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变压器综合在线监测设备

SH-HLMS高压电缆接地环流在线监测系统

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一、产品概述

当线路单芯电缆的金属护套出现2点或多点接地时就会在金属护套中形成环流,当金属护套中环流较大时,环流损耗会使金属护套发热,破坏电缆的主绝缘,威胁电缆运行安全。因此研究有效的电力电缆在线监测方法,对保证电缆安全可靠的运行至关重要。

SH-HLMS高压电缆环流在线监测系统可监测的故障类型有绝缘材料缺陷、绝缘材料老化、金属护套多点接地、短路故障等。

二、监测原理

高压电缆在运行过程中护套绝缘常受到破坏,出现2点或多点接地故障而发生电力事故因此、保证高压电缆线路金属护套至少有一处良好的接地点十分重要。

1、不论是单端接地系统还是交叉互联接地系统,其因单芯电缆金属护套与芯线中交流电流产生的磁力线相铰链,使其两端出现较高的感应电压,故需采取合适的接地措施,使感应电压处在安全电压范围内(通常不超过50V)。

2、在电缆不太长的情况下, 110kV及以上高压交联电缆的外护套通常是采取一端直接接地,另一端通过保护器保护接地,如下图所示:  单芯电缆构成的交流传输电路,电缆导体与金属护套间的关系可以看作是一个穿芯变压器,当电缆芯线通过负荷电流时,会产生漏磁通,漏磁通与电缆金属护套铰链,金属护套有感应电势,电缆金属护套只有单点接地,没有形成闭合回路,不会形成环流。

环流产生的原理图

3、当电缆较长时,110kV及以上单芯高压交联电缆的护套通常是交叉互联接地或是两种接地方式组合,如下图所示:如果电缆线路三三段的长度是相等的,三相负荷是平衡的,由于各段金属护套产生的电压幅值基本相等,相位相差120度,经过交叉互联后两个直接接地点之间的电位差接近于零,所以金属护套基本没有环流,最高感应电压也为每段电缆的感应电压。

4、当线路单芯电缆的金属护套出现2点或多点接地时就会在金属护套中形成环流,环流的大小与电缆相应的长度,导体中电流大小有关。当金属护套中环流较大时,环流损耗会使金属护套发热,破坏电缆的主绝缘,威胁电缆运行安全。

结论:

A.对于护层绝缘良好的单端接地电缆线路,流入直接接地端的仅有电容电流,数值很小,与电缆结构大小有关,与电缆线芯电流无关。

B.对于有护层绝缘缺陷的电缆线路,护层循环电流中会产生感性电流分量,导致流入电缆终端直接接地点的电流将变大,具体电流值与护层的接地点数量、接地电阻值及线芯电流等参数有关。

C.对于特定的电缆线路,在外部环境没有发生变化的情况下护层电流和线芯电流的比值应该是一个常数。

D.通过监测高压电缆护层的循环电流,可以判断高压电缆金属护套是否存在多点接地等故障。

所以,在高压电缆的实际运行中,电缆芯线运行电流是否超负荷、主绝缘及护套绝缘是否存在缺陷,都可以从电缆金属护层电流的变化反映出来。若能实时监测运行电缆金属护套的循环电流指标,对于避免电缆长期过载运行,负荷调节,安全运行维护等方面都具有重要意义。电力系统网络构架:

四、功能特点

● 实时监测:

对电力电缆的接地环流进行实时监测,可及早发现电缆环流异常,防止由于环流造成严重的电缆故障。

● 护套绝缘监测:

护套绝缘层的完好是电缆可靠运行的电气需要,护套绝缘在线监测有许多好处:  随时报告电缆外护套的损坏情况,防止主绝缘受到致命损坏。通过连续检测金属护套接地电流来监测护套绝缘,是目前不改变线路连接,不影响运行的唯一可行办法。

● 瞬态超限锁定报警和过流保护功能:

可实现对接地电流的瞬态超限监控,要求能锁存并上报,以便为电缆的运行情况提供参考指标。

● 超标自动告警或者异常变化自动告警功能:

在集中监控中心对接地电流参数超过预设值时发出视听告警,在集中监控平台的图形展示界面上报警,以及通过语音、弹出窗口方式自动通知相关人员,并自动将报警资料存档。

 

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