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            公司新聞

            高壓電纜護層故障試驗儀測試速度大大提高


            隨著能源電力加快清潔轉型,新能源快速發展,電源結構深度調整,電力系統發展對電能靈活調節不斷提出新要求。在構建新型電力系統的過程中,提升電力系統柔性化水平十分重要。簡單來講,柔性電力技術是通過電力變換方式對電能數量和質量進行調節和控制的技術, 柔性電力技術可應用于發電、輸電、配電及用電各個環節, 為保障電網可靠、穩定、高效、靈活運行發揮重要作用。

            對此,要重點攻克制約儲能技術發展的難點,因地制宜確定風光儲、冷熱電*佳比例,在用戶側實現削峰填谷,解決傳統電力系統負荷峰谷差較大的問題,進一步加強配電網建設,發展柔性配電網,不斷提高供電質量。同時,由于直流輸電、交流輸電等電力電子技術廣泛應用,電力系統的設備基礎發生了重大變化,需要相關企業重點開展針對電源側設備光伏電站的并網穩定性研究、光伏逆變器控制策略、阻抗重塑技術等研究,以及針對配電網側直流微網能量管理方案、電能路由器控制策略、直流母線電壓平衡技術等研究。


            1、描述(WBST-600高壓電纜護層故障試驗儀測試速度大大提高

            1.1簡介

            高壓電纜故障定位電橋是基于MURRAY電橋原理而設計,適用于敷設后各種電線電纜的擊穿點及沒有擊穿但絕緣電阻值偏低的缺陷點的定位,也是高壓電纜護套故障定位*有效的方法。當然,也 可用于電纜廠內各種線纜缺陷點的定位。

            設備采用開關電源構成高壓恒流源,空載電壓15kV,短路電流30mA。采用高靈敏度放大器及檢流計指 示平衡,與比例電位器構成平衡電橋,整體置于高電位。測量電纜為特別設計的雙芯高壓橡皮電纜,四 端電阻測量法避免了引線電阻引入的誤差,電纜通過編織屏蔽層可靠接地,面板上操作鈕處于地電位, 通過絕緣桿操作電橋。高壓恒流源和電橋集成在一個便攜式鋁合金箱內。因此,該設備電壓高、重量輕、 操作方便、使用可靠。

            1.2功能

            具有三種功能:

            1、直流耐壓試驗

            可輸出    015kV 直流電壓,可用于電纜直流耐壓試驗。

            2、燒穿故障點

            燒穿及降低高阻及閃絡型故障點的電阻。

            3、故障預定位

            利用電橋原理進行預定位,四端電阻測量法避免了引線電阻引入的誤差。

            1.3適用用戶

            高壓電纜外護套故障測距儀特別適用于:

            1、敷設后電纜的高阻擊穿點,特別是難以燒成低阻的線性高阻擊穿點如電纜中間接頭的線性高阻擊穿。

            2、閃絡型擊穿點,擊穿后恒流源能維持電弧,有穩定電流通過電橋,電橋有足夠的靈敏度。

            3、電橋法僅僅要求線芯電阻的均勻性。因此,PVC聚氯乙烯絕緣電纜(波特性不好),沒有良導體回流的電纜,超高壓電纜金屬護套缺陷點,僅有鋼鎧裝的電纜的故障定位,只能用電橋法定位。

            4、尚未擊穿,但電阻偏低的缺陷點,如用兆歐表發現電纜阻值較低,但運行電壓下不擊穿的絕緣缺陷點。

            由于上述特點高壓電纜故障定位電橋為下述幾類用戶所青睞:

            1、從事專業定位的電纜修試隊伍:如大中型供電局及大型用電企業的電纜修試班。絕大部分的電纜擊穿點均可用高壓電纜故障定位電橋迅速找到大致的擊穿位置。與波反射法及定點儀配合使用,各取所長,使定位更快更可靠。

            2、小型用戶:如小型供電局及中型用電企業。電纜不多,一般走向清楚,不太長,故障次數有限,若配齊一套波反射法定位儀,價格高,對使用人員的素質和經驗要求較高,不是*佳選擇。選用高壓電纜故障定位電橋價格較低,操作方便,能應付日常需要,是較好的選擇。

