CN111766479B - 一种利用超低频介损检测评估电力电缆绝缘性能的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用超低频介损检测评估电力电缆绝缘性能的方法，包括试验接线；在0.5U₀、U₀、1.5U₀电压下分别测量被试相电缆的介质损耗因数，试验时，电压以0.5U₀的步进值从0.5U₀开始升高至1.5U₀，在每个步进电压下完成不少于5次的介质损耗因数测量，每两次测量之间间隔10s；记录每个试验电压下的介质损耗因数值，并进行数据处理和存储，计算测试数据的介质损耗因数平均值、介质损耗因数变化率、介质损耗因数稳定性；以介质损耗因数平均值、介质损耗因数变化率和介质损耗因数稳定性的绝对值作为评价指标，得到基于电缆绝缘状态的评价结果。本发明可用于预防、排查电缆故障。该方法精度高、对电缆损伤小，可以更准确、更有效的对电力电缆的绝缘性能进行评估。

Description

一种利用超低频介损检测评估电力电缆绝缘性能的方法

技术领域

本发明属于电力电缆绝缘监测技术领域，尤其涉及一种利用超低频介损检测评估电力电缆绝缘性能的方法。

背景技术

随着全国电网的持续发展，尤其是城市电网的改造与升级，电力电缆已成为重点地区输电的主流设备，高压、超高压电缆线路已经在城市电网中占据非常重要的地位和份额。电缆具有容易敷设、运行维护简便、耐高温和绝缘性能优良等特点，逐步取代了架空线路，广泛应用于电网。与此同时，电缆大多以直埋、排管、隧道等形式铺设在地下，因此增加了判断电缆工作状态正常与否的困难。实际作业中，由电缆及电缆接头绝缘损坏等问题引起的电力故障事故也不断增加。因此，需要一种切实可行的电力电缆绝缘性能评估方法，用于预防、排查电缆故障。

现有的电缆绝缘性能检测方法主要有直流法、交流叠加法、局部放电法、介质损耗因数法等。然而，现有的在线检测方法存在检测信号弱、易受干扰、精度不高、对电缆损伤较大等缺陷，同时缺乏相关的行业标准，不能完全满足实际需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用超低频介损检测评估电力电缆绝缘性能的方法，以解决上述技术问题。

本发明提供了一种利用超低频介损检测评估电力电缆绝缘性能的方法，包括：

试验接线：检查电缆终端清洁并处于良好状态，将超低频耐压试验设备高压连接电缆一侧与被试相电缆终端连接，另一侧与测试主机连接，将其他相电缆终端和检测装置接地；

在0.5U₀、U₀、1.5U₀电压下分别测量被试相电缆的介质损耗因数，试验时，电压以0.5U₀的步进值从0.5U₀开始升高至1.5U₀，在每个步进电压下完成不少于5次的介质损耗因数测量，每两次测量之间应间隔10s；

记录每个试验电压下的介质损耗因数值，并进行数据处理和存储，按式(1)～式(5)计算测试数据的介质损耗因数平均值、介质损耗因数变化率、介质损耗因数稳定性；

a)计算三相电缆在三个测量电压下的介质损耗因数的平均值

式中：

n—每个步进电压下介质损耗因数测量的次数；

TD_i—第i次测量的介质损耗因数值。

b)计算三相电缆在1.5U₀和0.5U₀下的介质损耗因数变化量d_TD：

先分别求取1.5U₀和0.5U₀下介质损耗因数的方均根值，然后求差得到介质损耗因数变化量d_TD；

式中：

—1.5U₀下超低频介质损耗因数方均根值；

—0.5U₀下超低频介质损耗因数方均根值；

c)计算三相电缆在电压U₀下的介质损耗因数稳定性S：

式中：

n—在电压U₀下介质损耗因数测量的次数；

TD_i—在电压U₀下第i次测量的介质损耗因数值；

—在电压U₀下测得的介质损耗因数平均值；

以介质损耗因数平均值、介质损耗因数变化率和介质损耗因数稳定性的绝对值作为评价指标，得到基于电缆绝缘状态的评价结果；所述评价结果包括正常状态、注意状态、异常状态。

进一步地，该方法还包括对于超低频介质损耗因数大于设定值的电缆线路开展电缆维护工作。

进一步地，当评价结果为异常状态时，通过以下措施对线路进行检修：

将电缆线路划分为多个小段(重新测量介质损耗因数，对电缆线路中易受影响的组件进行目视检查，更换可能存在问题的组件或附件，特别是较陈旧的附件，并重新测量；

进一步开展耐压试验或局部放电试验，检查电缆线路是否有局部的异常点。

借由上述方案，通过利用超低频介损检测评估电力电缆绝缘性能的方法，可用于预防、排查电缆故障。该方法精度高、对电缆损伤小，可以更准确、更有效的对电力电缆的绝缘性能进行评估。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。

附图说明

图1是本发明电缆系统超低频介质损耗试验接线示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本实施例提供了一种利用超低频介损检测评估电力电缆绝缘性能的方法，技术方案如下：

1、试验接线如图1所示，检查电缆终端清洁并处于良好状态，将超低频耐压试验设备高压连接电缆一侧与被试相电缆终端连接，另一侧与测试主机连接，将其他相电缆终端和检测装置接地。

