矿用信号监控电缆MHYVP屏蔽电缆

　　核心词：矿用 信号 监控 电缆 MHYVP 电缆 
　　目前电力输电网络的平均寿命是30年。而现在世界上大约32%的高压电缆线路采用油浸纸绝缘电缆。然而,充油电缆相对比较老旧。一方面,该类型的电缆因老化过程而引起的故障率仅为12%,另一方面,对充油电缆的故障预计将保持在稳定的低水平或将呈现线性增长。
　　1、矿用信号监控电缆MHYVP屏蔽电缆:进行了不同类型的诊断和耐压试验
　　为了评估充油电缆的实际状况和(或)避免充油电缆意外故障,人们进行了不同类型的诊断与耐压试验。对于新安装的电缆线路,在IEC或IEEE标准里规定了许多条款,这些条款给出了试验类型和试验电压水平。然而,对于已经服役老化、改造或者修理过的电缆线路,现场诊断测试经验仍然是有限的。国际规程支持了几次维修活动,并提出评估充油电缆实际状态的不同方法。如今,几乎所有的供电部门对电缆状态评估技术的开发是必不可少的,尤其是了解其老化过程,这一点在资产管理问题上变得越来越重要。对于充油电缆的现场诊断,当前绝缘状况的相关信息可以通过测量损耗因数tanδ得到。需要强调的是在U0或更高电压下测量运行状态下的电缆损耗因数已经成为油浸绝缘的一个很重要的诊断手段,因为它是非破坏性的诊断方法,不会对绝缘带来附加的应力。
　　2、矿用信号监控电缆MHYVP屏蔽电缆:解释测量结果并确定各参数的可接受范围是非常重要的
　　因此,在现场诊断中,重要的是如何解释测量结果以及确定各参数可接受的范围。参考文献给出了不同类型电力电缆的大部分典型类型缺陷的评估方法,在此基础上,图2给出了局部放电和损耗因数测量在诊断中的适用性。考虑到电缆绝缘中发生的典型缺陷以及由此导致的绝缘恶化,下面的因素值得关注:运行应力,环境应力以及人为影响。后者所强调的主要涉及在电缆的现场装配中,人为影响电缆及附件的初始寿命。运行和环境的影响主要发生在运行过程中。上面提到的这些的影响是不可避免的。由于高压电缆绝缘及附件中的电场强度极高,因此高压电缆中的局部放电缺陷劣化过程比中压电缆中更快。然而,针对某一类型的绝缘,例如浸渍绝缘电缆或者高压电缆附件,运行寿命期间会发生局部放电。但是通常高压电缆被认为在运行期间,局部放电是不会发生的。因此,为了检测运行中的高压电缆绝缘放电缺陷的存在,现场检测的电压必须比U0高(过电压)。结合局部放电检测,我们可以了解到关于局部放电发生的信息:局放起始电压、局放熄灭电压、局放水平。如图3。作为地下传输线的一部分,不同类型的纸绝缘电缆被广泛应用,但需要考虑的是特定类型的油纸绝缘电缆系统的平均寿命已经超过40年。比如,在荷兰,超过45%的高压充油电缆是在1970年以前开始运行的。对于额定负载电流,绝大部分荷兰在运高压电缆并没有处于满负载状态(约处于满负载的40%)。荷兰电力输电系统出现故障较少,正是由于较少的故障,关于电缆的实际运行及老化状况的了解还是很有限的。众所周知,热劣化和机械劣化是油纸绝缘的主要劣化机制,而局部放电会加速这一过程。电应力,比如操作或雷电过电压会导致油纸结构的物理损伤。劣化的影响会使纸绝缘的气隙水分以及溶解性气体增多,这会导致绝缘纸的电导增加。服役多年的高压系统的绝缘会被多种应力因素影响,而这些影响会使预期的寿命受到不利影响。
　　3、矿用信号监控电缆MHYVP屏蔽电缆:这些应力来自正常工作环境或高压电缆及附件老化引起的异常工作环境
