文章由山东华科信息技术有限公司提供
在电力输配网络中,架空绝缘电缆作为城市电网的重要组成部分,其运行可靠性直接影响着供电质量。局部放电现象作为绝缘劣化的早期征兆,准确监测对于预防电缆故障具有重要意义。本文基于暂态地电压(TEV)检测原理,系统阐述适用于架空绝缘电缆的局放在线监测解决方案。
一、技术背景与需求
架空绝缘电缆因长期暴露于户外环境,易受温度变化、机械应力、污秽附着等因素影响,导致绝缘层内部产生气隙或裂纹。当局部场强超过介质耐受强度时,将引发局部放电(PD)现象。若未及时干预,可能发展为绝缘击穿事故。传统定期巡检方式存在检测盲区,亟需建立实时在线监测体系。
二、暂态地电压检测原理
暂态地电压检测是一种非侵入式局部放电检测技术,其物理基础为电磁脉冲传播理论。当电缆绝缘内部发生局部放电时,会产生宽度为纳秒级的脉冲电流,该电流通过电缆接地线或金属护套传播时,会在设备表面感应出暂态地电压信号。监测装置通过高频传感器捕捉该信号,经带通滤波和数字信号处理,提取放电特征参量。
三、系统架构设计
传感器部署方案
采用环形耦合式TEV传感器,安装于电缆终端、中间接头等关键节点。传感器内置电磁屏蔽层,有效抑制空间干扰。对于三相电缆系统,每相独立配置监测单元,形成分布式感知网络。
数据采集与传输
前端设备支持标准采样,确保脉冲波形完整捕获。通过4G/5G无线🛜专网或电力线载波(PLC)方式传输数据,适应户外复杂通信环境。
四、核心功能实现
阈值预警机制
建立三段式报警策略:当放电幅值超过500mV时启动注意值告警;超过1000mV时触发动作值告警;结合脉冲重复率变化趋势,生成设备劣化预警。
趋势分析功能
系统自动生成放电活动日变化曲线、周频谱图及月趋势报告。通过比较相位分布宽度(Φ)和脉冲峰值(Q)参数,评估绝缘劣化速度。
五、实施效益分析
部署该方案后,可实现以下技术提升:
局部放电检出灵敏度高
故障预警时效性提升
年度电缆故障率下降
预防性维护效率提升
系统符合GB/T 7354-2018局部放电测量标准,通过CNAS实验室认证。适应-20℃至+75℃宽温域运行,满足GB/T 20642-2006户外设备环境试验要求。
结语:
基于暂态地电压检测的在线监测方案,为架空绝缘电缆状态评估提供了精准量化手段。通过构建"感知-分析-决策"一体化平台,不仅实现局部放电的早期预警,更为电缆全生命周期管理提供数据支撑。该技术的应用符合DL/T 1813-2018电力设备在线监测技术导则要求,是推进输配电网络智能化升级的重要技术手段。