            3、電纜生產廠:在廠內,可用作各種線纜擊穿點的定位,選配數字電容表,可找出斷線點。該設備重量輕,便于攜帶至現場為電纜用戶作定位服務。

            1.4技術指標(WBST-600高壓電纜護層故障試驗儀測試速度大大提高

             直流輸出      015kV

             短路電流      30mA

             定位比例精度  0.2%L+1m

             重量         10kg

             體積         38cm_36cm_27cm 

             工作電源      工頻220V       ?15

            1.5供貨清單(WBST-600高壓電纜護層故障試驗儀測試速度大大提高


            2、面板說明(WBST-600高壓電纜護層故障試驗儀測試速度大大提高

            1、接地柱:為儀器外殼及電橋電氣可靠接地點,通過專用接地線與地相連,使用過程中務必可靠接地,以確保人身保障。

            2、保險絲:5A5_20)。

            3、電源插座:AC220V_15%。

            4、測量電纜首端:紅色測量夾頭。

            5、測量電纜末端:黑色測量夾頭。

            6、輸出電流表:單位mA。

            7、輸出電壓表:單位kV。

            8、電源指示:電源開關打開時,指示燈亮。否則應檢查電源和保險絲。

            9、工作指示:電壓調節旋鈕逆時針旋轉到底,零位合閘后,指示燈亮,方可輸出高壓。

            10、電源開關:左為開,右為關。

            11、電壓預置:顯示輸出電壓范圍,同時選擇了顯示量程。

            12、高壓調節:高壓調節電位器帶零位開關,逆時針調節到底能聽到咔嗒一聲,完成零位合閘,順時針調節為升壓,逆時針調節為降壓。

            13、檢流計:指示平衡情況。

            14、電池開關/靈敏度調節旋鈕:有三個用途:(1)檢流計電池的開關。(2)在“關”位置時,短路比例電位器,斷開檢流計,防止沖擊電流損壞電橋。(3)調節檢流計靈敏度。順時針旋轉,靈敏度由 小到大。在調節過程中,應逐步提高靈敏度,使指針偏轉對‰旋鈕的微小調節敏感。

            15、定位千分比調節:為電橋電阻調節旋鈕,外圈數字對應為100‰,內圈對應為10‰、1‰。讀數P=外圈數字+內圈數字,如圖2a)讀數應為720‰,圖2b)讀數應為315‰。

            16、檢流計調零:調節表頭電氣零位。內置放大器、連接線接觸電勢、熱電勢、空間電場都可能使指針偏離零位。應在連線完成,電源打開未升壓時調零,可消除上述干擾。

            17、更換電池:打開電池開關后,若調零時檢流計不動作,可能是電池電量不足,應更換9V方塊電池。方法如下:先關閉電源,并對測量電纜可靠放電,儀器側放,打開底部小門,擰開高壓橋體下部的 尼龍蓋,拉出電池,更換。應注意,電橋工作時電池處于高電位,因此,換好的電池及電池連接線 一定要放回原位,擰好尼龍蓋。

            3、操作說明(WBST-600高壓電纜護層故障試驗儀測試速度大大提高

            3.1定位原理

            利用Murray電橋對擊穿點定位是經典的辦法,方便而準確。電橋法的依據是線芯(或屏蔽層)電阻均 勻,與長度成比例。下圖3為一典型用法。

            鋼帶鎧裝三芯電力電纜,長度為L,B相線芯對鋼帶在L1處擊穿。借助于A相作為輔助線,使用低阻值連線短路N、兩端。L     1段電纜線芯電阻為R1,L2段電纜及A相電纜線芯的電阻為R2。與定位電橋構成Murray電橋回路。其電路原理如圖4。 

            比例臂電阻與10圈刻度盤相連,電阻比例P可由刻度盤讀取,因此:

            由此可見,只要電橋有一定的靈敏度并能平衡,電橋法定位簡單而精準。

            3.2測量步驟

            故障線芯AB,輔助線芯CD,線芯截面相同,長度均為L,測量端距離故障點為Lx。 測量夾紅、黑夾子分別接至電纜線芯A、C兩端,在遠端通過專用C型夾短路線短路D、B兩端。

