[发明专利]一种用于对高压交联海缆工程接头的电容耦合局放检测的方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于对高压交联海缆工厂接头的电容耦合局放检测的方法及系统，其中方法包括：利用高压海缆及所述高压交联海缆的工程接头的铜丝铠装多个电容耦合传感器；所述多个电容耦合传感器设置在周转盘海缆的外柱面和内柱面，所述周转盘海缆的外柱面和内柱面形成组合式垂直传感器阵列；在所述周转盘海缆的上表面设置多个电容耦合传感器，所述周转盘海缆的上表面形成水平传感器阵列；通过多个所述电容耦合传感器检测所述高压海缆的局放特征信号。

技术领域

本发明涉及技术高压电缆检修技术领域，更具体地，涉及一种用于对高压交联海缆工程接头的电容耦合局放检测的方法及系统。

背景技术

随着我国海洋经济的迅猛发展及全球能源互联网的推进，海缆线路的敷设和应用的数量逐年增加，我国沿海经济发达省份如浙江、福建、上海等地越来越多地采用海底电缆作为大陆—海岛间电能传输纽带。从结构上，海底电缆通常会用铅护套和较强的铠装(如粗圆钢丝铠装)等，以提高其抗腐蚀能力和机械强度；通常采用外护套与海水作为外部接地体，以实现运行环境下金属套和铠装层上容性电流、泄露电流的引出外泄。CIGRE TB490、TB496技术指导性文件以及国网企标Q/GDW 11281-2014规定了，交流挤包绝缘海底电缆在出厂前和敷设后需进交流耐压测试，并测量金属屏蔽电阻和导体电阻比，以考核、检验线路绝缘品质和敷设质量。以上检验测试方式存在考核判据单一、无法有效检出潜伏性或微小绝缘缺陷的不足，缺失了利用局部放电状态参量作为海底电缆绝缘缺陷检出的有效技术手段。

局部放电测试虽未列入海底电缆标准规定检测试验项目，但局部放电作为高压、超高压海底电缆线路绝缘故障早期的主要表现形式，既是引起绝缘老化的主要原因，又是表征绝缘状况的主要特征参数。若面向在运海底电缆开展局部放电检测，进一步发掘交联绝缘海底电缆本体及接头中存在的局部放电物理现象，是当前判断该电缆线路运行状态和绝缘品质的直观、理想且有效的状态检测方法。

虽然皆用于电力传输，但高压海电缆系统与高压陆缆系统存在显著差异，主要体现在内部结构、接地形式和运行环境：(1)为满足海下运行环境，从内至外在结构层上，交联海缆比交联陆缆在外护套的外面多了光单元层、内衬层、铠装层以及聚丙烯绳混合着沥青的外被层。增加光单元层用以实现海底电缆的光/电复合传输；增加内衬层用以实现光单元和铠装之间缓冲、隔垫；增加铠装层以增加现场敷设施工的机械强度；增加外被层以实现防海水腐蚀和耐施工磨损。此外，不同于交联陆缆，海缆采用铅合金作为金属护套材料，具备径向阻水能力，并能耐受海洋环境下化学腐蚀。(2)110kV及以上电压等级的高压陆缆线路均为单芯电缆。因电缆金属护套与导体中交流电流产生的磁力线相铰链，使其出现较高的感应电压，故需采取接地措施。通常，短线路(500m)陆缆的金属护层采用一端直接接地、另一端经间隙或保护电阻接地的方式；长线路(1000m以上)陆缆的金属护层则采用三相分段交叉互联两端接地的方式。由于海缆运行环境的特殊性，无法在海缆线路中间进行类似于陆缆那样的交叉换位互联布置及接地。高压单芯海缆一般较长，为了限制长距离海缆的感应电压，在铅护套和金属铠装两端实施互联直接接地，中间段的铅护套和金属铠装相互连接方式则根据实际情况和过电压工况可能采用一点短接、分段短接或者不短接。不管哪种情况，高压单芯海缆的铅护套和金属铠装都将与海水(大地)构成回流通路。(3)高压单芯交联陆缆的运行环境与通道类型紧密相关，具体可细分为直埋、排管、沟道、隧道、桥架。不管陆缆处于何种通道类型，其运行环境整体可概括为处于一个地下紧凑型密闭空间，外护套与土壤或空气直接接触。一回完整的海缆线路包含有变电站内终端区、路上段、潮间段和水下段。其中水下段在回路长度中占比最高，一般敷设于海底的海床上或海床下，而海底地质环境复杂，地震、海床塌陷、滑坡、洋流变化、海洋生物及船只抛锚，都有可能影响电缆的安全运行，因此海缆的工作环境与陆缆大不相同，其运行环境可概括为位于海底，外被层与海泥、海水直接接触。