随着我国电缆制造工艺的不断提升,110kV电压等级及以上高压交联聚乙烯(CrossLinked Polyethylene,XLPE)电缆在城网改造与建设过程中获得了广泛应用,俨然成为电网中重要输配电设备之一。高压XLPE电缆在送电过程中会受到外界诸如电、热、机械力等不利因素影响,若不及时掌握其绝缘状态并采取相应维护措施很有可能导致其绝缘击穿并引发事故。针对XLPE电缆的绝缘检测,预防性试验已凸显其弊端,在线监测理念逐步受到认可,但是将现有在线监测方法用于高压交联聚乙烯电缆的绝缘故障诊断并不完全可靠,因此,本文以110kV XLPE电缆为对象进行了如下研究:
首先,阐述电缆绝缘故障检测的深刻意义,总结国内外XLPE电缆绝缘检测技术的研究现状,分析常用电缆绝缘故障检测方法的局限性,并讨论高压XLPE电缆绝缘诊断的关键问题及其今后发展方向。
其次,深入研究XLPE电缆的绝缘老化基础理论。在分析高压XLPE电缆基本结构的基础上,重点分析交联聚乙烯绝缘中水树枝、局部放电、电树枝的形成、发展与老化过程,总结影响电缆绝缘老化的外在因素,为后续章节探讨高压XLPE电缆的绝缘诊断问题奠定理论基础。
然后,针对不同接地方式下高压XLPE电缆的绝缘诊断技术分别展开讨论。对于单端接地XLPE电缆的绝缘诊断,指出现阶段采用单一绝缘在线监测方法的不足,提出“绝缘综合评估”的思想,并将模糊理论应用其中,建立110kV XLPE电缆模糊绝缘综合评估模型,该模型采用模糊层次分析法替代原有的层次分析法对各绝缘参数进行权重分配,改进了层次分析法中存在的判断矩阵一致性问题,同时在模糊综合评估过程中引入相对劣化度概念,使得该模型的模糊诊断矩阵更贴近电缆实际劣化情况。算例分析表明了模糊绝缘综合评估模型的有效性,为单端接地高压XLPE电缆的绝缘诊断提供了一种新的研究思路。
对于交叉互联接地XLPE电缆的绝缘诊断,根据流过电缆屏蔽层的电流为工频(同频同相位)向量及同频率下向量能进行结合运算的特性,按照交叉互联等值电路对各交叉互联点的接地线电流合成情况进行向量运算,得到流过各段主绝缘的电流和加载在各段主绝缘上的电压,依据阻抗定律对各段电缆的主绝缘进行绝缘状况判断,并通过仿真计算验证了向量分析法...
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