　　这些应力源于正常的运行环境或者高压电缆与附件老化带来的异常的运行环境。尤其是电应力和热应力可能会造成绝缘性能永久的劣化,这会导致绝缘寿命的下降。f当温度升高时,热稳定性取决于损耗因数。众所周知,当温度较高时,热老化会使化学反应速率加快。电老化和热老化是电缆绝缘老化最主要因素。其中,k为反应速率系数;A为常数(最大反应速度);Ea为活化能(发生反应所需的最低能量);R.T为在某一温度下的分子平均能量;R为分子气体常数;T为绝对温度。根据此公式,可以计算绝缘寿命,而绝缘寿命和线芯温度密切相关。假设15℃时电缆的寿命为100年,而60℃时寿命以不足10年。所以,使用阿雷尼乌斯公式可以了解不同负载下的电缆绝缘的劣化速度,如图4a。对于温度——预期寿命边界条件,可以给出电缆的预期寿命和电缆负载间的关系,例如,当电缆负载为最大载流量的30%时,预期寿命为100年,如图4b。当负载由30%提高到60%时,使绝缘劣化成倍增加,预期寿命变成原来的一半。负载再增加,寿命减少更多。当负载为100%时,寿命变成30%负载时寿命的十分之一。根据经验,我们可以得出结论,关于绝缘的完整性,几个问题需要考虑。内部绝缘油从终端泄漏。
　　4、矿用信号监控电缆MHYVP屏蔽电缆:这些问题可能发生在电缆绝缘或电缆附件中
　　根据劣化类型的不同,这些问题可能发生在电缆绝缘或电缆附件中。在交流过电压下通电并测试大电容部件如长电缆,需要无功功率大约为几个兆伏安。而阻尼交流系统只需要较少的功率便能给大电容负载充电,同时还具有体积小重量轻的优点。表1所示为230kV电缆线路现场测试时的一些参数。阻尼振荡波电压是采用一个充电电流,使得容性试件和空气电感产生谐振,由于没有无功功率补偿,便会产生一个衰减的正弦电压,如图5。交流阻尼试验可以和局部放电测量或者损耗因数测量的诊断结合起来。测量损耗因数时是采用一个交流阻尼正弦电压,测量频率为电缆电容和空气电感谐振的频率fr,然后分析阻尼电压波形的衰减特征。人们尤其关注此类电缆的实际劣化状况,以便确定他们未来的表现,例如允许的负荷和预期的寿命。总所周知,在高压电缆上施加额定电压或者诸由如闪电、开关操作等产生的非正常电压时,绝缘有可能失效。当施加在绝缘上的场强超过他们的介电强度时,失效总是会发生的。更重要的是,由于长期的分解,绝缘会发生局部或整体劣化。当考虑测量充油电缆的损耗因数时,需要指出的是,与耐压试验相反,tanδ可作为评判高压油浸绝缘电缆的质量指标。通过这种方法,可以直接表征出绝缘的质量。对所获得的绝缘劣化信息的考虑作为未来检测的趋势尤其重要。对于充油电缆,tanδ就是劣化指标,即,随着劣化的进行,tanδ升高。因此,搞清楚tanδ和老化过程之间的关系对于评估绝缘状态非常有帮助。tanδ的值不仅和电场强度有关还和温度有关。另一个重要的信息就是电缆的长期负荷。新的未老化的浸油绝缘在50Hz交流电压下的损耗通常是很低的,最大值应该不超过20×10-4。而且,施加电压的大小与损耗值的变化之间并无密切联系。

