高压充油电缆漏油故障定位方法应用及探讨

作者:黄小卫;臧源源;王和喜 刊名:《电线电缆》 上传者:陈宇

【摘要】高压充油电缆因其电气性能稳定而广泛应用于输配电领域,但却容易受外力破坏或者其它原因导致渗油漏油。对可能用于充油电缆漏油故障定位的几种方法进行了分析,探讨了其适用范围和各自的优缺点,并进行了改进,拓展了适用范围。对充油电缆发生漏油故障时,压力降与流量的变化关系进行了分析,提出了压力一流量比例的方法,将统计学观念应用于漏油故障定位,以提高定位精度。此外,还对负压波在充油电缆漏油故障定位中应用的可行性进行了探讨。

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0引言充油电缆是利用补充浸渍原理来消除绝缘层中形成的气隙,以此提高电缆工作场强[1]。由于其可靠性高、维护工作量少、电缆及附件通用率高、适用电压等级高等优点[2],从1924年意大利安装的第一条充油电缆开始[3],它就广泛应用于高电压长距离的输电领域。1983年投运的加拿大本土与温哥华岛跨海联网工程采用的就是39km(两段,分别长30km、9km)500kV充油电缆[4];2009年6月30日投运的海南联网工程使用的也是31km500kV充油电缆[5];2012年开始规划建设的英国WesternLink英格兰苏格兰联网工程采用的海底电缆,其电压等级600kV,长度420km,电缆类型仍然是充油。可见充油电缆还将在输电系统中继续得以广泛运行。充油电缆电气性能稳定,其自身电气击穿的几率非常小,因此更多的故障是由于外力破坏或者施工工艺的差异导致电缆出现漏油。对于海底电缆来说,出现的故障更高达90%以上是由于外力破坏所导致的[6]。充油电缆一旦出现此类故障,将会向外排油,以防止外部潮气、水分等侵入电缆内部,造成电缆的损伤。充油电缆的供油系统一般都安装有流量、压力监测装置,因此完全可以利用电缆向外排油时检测到的压力、流量等相关信息,对漏油点进行定位。1冻结法漏油点测寻用冻结法进行充油电缆漏油点故障测寻的原理如图1所示,图中X点为漏油点,泄漏点查找过程中需要测量观察电缆两端油压。故障定位时首先用液氮或液态空气冷冻A点绝缘油[7],若图中压力表示数P1不变,P2下降,则漏油点X在A点右侧;然后在A点左侧寻找B点,用同样的方法在故障电缆右端B点进行冷冻,若P1下降,P2不变,则漏油点在AB之间。在AB之间反复寻找冷点进行测寻,缩短故障点的范围,直到找到故障点。图1两端供油充油电缆冻结法原理若充油电缆为一端供油,需将完好的电缆与发生泄漏的电缆油通道在一端连接起来[7],如图2所示,然后采取上述方法进行故障测寻。图2一端供油充油电缆冻结法原理图用冻结法进行漏油点定位的方法可以查找到轻微的渗漏油故障,但是此种方法需要反复进行测寻,花费时间较长;对于水底或者海底充油电缆,冷冻则不易实现,而且水底或者海底充油电缆故障后需要向外排油,不宜将一端与供油系统进行隔离;另外电缆一般敷设于地下,反复测量过程中也需要反复开挖,电缆越长,工作量越大。因此,冷冻法进行漏油故障点的定位适合于陆上距离不太长的充油电缆。2流量法漏油点测寻2.1流量法泄漏定位的原理传统的流量法需要电缆两端压力相同,用流量法进行漏油故障点定位时,需要将故障电缆与完好电缆的另一端连接起来[8],如图3所示,其中C相X点发生漏油,L为单相电缆长度。按照流体力学的相关理论,长管道的压力降为管道体积流量与流阻之积,如图3所示,从B相电缆首端到漏油点与从C相首端到漏油点压力降是相等的,图中流阻与距离是成正比的[9-10],则可以得到QCx=QB(2L-x)(1)式中,QC、QB分别为C相和B相电缆油道中的体积流量,由安装在供油系统入口处的流量计测出。则可以计算得出漏油故障点据C相首端的距图3流量法漏油故障定位示意图离为:x=QBQB+QC2L(2)为消除环境温度等因素造成的干扰,常采取的措施是在式(1)中B、C两相的流量同时减去正常相A相的流量,得到校正后的漏油点距离为:x=QB-QAQB+QC-2QA2L(3)2.2流量法泄漏故障定位的改进上述流量法泄漏定位只适用于一端供油的充油电缆,而且当电缆断成两节时,该方法也不适用;对于两端供油的系统,由于电缆两端压力不相同,则同样无法实现。实际上绝缘油在电缆油道中流动时,属于流体

参考文献

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