            1、用萬用表,搖表或其它耐壓設備確認電纜擊穿狀態,記錄各芯的對地絕緣電阻或擊穿殘壓等數值。

            2、記錄待測電纜長度、型號、截面等參數,沿電纜敷設路徑巡視,在遠端短路故障電纜及輔助電纜出線端子,留一人在遠端監護,以免高壓傷人。

            3、接線。儀器接地端可靠接至定位現場接地體。測量首端(紅夾)接在故障電纜線芯,首端電纜上金屬鱷魚夾子跟儀器接地端相連,應與被測電纜鋼帶(或銅屏蔽)可靠連接,測量末端(黑夾)接輔 助電纜線芯。接地棒接在儀器接地端。內置的高壓源輸出“-”極性高壓,通過比例電位器,經二 根測量電纜,加在電纜線芯上,流過擊穿點,經鋼帶和金屬鱷魚夾流入儀器接地端??梢?,金屬鱷 魚夾與鋼帶(或銅屏蔽)可靠相連很重要,否則沒有電流回路,無法定位。 

            4、電源接在AC220V。儀器內電源插座接地點懸空,因此,不要求電源線可靠接地。

            5、電橋調零。電池開關置“開”,旋轉“調零”鈕,(若指針偏左,順時針旋轉,指針偏右,逆時針旋轉)。使檢流計指零。此后電池開關及時置“關”。確認電池開關置“關”!在“關”位置時,不但關 閉檢流計放大器電池,同時短路比例電位器,斷開檢流計??杀苊馍龎喝蓟‰A段的脈沖電流損壞電 橋。因此,在電流穩定前,電池開關必須處于“關”位置。

            6、選擇適當的電壓范圍。對于低電壓電纜,選“5kV”檔,可防止誤操作使電壓過高。

            7、升壓。打開“電源開關”,電源指示燈亮?!案邏赫{節”鈕逆時針到底,零位啟動,工作指示燈亮。

            8、順時針緩慢旋轉“高壓調節”鈕,觀察電壓表及電流表,直到電流表超過10mA。若電流不穩定,可繼續升高電壓,保持一段時間,形成穩定電弧或導電區,使測試過程的電流穩定。

            9、平衡調節。順時針旋轉“電池開關/靈敏度”鈕,逐檔增大靈敏度,至檢流計有明顯偏轉但不過度,旋轉“‰”刻度盤,使檢流計指零(若指針偏左,順時針旋轉,指針偏右,逆時針旋轉)。逐檔提高 靈敏度,使指針偏轉對“‰”旋鈕的微小調節敏感即可。

            10、記下此時“‰”刻度盤的讀數P1‰,應有P1500。

            11、降電壓,關閉“電源開關”,放電,并經另一人確認。將測量鉗交換位置,(回流接地C形夾不必更換位置)。重復步驟(4)至(10)得到另一讀數P2,應有P1+P2=1000。該過程能避免讀數及測量鉗使用上的錯誤,P1+P2不必追求完全等于1000。在9901010之間均屬正常。在高壓合閘,無電流輸出,當前靈敏度檔重復調零能得到更為準確的比例。

            12、計算故障點的位置

            Lx = 2 _ L _ P1

            應特別注意公式中的“2”,因為輔助電纜使參與計算的電纜延長了一倍。

            4、使用經驗

            4.1測量鉗的正確使用

            在預定位故障點時,測量鉗的紅黑夾子分別接至比例電位器及檢流計,相當于雙臂電橋的P、C端,顯然 不能直接短路,鋁芯表面有氧化層,應砂光處理。

            4.2使用該設備完成耐壓試驗

            該設備可以用于耐壓試驗,與一般耐壓設備不同,它不能過流跳閘,應觀察電壓及電流表的讀數判斷絕 緣狀況。接線應注意:兩個測量鉗同時輸出高壓,應同時接至電纜線芯,金屬屏蔽或其它線芯接儀器地。

