在线监测技术国内外研究现状

1. 绪论 随着国家的发展,人口工业增多,国家电力负荷增大,电缆使用负荷加重,用电高峰期,电缆井由于局部限制,使电缆热量无法有效的得到快速散热,长时间在高温下运行,使的电缆故障率升高,同时也令到电缆使用寿命过短。与此同时,电力维修人员在运送和维护过

1.绪论

       随着国家的发展,人口工业增多,国家电力负荷增大,电缆使用负荷加重,用电高峰期,电缆井由于局部限制,使电缆热量无法有效的得到快速散热,长时间在高温下运行,使的电缆故障率升高,同时也令到电缆使用寿命过短。与此同时,电力维修人员在运送和维护过程中的野蛮施工,造成电缆损坏,产生的短路爆炸事故,使得大面积停电事故,令到抢修恢复难度加大,还损害国家和群众用电权益。
       根查询研究指出,电力电缆接头由于施工人员技术工艺不规范,造成电缆接头运行电阻过大,温升异常,最终导致电缆绝缘被击穿.造成重大事故的现像经常发生。
       高压电力电缆一般都是埋于地下,除了使用传统的人工巡查,需要大量的人力物力,造成资源不够.也给电力公司成本加高。特别是在用电高峰期间,地下电缆线路会出现超负荷运行现像,一旦电缆发生故障,如何在第一时间找出电缆定位的故障点、加快抢修速度、减少停电时间如何有效的降低人力资源成本,使用更加有效的电缆线路检测设备,是目前供电企业及需解决的难题。
       针对以上问题,本研究项目针对电力电缆接头表面温度场进行实时监测,报警。并据此对电缆接头的温度,故障发生率进行有效的评估数据。该研究项目对保障电缆接头安全运行和给电力电气具有重要的工程意义。
在线监测技术国内外研究现状

1.2国内外研究现状

1.2.1在线监测技术现状

电力电缆
       在电力系统的运行中,电力电缆的性能可以直接影响到电力系统的运行稳定性,所以电力电缆是其中非常重要的设备之一。据资料显示,在我国主要的几个城市126家电力电缆运行维护单位10kV以上电力电缆的调查统计中,发现10~220kV电力电缆的平均运行故障率在2001年为5.2次/(百公里·年),远远其它发达国家的电缆故障率。电缆方面的监督测试技术的发展显得尤为重要,因为它可以确保电力电缆的安全稳定运行。能在线监测电力电缆的异常现象,避免重大事故发生。在传统的检测过程中,是定期检测,但是需要使机器处于离线状态,停电,从而检测电缆是否存在问题。这对于现实中的生产过程会产生一定的影响,并且停电离线的状态下,也不会反映出电缆在正常工作电压下的情况。新的技术中,可以实现真正的实时监测,发现问题可以对设备进行相应的维护与修理,所以对于这项新的技术,各大电力公司正常积极倡导和发扬该技术。目前情况下,技术方面已经很成熟的电缆实时监测技术包括:温度监测、油压监测、负载电流监测、局部的放电监测、接地电流的监测等多种。
1.负载电流检测
       电缆中正在通过的电流值,可以利用电流互感器得到,对于其中的电流数据,分析值得浮动情况,从而进一步熟悉电缆的状况,在日常的电力调度中也会更加合理。
2.局部放电检测
       在局部放大现象的发生过程中,会产生诸多比如电磁的辐射、电磁波还有一些气体方面的产物等等的能量损耗的一种现象,故局部放电检测依据此作为一个依据。因此就出现有电脉检测、电磁辐射、超色波、电磁波等电缆局 部放电检测等技术。
3.接地电流检测
       在正常的情况下,电缆的金属保护套和线芯会存在一定的感应电势。当发生了雷击、内部的电压力过高等等事故的情况下,相应的感应电势非常突出,所以其金属的外套必须处于接地的状态下,其电势会通过大地将为满足条件的电位上。接地电流检测利用电缆的金属保护套及其产生变量变化作为检测依据来检测。
4.温度检测
       如果在电缆的日常运行中突发事故,电缆的温度会突然增高,由此而知,温度是一个可以反映电缆是否处于正常运作的一个重要的因素。通过对比分析电网公司的电力设备中所发生过的故障发现,大多数的故障都发生在电缆接口这一个地方,原因来自诸多方面,比如电缆的材料质量存在问题,或者接口处的电阻过大,再或者是工作人员的误操作导致。这方面的故障是渐变的一个过程,当发生了接口温度过高,会演变成一个严重的事件,影响整个电网的正常运行。所以基于这些考虑,多点式温度检测器显得尤为重要,它可以实时进行检测温度的变化,了解相应设备的日常运行状态,当接口的温度发生变化时,可以第一时间了解到,并进行相应的检修与维护,免去了重大事故的发生。
通过以上的分析可知,对于电力电缆的负荷、外部保护设施、绝缘部位的绝缘性能、温度骤然上升等等多方面的实时监测,多节点实时监测技术均可以实现。再此基础上,可以得到第一手设备的状态数据,使得电缆可以正常稳定的运行,电网整体运行也可以得到有效的保障。这种实时监测技术也正处于发展期,毕竟也存在多种不足之处,但是随着技术的发展更新,这种检测技术会得到快速的提高。电网技术发展必然更高。

