在現(xiàn)代化城市和工業(yè)發(fā)展的命脈中,電力電纜如同深埋地下的血管,承擔(dān)著輸送能源的重任。然而,傳統(tǒng)的電纜運(yùn)維主要依賴定期巡檢,存在反應(yīng)滯后、難以捕捉瞬時(shí)故障的弊端。電纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,成為電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵利器。這項(xiàng)技術(shù)通過(guò)在電纜本體或關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)(如接頭、終端)安裝各類傳感器,結(jié)合現(xiàn)代通信與數(shù)據(jù)分析手段,實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)、連續(xù)、非侵入式監(jiān)控。持續(xù)采集關(guān)鍵參數(shù),包括但不限于:電纜表面及內(nèi)部溫度分布(反映過(guò)載或散熱不良)、局部放電(PD)信號(hào)(絕緣劣化的早期征兆)、接地線電流(監(jiān)測(cè)護(hù)層絕緣狀態(tài)和雜散電流)、電纜環(huán)流(評(píng)估金屬護(hù)套多點(diǎn)接地參數(shù))以及運(yùn)行電壓/電流等。通過(guò)將這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸至后臺(tái)監(jiān)控中心,利用算法進(jìn)行綜合分析、趨勢(shì)預(yù)測(cè)和異常診斷,在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠:早期預(yù)警故障:捕捉絕緣老化、接頭過(guò)熱、局部放電加劇等潛在缺陷,在故障發(fā)生前發(fā)出警報(bào)。優(yōu)化運(yùn)維策略:實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修,根據(jù)電纜實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)安排維護(hù)或更換,大幅減少不必要的停電試驗(yàn)和“過(guò)維護(hù)”成本,提升運(yùn)維效率。提升供電可靠性:降低因電纜突發(fā)故障導(dǎo)致的停電的概率,給用戶連續(xù)穩(wěn)定供電。延長(zhǎng)使用壽命:科學(xué)評(píng)估電纜運(yùn)行應(yīng)力。 變壓器局放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可提供局放圖譜分析,幫助診斷局放類型。浙江電纜局放在線監(jiān)測(cè)
在單芯電纜系統(tǒng)中,當(dāng)導(dǎo)體通過(guò)交流電流時(shí),會(huì)在其金屬護(hù)套上感應(yīng)出電壓,這被稱為護(hù)層感應(yīng)電壓。這種現(xiàn)象是由電磁感應(yīng)原理決定的,其幅值主要受導(dǎo)體電流大小、電纜排列方式(間距與相位)、護(hù)套接地方式(單點(diǎn)接地或交叉互聯(lián))以及線路長(zhǎng)度等因素影響。在實(shí)際運(yùn)行中,多種因素可能導(dǎo)致電壓異常升高。電纜護(hù)層感應(yīng)電壓在線監(jiān)測(cè),正是為了持續(xù)、實(shí)時(shí)地掌握這一關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)際水平。監(jiān)測(cè)點(diǎn)通常設(shè)置在護(hù)套的接地引線、交叉互聯(lián)箱的連接點(diǎn)或?qū)iT(mén)設(shè)計(jì)的電壓抽取裝置上,使用高阻抗電壓測(cè)量設(shè)備獲取數(shù)據(jù)。實(shí)施護(hù)層電壓在線監(jiān)測(cè)主要服務(wù)于以下幾個(gè)潛在目的:護(hù)層電壓過(guò)高是需要高度關(guān)注的情況。它可能在電纜附件(如接頭、終端)外露的金屬部分或鄰近接地體上產(chǎn)生危險(xiǎn)接觸電壓,對(duì)運(yùn)維人員構(gòu)成潛在危險(xiǎn)。在線監(jiān)測(cè)有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)超出安全限值(的異常電壓。診斷接地系統(tǒng)狀態(tài):護(hù)層電壓的變化(如異常升高或降低)往往是接地系統(tǒng)狀態(tài)改變的重要指示信號(hào)。這可能提示:設(shè)計(jì)接地點(diǎn)失效、交叉互聯(lián)連接錯(cuò)誤或斷開(kāi)、護(hù)套絕緣性能下降導(dǎo)致多點(diǎn)接地傾向、或者因外力破壞等原因造成的接地回路異常。監(jiān)測(cè)電壓可為排查接地問(wèn)題提供線索。 天津電纜局放在線監(jiān)測(cè)方案TEV傳感器安裝在柜壁,捕捉內(nèi)部放電產(chǎn)生的電磁波。
在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)接地電流的多維度分析,提取關(guān)鍵診斷參數(shù):1.電流有效值(RMS):直觀指標(biāo)。中性點(diǎn)電流持續(xù)超標(biāo)指示嚴(yán)重不平衡或直流偏磁;鐵心/夾件電流從μA級(jí)突增至mA甚至A級(jí),是多點(diǎn)接地的黃金診斷指標(biāo)。設(shè)定閾值(如鐵心>100mA報(bào)警)和變化率閾值(如24小時(shí)增幅>50%)至關(guān)重要。2.直流分量(DCOffset):中性點(diǎn)存在明顯直流(幾安培以上)是直流偏磁的確鑿證據(jù),會(huì)導(dǎo)致鐵心嚴(yán)重飽和、振動(dòng)噪聲劇增、過(guò)熱、諧波污染。3.諧波含量:鐵心多點(diǎn)接地或嚴(yán)重飽和時(shí),電流中偶次諧波(特別是2次、4次)會(huì)明顯增加。特定頻率諧波異常也可能與局部放電或繞組變形有關(guān)。4.波形畸變率(THD):反映電流偏離正弦波的程度,異?;兺殡S故障。5.相位角:接地電流與系統(tǒng)電壓的相位關(guān)系異常,可能指示特定類型的絕緣故障或回路問(wèn)題。6.趨勢(shì)分析:長(zhǎng)期緩慢增長(zhǎng)可能預(yù)示絕緣逐步劣化或接觸點(diǎn)氧化;突然階躍變化則指向突發(fā)性故障(如金屬物掉落造成瞬間多點(diǎn)接地)。系統(tǒng)通過(guò)綜合這些參數(shù),結(jié)合變壓器負(fù)載、油溫等工況,實(shí)現(xiàn)故障查找。
