[发明专利]电缆绝缘泄漏电流的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及到电缆绝缘泄漏电流的测量技术，尤其涉及到一种用介质损耗角正切法测量电缆绝缘泄漏电流的方法。

背景技术

电缆输电工程主要属于地下工程，表面无法实时观测，能监测其“绝缘程度”就尤为重要；每一条电缆都承载一定量的用户，线路发生突发性停电事故，会造成巨大的经济损失和不良的社会影响。应用在线监测与故障诊断技术的特点是可以对电力电缆的运行状态进行连续或随时的监测与判断，可避免以前周期性预防性试验的缺点，使现有的设备运行方式从“到期必修”过渡到“该修则修”时代，在线监测技术的发展与应用将为电力系统的正常运行带来更好的经济效益和社会效益。目前的电缆绝缘在线监测技术以及存在的问题如下：

1、直流法：

1.1现有实施技术特点：

直流法电缆绝缘在线监测技术是以电缆绝缘材料固有的水树枝整流的特点，水树枝整流特性变化的情况与电缆本身的绝缘变化情况有很好的相关性。通常是在电缆头接地处安装“直流电流成分测量仪”采集又水树枝整流作用发生的直流电流量，通过监测水树枝整流特性变化的情况可以反映出电缆本身的绝缘变化情况。

1.2技术实施的问题所在：

●电流数额小，测量精度很难保证，测试结果离散性比较大

由水树枝整流特性产生的直流电流分量很小，如水树枝整流直流电流分量小于1nA时绝缘为良好，直流电流分量大于100nA时绝缘为不良，介于二者之间时需要加强观测属于预警期。纳安级别的电流信号采集处理对目前的仪器仪表比较困难，测量精度很难保证，测试结果离散性比较大；

●直流法测量时需要断开被监测电缆的所有接地点，这样对目前的应用场合来说实施比较难；应用电缆必须有可靠的接地；监测设备出现异常会影响主系统的正常运行。

●应用电缆采用外层多处接地，多点接地对直流分量测量影响大，多点接地将起到分流的作用，其它接地点很好再添加监测装置。

2、流在(低频)叠加法：

2.1现有实施技术特点：

直流(低频)叠加法是通过在运行的电缆中叠加一直流电压，在另一端头监测对地的直流电流，测量绝缘电阻的办法反映电缆绝缘变化程度。

2.2技术实施的问题所在：

●直流(低频)叠加法测量时需要断开被监测电缆的所有接地点，这样对目前的应用场合来说实施比较难；应用电缆必须有可靠的接地；监测设备出现异常会影响主系统的正常运行。

●应用电缆采用外层多点接地，多点接地对直流分量测量影响大，多点接地将起到分流的作用，其它接地点很好再添加监测装置。

●直流(低频)叠加法也是测量对纳安级别的电流信号采集处理，同样对目前的仪器仪表比较困难，测量精度很难保证，测试结果离散性比较大；

3、电桥法

电桥法与上述的直流(低频)叠加法测量比较相似，测量中的困难和问题与上述基本相似。

4、零序电流监测法

电缆绝缘程度泄漏电流监测一般采用监测零序电流的方式，由于6kV～36kV电缆三相接地由电缆本身结构决定，三相各分相的泄漏电流在外部测量时无法“分离”，通常测试的电流成分是三相各分相对地泄漏电流的“矢量和”，只有电力系统出现“单相接地”故障时，才能测量到单相接地电流；正常监测到的电流成分不能真实反应电缆的绝缘泄漏。

5、介质损耗角正切法

对6kV～36kV电缆实施在线介质损耗角正切测量比较困难，目前6kV～36kV电缆的使用又比较大，在线监测工作需求比较迫切。介质损耗角正切值是通过电压互感器取电压信号和用电流互感器取对地的泄漏电流来实现介质损耗角正切值的测量，6kV～36kV电缆三相接地由电缆本身结构决定，是从内部交合到一起的，单相接地电流不能分离测量，但计算介质损耗角正切需要各相的对地电流测量值。而目前的介质损耗角正切测量只能实现离线测量。

如图1的电力电缆切面图中，电力电缆A、B、C各相电缆芯外的屏蔽层面是粘合在一起的，不可能做到每相分离，这样在实际的应用中为测量A、B、C各相对地的泄漏电流带来了困难。

如图2的电力电缆等效电路图中，A、B、C是各相导电电力电缆芯线，Co1、Co2、Co3分别是电缆A、B、C各相导电芯对地的等效分布电容，Iag、Ibg、Icg是电缆A、B、C各相导电芯对地的泄漏电流，处于正常运行的电缆，流过电缆屏蔽层的泄漏电流是Iag、Ibg、Icg是电缆A、B、C各相导电芯对地的泄漏电流的“矢量和”，即Iag+Ibg+Icg。