例如,当电压从0.5U0升高到2.0U0时,△tanδ不超过10×10-4。当热老化的发生,且tanδ上升到50×10-4时,热击穿变的可能,如图6。第一根电缆为150kV,运行49年;第二跟为230kV,运行33年。根据此图可以得出结论,运行电压等级的不同,tanδ有着很大的差别。如何基于现场tanδ测量对充油电缆进行状态评估非常重要。图7通过两种不同充油电缆所得到的损耗因数的结果:a)-b)150kv电力电缆,长度为850m,服役49年;c)-d)230kv电力电缆,长度13314m,服役33年。为了支撑对现场损耗因数测量结果的解释和分类,一个类似于现场测试的研究在实验室进行。研究的主要的目的是为了弄清楚现场tanδ测试结果的规律。图8所示为实验室实验的思路与方法。研究的主要目的是为探讨tanδ诊断应用而制定决策支持模型。△tanδ与电场强度关系(在现场诊断时可能施加的电压)和△tanδ与温度关系(与电缆运行负荷变化相关),两者都是绝缘诊断的指标。实验室研究在测试时施加在样品上的电场强度的范围为0.7kV/mm—6.1kV/mm。对油浸绝缘热老化样品,△tanδ与电场强度关系的研究在恒定温度下进行,试验电压换算成每单位标称电压分别为0.09U0和0.84U0,显而易见tanδ与△tanδ都是与电缆运行寿命息息相关的指数。
　　5、矿用信号监控电缆MHYVP屏蔽电缆:相对值的变化反映了给定老化条件下材料的变化
　　将这两个值进行线性画图,在这里引入tanδ相对值,使用tanδ相对值的优势在于它能描述与运行寿命的线性关系,并使计算简化,引入tanδ相对值的另外一个理由是因为在实验室研究所获得的绝对值与具体样品特性和实验条件有关,而相对值的变化反映的是给定老化条件下的材料变化。实验室获得的相对值与现场诊断获得的值具有可比性。特别是取决于对资产管理目标信息的分析来描述电缆系统的实际情况,以便业主将其作为维修决策的数据输入。对于已经服役并老化的电力电缆,损耗因数和测量电压间的关系是电缆线路(充油电缆)的热稳定性非常有用的信息,如图8-9所示。电缆系统损耗处于危险的水平是:在额定电压U0下,tanδ大于0.8%;△tanδ大于0.3%。对于服役并老化的充油电缆线路,热老化是老化过程中最主要的过程。老化的速度主要和温度有关。而温度依赖于电缆的负载,因此了解历史负载的信息对于了解老化状况非常重要。所以,如何让电缆运行而又不引起加速老化是很重要的一点,换句话说,掌握电缆绝缘的真实状况和运行历史(历史负荷),让电缆在某一时间段内服役保持无故障是很重要的一点。如果在服役一段时间后,负载增加,绝缘劣化会加剧,寿命会缩短。而增加负载后可用的服役时间是非常有用的信息。显而易见,基于对具有类似运行历史的两条电缆的损耗因数的分析,不同运行寿命的电缆在未来不同负荷曲线下将产生不同的效果。图10预期寿命同以往和未来负载的关系:a)服役35年,以往的平均负载为35%,tanδ约为0.5%,△tanδ约为0.3%;b)服役40年,矿用橡套电缆以往的平均负载为35%,tanδ约为0.2%,△tanδ约为0.1%。绝大多数高压电缆的绝缘是充油绝缘,这类电力电缆可以由热老化带来的寿命消耗来表征。老化带来绝缘热性能和电性能的下降,这些性能的下降会影响热稳定性。如在未来不断变化的负荷曲线情况下。评估油浸绝缘老化状态的需求不断增长,以获得可接受的未来的负荷分布决策支持模型的开发。损耗因数随温度的升高而升高表明热不稳定性的开始。对于已运行的线路,现场在高压下测量运行电缆的损耗可以采用交流阻尼电压。损耗因数随电场强度(现场诊断可测量的)的增加而增加表明电导率的增加和击穿场强的下降。现场测试和实验室实验相结合对于研究tanδ与负载的关系以及低温下的tanδ的变化值非常有效。由7所得到的信息可以被用来根据以往负载和老化情况来确定未来的负载状况。
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