2、超低频介质损耗试验不应少于3个测量电压，宜在0.5U₀、U₀、1.5U₀电压下分别测量被试相电缆的介质损耗因数。试验时，电压应以0.5U₀的步进值从0.5U₀开始升高至1.5U₀。在每个步进电压下应完成不少于5次的介质损耗因数测量，每两次测量之间应间隔10s。

3、记录每个试验电压下的介质损耗因数值，并进行数据处理和存储。按式(1)～式(5)计算测试数据的介质损耗因数平均值、介质损耗因数变化率、介质损耗因数稳定性。

a)计算三相电缆在三个测量电压下的介质损耗因数的平均值

式中：

n——每个步进电压下介质损耗因数测量的次数；

TD_i——第i次测量的介质损耗因数值。

b)计算三相电缆在1.5U₀和0.5U₀下的介质损耗因数变化量d_TD：

先分别求取1.5U₀和0.5U₀下介质损耗因数的方均根值，然后求差得到介质损耗因数变化量d_TD。

式中：

——1.5U₀下超低频介质损耗因数方均根值；

——0.5U₀下超低频介质损耗因数方均根值。

c)计算三相电缆在电压U₀下的介质损耗因数稳定性S(标准差)：

式中：

n——在电压U₀下介质损耗因数测量的次数；

TD_i——在电压U₀下第i次测量的介质损耗因数值；

——在电压U₀下测得的介质损耗因数平均值。

4、对于超低频介质损耗因数偏大的电缆线路，建议参考表1中的判据开展电缆维护工作。

表1超低频电缆介质损耗因数测量值处理意见

5、以介质损耗因数平均值、介质损耗因数变化率和介质损耗因数稳定性的绝对值作为评价指标，或者根据与历史数据做比较的结果，可将电缆绝缘的状态分为如下3种：

a)正常状态：无需采取检修行动。

b)注意状态：建议进一步测试。定期对该电缆线路进行复测，时间间隔宜为1年，若复测结果没有明显变化，电缆线路无需处理，继续投入运行；若复测结果较上一次测试结果明显变大，或结果值已进入需要采取检修行动的范围，应立即检查电缆线路缺陷位置，及时进行更换。

c)异常状态：需要采取检修行动。应立即检查电缆线路缺陷位置，及时进行修复或更换。

6、当电缆线路需要采取检修时，宜通过以下措施进行线路检修：

a)将电缆线路划分为多个小段(宜采用二分法)重新测量介质损耗因数，对电缆线路中易受影响的组件进行目视检查，更换可能存在问题的组件或附件，特别是较陈旧的附件，并重新测量。

b)进一步开展耐压试验或局部放电试验，检查电缆线路是否有局部的异常点。

该方法精度高、对电缆损伤小，可以更准确、更有效的对电力电缆的绝缘性能进行评估。主要用于预防、排查电缆故障。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种利用超低频介损检测评估电力电缆绝缘性能的方法，其特征在于，包括：

试验接线：检查电缆终端清洁并处于良好状态，将超低频耐压试验设备高压连接电缆一侧与被试相电缆终端连接，另一侧与测试主机连接，将其他相电缆终端和检测装置接地；

在0.5U₀、U₀、1.5U₀电压下分别测量被试相电缆的介质损耗因数，试验时，电压以0.5U₀的步进值从0.5U₀开始升高至1.5U₀，在每个步进电压下完成不少于5次的介质损耗因数测量，每两次测量之间间隔10s；

记录每个试验电压下的介质损耗因数值，并进行数据处理和存储，按式(1)～式(5)计算测试数据的介质损耗因数平均值、介质损耗因数变化率、介质损耗因数稳定性；

a)计算三相电缆在三个测量电压下的介质损耗因数的平均值

式中：

n—每个步进电压下介质损耗因数测量的次数；

TD_i—第i次测量的介质损耗因数值；

b)计算三相电缆在1.5U₀和0.5U₀下的介质损耗因数变化量d_TD：

先分别求取1.5U₀和0.5U₀下介质损耗因数的方均根值，然后求差得到介质损耗因数变化量d_TD；

式中：

—1.5U₀下超低频介质损耗因数方均根值；

—0.5U₀下超低频介质损耗因数方均根值；

c)计算三相电缆在电压U₀下的介质损耗因数稳定性S：

式中：

n—在电压U₀下介质损耗因数测量的次数；

TD_i—在电压U₀下第i次测量的介质损耗因数值；

—在电压U₀下测得的介质损耗因数平均值；

以介质损耗因数平均值、介质损耗因数变化率和介质损耗因数稳定性的绝对值作为评价指标，得到基于电缆绝缘状态的评价结果；所述评价结果包括正常状态、注意状态、异常状态。

2.根据权利要求1所述的利用超低频介损检测评估电力电缆绝缘性能的方法，其特征在于，还包括对于超低频介质损耗因数大于设定值的电缆线路开展电缆维护工作。

3.根据权利要求1所述的利用超低频介损检测评估电力电缆绝缘性能的方法，其特征在于，当评价结果为异常状态时，通过以下措施对线路进行检修：

将电缆线路划分为多个小段(重新测量介质损耗因数，对电缆线路中易受影响的组件进行目视检查，更换可能存在问题的组件或附件，特别是较陈旧的附件，并重新测量；

进一步开展耐压试验或局部放电试验，检查电缆线路是否有局部的异常点。