)定：電纜線路交接試驗中不允許采用24h空載試驗代替耐壓試驗；220kV以上電纜線路耐壓試驗?zāi)褪茈妷壕鶠?.7U0，不允許采