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高压电缆金属护套故障实时定位系统研究

詹威鹏  
【摘要】:随着城市电网高压电缆运行年限的增加,电缆外护套出现损坏的现象趋向普通,穿孔的电缆护套与大地形成回路,容易造成电缆外护套环流超标、护套发热老化,电缆输送容量降低;电缆本体出现局部放电,引发水树枝、电树枝,严重影响电缆运行寿命,威胁电缆的安全运行。因此,为防止电缆护套故障隐患扩大范围,减少线路事故停电的发生,最大限度的保障电网安全可靠供电,研究电缆护套故障实时定位系统,将护套缺陷扼制于萌芽状态,具有非常重要意义。本文确立了以护套环流所检测的数据判定故障点电缆所在的交叉互联段,再通过往电缆上输入高频脉冲信号,利用故障点原波和反射波的时间差来精确定位故障源的位置的研究思路。整个故障定位系统的搭建,则以现成技术成熟的护套环流在监测系统为基础,增加了护套环流故障定位装置及故障录波装置。项目的难点则在护套定位系统高频脉冲发生器的研制。最后通过实验室验证,向故障段电缆护套输入高频脉冲电磁波,通过时域反射法查找故障点是可行的,该护套定位系统能有效检测护套故障点的原波和反射波,在实验室测得的数据准确度基本达到预期要求。但是,在运行线路110k V岸天Ⅱ线上的现场试验中,由于现场干扰比较大,内部多种高频电磁波干扰本次现场测试,总体试验结果达不到预期目标。本文研究结果表明:通过电极耦合的方式把高频脉冲电磁波加在外护套上进行传播,当外护套有破损并与大地等效电路时,则在此处形成不连续点造成反射,利用HFCT可耦合到原波与反射波,通过原波与反射波的时间差则能判断故障的位置。这在实验室进行端部反射试验验证,证明该理论是可行的。但是,此次研制的电缆护套故障实时定位系统还需要在软件和硬件中增加更多的抗干扰手段,并且现场通过电缆取电的方法在现有的技术条件下还无法实现长期在线的故障检测,该系统离实用化还有较大距离,需继续研究改进。


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