            4.3如何使電流穩定

            電橋在穩定電流下才能平衡。升壓前,靈敏度檔應位于“關”位置,短路電橋,防止沖擊電流損壞檢流 計放大板。開始升壓時,高阻擊穿點往往有爬電,使電流波動,保持*大電流幾分鐘,電流將趨于穩定。 某些閃絡型故障,需要更長時間,故障點經頻頻放電,形成電弧后,電流達到穩定。使用脈沖源和定位 電橋同時加壓,可提高燒穿功率,縮短電流穩定時間。

            4.4電橋的靈敏度選擇

            充分理解影響靈敏度的因素對測試有幫助:

            1、通過電橋的電流越大,靈敏度越高。

            2、電纜導體電阻越大,電橋獲得的靈敏度越高,即細而長的電纜靈敏度較高,粗而短的電纜靈敏度較 低。對于截面大,長度短的電纜,應盡可能增大電流,選用較高的靈敏度檔位。

            3、對于相間擊穿的定位,選擇截面較小的線芯為橋臂,靈敏度較高。

            4.5輔助線芯截面不同時的換算

            可以采用不同截面的線芯作為輔助電纜,計算時,應將輔助電纜折算至故障電纜的長度。如故障截面為 Sx,輔助電纜為S,則上述公式變為:

            X = P1‰×(1+Sx/S)×L

            可以直觀理解為:輔助電纜愈細,電阻愈大,相當于更長的故障電纜。

             4.6成盤電纜的定位

            高壓電纜故障定位電橋為敷設現場定位而設計,當然也可以用于出廠試驗中的缺陷點定位。區別是測量鉗夾在電纜的兩端,不必使用低阻短路線,沒有輔助電纜參與平衡,計算公式不能有“2”, 如下:

            X = L× P1

            4.7銅帶,鋼帶能作為橋臂嗎

            電橋定位的精度有賴于導體電阻均勻,電纜廠不一定焊接銅帶、鋼帶搭接頭。銅帶接觸電阻小,對定位 精度影響很小。鋼帶應小心,可能會引入較大誤差,應該心中有數,盡量避免利用鋼帶定位。

            4.8架空電纜的定位

            架空電纜通常為單芯,僅有絕緣層,浸水耐壓試驗發現的缺陷點同樣可以定位,與其它成盤電纜唯依不同在于,接地極為水??蓪x器地接至水池的接地點,或用銅帶放在水中,作為接地極。

            4.9多點缺陷點定位

            這里,有必要區分缺陷點是低阻點還是擊穿點。理論上,定位比例指向多個漏電流構成的重心,因此電 橋法不能定位多個故障點。運行電纜上,故障過電壓浪涌偶爾能造成電纜多處弱點依次擊穿,導致多點 擊穿。但多個擊穿點情況很難一致,隨著直流電壓上升,*弱的點先擊穿,流過絕大多數電流,根據比 例計算的位置十分靠近該點。剔除該點,再找下一點。實際中碰到兩個以上點同時流過較大電流的機會 很少,可以說,碰到多點擊穿導致定位不準的幾率,比中大獎更小,因此,不必擔心電橋難以定位多點 擊穿。沒有擊穿的低阻點,隨電壓升高,大部分轉化為擊穿點。特殊的低阻點,如成批材料絕緣不好, 定位比例總是在 50%左右,值得警惕。

            4.10相間擊穿定位

            與前文例子的區別僅僅為,電流應通過另一線芯流回電橋,因此,相間擊穿的另一線芯應接至電橋地。 實際中可能是:相間擊穿及相與屏蔽擊穿共存,不妨將其它線芯及屏蔽都接地,結果大多為:相間擊穿 及相與屏蔽擊穿是同一點。                                        

            4.11無良好絕緣輔助線芯的處理

            4.10條中類似,可能所有相間及屏蔽都擊穿了,找不到輔助電纜相。方法是:用萬用表挑一相絕緣電 阻較大的為輔助電纜,道理與多點擊穿類似,不難想通。如都燒成一體,為金屬性短路,只能利用平行 敷設的其它電纜了,還不行,只能放臨時輔助電纜??紤]到該套儀器中其它方法可用,*終束手無策的 機會并不多 ,從提高定 位技術的角度講,我們很希望碰到定不出來的故障,可惜至今還沒有這樣的挑戰。