1.2.2 电缆温度监测现状

       分析我国发生过的相关事故,可以发现大多数的事故多是因为电缆及其附件的温度不当导致了悲剧的发生,电缆外皮会由于超高温融化击穿的现象,引起火灾事故不在其数,从而给企业和国家造成严重的经济损失。就近些年的技术归纳后发现分为两大类:就地检测与远程检测这两种。
1.电缆温度就地监测方法
       在电缆检测的多种方法中,就地检测是这其中重要的一个方式,它可以实现数据的精准探测,使得电缆及其附件可以得到有效的监测到,其具体的方法是将检测到的设备温度数据转换为信号传递给距离最近的一个检测点,可以很直接的观看到温度的数据结果。这种方式具有布置简单、价格低廉的优点,不足就是工作的氛围上,需要测试员到实地进行记录数据,使得一些发生了警报的数据不会被检测到。
2.示温蜡片法
       示温蜡片法也是一种被广泛使用的方法之一,其是将一种特殊材质的蜡片附着在电缆以及附件上,记录人员根据这个蜡片颜色以及其熔融程度来知晓设备的温度变化。蜡片作为温度的显示标记,当电缆温度过于高或者过低,蜡片的颜色会突然变色,可以让记录员了解到设备的温度变化。这种方法成本不高,很轻便和简单,并且携带起来也十分容易,所以现在在电力行业被广泛使用,但是其也具有自身的不足,比如判断温度的变化,必须具有一定的经验,经常会发生判断失误或者不准确的事情发生,只能判断温度变化,不能测出温度值等等。
3.引线接头测温法
       引线接头温度方法,顾名思义,在接头部位安装上一个可以启动测温的引线,正常工作的情况下是不会体现其优点的,只有当温度突然变化,比如温度过高的时候,这个引线就会被激活,相应的报警警鸣将会被启动,从而工作人间就会得知系统发生温度过高的情况,会第一时间去现场进行相应的紧急维护工作,以免造成后续的严重后果。这种方法在检测温度变换发生故障前,十分有效,但是不足之处是该方法不能测量出温度的具体值,以及温度是呈哪种趋势变化。
4.接触式电信号测温法
       接触式电信号方式,在多种监测的方法当中,是现在被使用的最广泛的一种方式,主要是因为其对于温度的精准度的监测,其他方法可以测量出温度的变化,非常有效,但是对于温度具体的变化值,是无法测量出来的,接触式电信号测温法便应运而生,这种方法使用的是热电偶和电阻。使用起来十分方便,价格也不高,可以将其实际的温度值测量出来。热敏电阻是一种专门用来测温的器件,十分小巧,使用起来非常轻便,测量上也反应非常实时迅速,信号传输方面也非常具有优势。在航空航天方面,被使用的频率非常高。但是不同的热敏电阻器件之间,不共通,导致了每一个都需要独自的布线,这样使得工作量很大,维护起来也显示工作量很繁琐,并且不能得到设备的整体温度,只能得到局部温度。
       并且在使用中,由于外部的绝缘部分不能保证绝对的稳定,并且这种传输属于电信号传输,共性是传送过程中会随着距离的增大而衰减,这在信号传送中是影响最大的一点,损耗过大会影响数据的真实性和实时性,对于现场的分析处理也会受到不同程度的影响,所以当距离过大时,信号衰减的很快,这都是其缺点所在。

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