開(kāi)關(guān)柜作為電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備,承擔(dān)著分配電能、保護(hù)電氣設(shè)備的重要任務(wù)。然而,開(kāi)關(guān)柜在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中,會(huì)受到多種因素的影響,如環(huán)境濕度、溫度變化、機(jī)械振動(dòng)以及電氣老化等,從而可能導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障。傳統(tǒng)的定期檢修方式雖然能夠在一定程度上保證設(shè)備的可靠性,但存在盲目性,無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的故障問(wèn)題。而開(kāi)關(guān)柜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的出現(xiàn),為解決這一問(wèn)題提供了手段。通過(guò)實(shí)時(shí)采集開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù),如溫度、電流、電壓、局部放電等參數(shù),能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常變化,提前預(yù)警故障,從而提高電力系統(tǒng)的可靠性和安全性,減少停電時(shí)間和維修成本。同時(shí),對(duì)于一些重要的工業(yè)場(chǎng)所,如數(shù)據(jù)中心等,柜開(kāi)關(guān)在線監(jiān)測(cè)更是保證其正常運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù),能夠避免因電力故障導(dǎo)致的重大損失。 電纜局放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜頭等易放電部位的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),提前預(yù)警絕緣老化。
脈沖電流法是局部放電(局放)監(jiān)測(cè)中常用的方法之一,其原理基于局部放電過(guò)程中產(chǎn)生的脈沖電流信號(hào)。當(dāng)絕緣材料內(nèi)部出現(xiàn)局部放電時(shí),會(huì)在放電瞬間產(chǎn)生一個(gè)短暫的電荷轉(zhuǎn)移,這個(gè)電荷轉(zhuǎn)移會(huì)在設(shè)備的接地線上感應(yīng)出一個(gè)脈沖電流信號(hào)。脈沖電流法通過(guò)在設(shè)備的接地線上安裝高阻抗的耦合電容或電感傳感器,檢測(cè)這些脈沖電流信號(hào)。傳感器將感應(yīng)到的脈沖電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào),并通過(guò)放大器放大后傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行分析。脈沖電流法的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高,能夠檢測(cè)到微弱的局放信號(hào),且測(cè)量電路簡(jiǎn)單,抗干擾能力較強(qiáng)。然而,其缺點(diǎn)是容易受到外部電磁干擾的影響,尤其是在復(fù)雜電磁環(huán)境中,可能會(huì)導(dǎo)致誤報(bào)。此外,脈沖電流法只能檢測(cè)到局放信號(hào)的存在,但難以準(zhǔn)確定位局放的位置。盡管如此,脈沖電流法仍然是目前應(yīng)用常用的局放監(jiān)測(cè)方法之一,應(yīng)用于電力設(shè)備如變壓器、GIS、電纜等的局放監(jiān)測(cè)中。 GIS局放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)支持多種通信方式,方便數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程監(jiān)控。浙江電纜環(huán)流在線監(jiān)測(cè)
變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器運(yùn)行狀態(tài),保證設(shè)備安全。浙江電纜局放在線監(jiān)測(cè)
變壓器套管末屏在線監(jiān)測(cè)的應(yīng)用價(jià)值很高。其直接的價(jià)值在于大幅提升套管運(yùn)行安全的可控性,實(shí)現(xiàn)從“定期檢修”到“狀態(tài)檢修”的轉(zhuǎn)變,避免突發(fā)性套管故障導(dǎo)致的變壓器非計(jì)劃停運(yùn)甚至災(zāi)難性后果(如火災(zāi)),保證電網(wǎng)安全。其次具有經(jīng)濟(jì)效益:通過(guò)早期預(yù)警和檢修,可避免昂貴的設(shè)備損壞和更換費(fèi)用,減少計(jì)劃外停電損失,延長(zhǎng)變壓器及套管的使用壽命,優(yōu)化檢修資源(只在必要時(shí)才檢修)。此外,它也是構(gòu)建智能變電站和數(shù)字化電網(wǎng)的重要一環(huán),為設(shè)備全壽命周期管理和資產(chǎn)優(yōu)化提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。展望未來(lái),末屏在線監(jiān)測(cè)技術(shù)正朝著更高精度、更高可靠性、更強(qiáng)智能化方向發(fā)展:集成更多傳感器(如溫度、振動(dòng)、局部放電)實(shí)現(xiàn)多參量融合分析;深度應(yīng)用人工智能(AI)和機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)技術(shù),從海量數(shù)據(jù)中自動(dòng)識(shí)別異常模式、預(yù)測(cè)剩余壽命、提高診斷準(zhǔn)確率;發(fā)展無(wú)源無(wú)線傳感器技術(shù),簡(jiǎn)化安裝和供電;隨著技術(shù)的不斷成熟和成本的持續(xù)下降,末屏在線監(jiān)測(cè)有望從大型、關(guān)鍵變壓器逐步普及到更多電壓等級(jí)的變壓器,成為電力設(shè)備智能運(yùn)維的標(biāo)配。 浙江電纜局放在線監(jiān)測(cè)