            4.12單芯電纜絕緣缺陷點定位

            單芯電纜通常為35kV及以上的高壓電纜,定位接線如下圖6。

            與多芯電纜*大的不同是,外界干擾影響電橋平衡的可能性加大,短接M、XN、Y點的金屬護套很有 效,參考第4.14條。高壓電纜間距較大,應選配大長度短接線。

            4.13高壓電纜護套缺陷點定位

            高壓電纜外護套故障測距儀是定位電纜護套缺陷點*有效的方法,接線如圖7。詳細內容請參考本公司的 相關資料。

            4.14 干擾類型及排除方法

            對大截面電纜精準定位,需要高靈敏度的檢流計,本儀器消除了高壓源對電橋檢流計的干擾,大大衰減 了外界干擾訊信號。但仍可能有一些干擾影響電橋平衡。單芯電纜定位的工頻干擾。故障電纜附近,通常有其它線路在運行,流過工頻大電流。故障電纜芯與輔 助電纜包含的面積愈大,磁場感應干擾也愈大。多芯電纜由于包含的面積小,加上金屬護層的屏蔽作用, 不影響平衡。但是定位高壓電纜,可能干擾太大,無法平衡。以高壓電纜護套缺陷點定位為例,改善方 法為:將故障相及輔助相的線芯兩端接地,或在兩端將線芯彼此短接,形成反相磁場,效果明顯。

            4.15斷芯電纜定位

            不能定位斷芯故障是高壓電橋法*大的不足。好在完全的斷路在電力電纜中不多見,完全斷路可以選配 數字電容表解決,方法見第4.16條。斷線故障定位*好用HDTDR波反射法定位儀。 運行故障中,大電流燒熔線芯及金屬屏蔽層,斷芯不完全,往往伴隨著短路,電橋法可以定位。小截面 鋁芯電纜,制造中已部分拉斷線芯,但內半導電層還貫通,半導電層作為電橋電阻的一部分,使定位比 例不正確。定位比例接近0‰或999‰。

            用萬用表測量線芯電阻,可以判斷是否為斷芯故障。斷芯時,定位比例不正確。波反射法是更好的方法。 繞包的銅帶或鋼帶不易斷路,可嘗試用金屬屏蔽作為橋臂定位。


            除上述提及的高可靠性、低損耗新型電力電子元器件和系統技術外,要建設新型電力系統,還需要高效、低成本、電網支持型新能源發電和非電利用技術,清潔、高效、低成本的氫能生產儲運轉化和應用技術,以及可靠、高效、低成本、長壽命的新型儲能技術等。這不是依靠行業內一家公司、一家科研院所就能獨立完成的,而是需要全產業鏈上下游共同努力,匯集各環節的先進技術和發展智慧。這也是新型電力系統技術聯盟成立的意義所在,既是推進新型電力系統高質量發展的重要保障,也是促進能源行業協同發展的更新之舉,推動技術更新快速突破和成果協同轉化,實現新型電力系統事業聚變式發展,實現能源領域資源*優化配置。

            未來,新型電力系統技術聯盟將開展新型電力系統實施路徑研究、大型風光基地輸電通道電源優化示范研究、服務新型電力系統構建的電力市場相關的關鍵技術研究、大規模清潔能源并網送出關鍵技術研究、新型電力系統源網荷儲協同規劃研究、新型電力系統碳排放追蹤與減排技術研究、主動支撐新能源發電及組網運行技術研究、新型電力系統網絡可靠防護研究等。

            作為全球知名的智慧能源系統解決方案提供商,正泰集團將錨定雙碳目標,以綠色低碳技術、電力電子技術為核心,打造企業低碳智能電氣設備核心競爭力;以數字孿生技術為基礎,積累數據資產轉型、數字化運營能力;以碳管理系統為抓手,打破企業經營決策信息壁壘;以新的業務模式帶動新的利潤增長,打造服務型企業。未來,正泰集團將聚焦綠色能源、智能電氣、智慧低碳核心業務等,助力節能降碳、加速能源轉型。

             


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