基于局放和介损的10kVXLPE电缆绝缘诊断研究

摘要

随着电力基础建设的迅猛发展，城市配网的不断扩大，XLPE电力电缆在城市配网中低压等级中占据越来越重要的地位，一旦电缆线路发生故障，将造成无法预计的停电损失。如何对10kVXLPE电缆绝缘“健康状况”进行优化诊断，对于及时掌握设备运行状况，制定正确检修策略，减少电缆线路非正常停电事故的发生，确保其运行可靠性意义十分显著。
　　本文通过采用ANSYS对电缆附件复合界面受潮、外半导电断口台阶、主绝缘划伤等典型缺陷的静电场分布进行了计算，定量分析了不同缺陷的危害程度。基于对XLPE电缆的局放脉冲信号传播过程中幅值、频率以及脉宽的变化规律的仿真研究，重点建立了电缆接头复合界面不同程度受潮缺陷的等值电路模型，仿真提出了一种基于TDR法检测其受潮缺陷的方法及典型图谱。
　　同时，通过建立计及松弛极化过程的XLPE电缆绝缘介质损耗数理模型，对不同长度、密度的多形态水树枝，以及电缆附件复合界面受潮等绝缘缺陷进行了数字仿真，提出了采用超低频介损诊断中压电缆绝缘劣化的方法与适用范围。
　　在理论分析和仿真研究的基础上，采用高频局放带电检测、离线OWTS局放检测及定位、超低频介损测试以及基于脉冲信号的时域反射波法对XLPE电缆绝缘状态进行了现场实测，并对疑似缺陷电缆取样二次复测和解剖分析。提出了10kV XLPE电缆线路绝缘诊断综合方法的框架与实施流程，为工程实际应用提供参考依据。

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1 绪 论

1.1课题背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3课题主要研究内容

2 XLPE电缆绝缘劣化机理及故障类型分析

2.1 XLPE电缆绝缘劣化机理分析

2.2国内外XLPE电缆故障类型分析

2.3国内外XLPE电缆故障情况统计

2.4本章小结

3 XLPE电缆缺陷的局部放电及接头受潮研究

3.1电缆附件典型缺陷电场仿真分析

3.2电缆局放脉冲信号传播特性研究

3.3电缆接头受潮缺陷识别与定位仿真研究

3.4本章小结

4 超低频介损与XLPE电缆绝缘老化关联性研究

4.1 XLPE电缆的超低频损耗模型

4.2超低频损耗与XLPE电缆绝缘劣化的关系

4.3水树不均匀绝缘劣化和接头受潮研究

4.4本章小结

5 XLPE电缆现场绝缘状态检测技术研究

5.1电缆绝缘状态检测方法研究

5.2电缆绝缘状态现场检测实例

5.3 XLPE电缆绝缘诊断方法与检测流程

5.4本章小结

6 总结与展望

6.1全文总结

6.2后续工作展望

致谢

参考文献