[发明专利]高压电缆过热故障检测方法及在线监测装置

说明书

本发明公开了一种高压电缆过热故障检测方法及在线监测装置，其中方法包括：抽取高压电缆金属护套与缓冲层之间密闭腔体中的特征分解产物，特征分解产物包括苯乙烯、苯甲醛、甲苯和异丁烯；检测上述四种特征分解产物的浓度，并结合四种特征分解产物浓度比值关系得到热故障温度范围以及对应的故障产生部位。本发明通过检测高压电缆缓冲层和金属护套之间密闭腔体中的特征分解产物，可准确表征高压电缆内部过热故障的温度范围以及故障涉及部位。

技术领域

本发明涉及高压电缆故障诊断技术，尤其涉及一种高压电缆过热故障检测方法及在线监测装置。

背景技术

高压电缆在我国电力系统中的应用日益广泛，其从内至外结构可分为：导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、缓冲层、金属护套，其中缓冲层与金属护套之间存在间隙，形成了一个密闭腔体。近年来高压电缆故障频发，严重影响我国电网系统安全稳定运行。高压电缆长期超负荷运行时，由于电流的热效应，负载电流会引起导体过热，而且电荷的集肤效应和钢铠的涡流损耗、绝缘介质损耗也会产生额外的热量，从而使高压电缆温度持续升高，导致绝缘层破坏，轻微情况会导致短路，严重情况下会产生火灾、爆炸事故。现有传统测温技术将点式温度传感器安装于高压电缆重要部位进行测温，测温范围有限，易产生测量盲区；分布式光纤测温系统运用于高压电缆在线监测还处于初级阶段，技术尚不十分成熟。

发明内容

本发明提供了一种高压电缆过热故障检测方法及在线监测装置，以解决现有高压电缆测温效果不佳的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

第一方面，提供了一种高压电缆过热故障检测方法，包括：

抽取高压电缆金属护套与缓冲层之间密闭腔体中的特征分解产物，特征分解产物包括苯乙烯、苯甲醛、甲苯和异丁烯；

检测上述四种特征分解产物的浓度，并结合四种特征分解产物浓度比值关系得到热故障温度范围以及对应的故障产生部位。

进一步地，所述异丁烯为绝缘层和绝缘屏蔽层中交联聚乙烯热分解产生的特征分解产物；所述苯乙烯、苯甲醛、甲苯为缓冲层中有机物聚对苯二甲酸乙二醇酯热分解产生的特征分解产物。

进一步地，热故障温度范围通过如下方法确定：

若无异丁烯，且苯乙烯：(苯甲醛+甲苯)的浓度比值大于10：1，则热故障温度范围为275℃-310℃，故障产生部位为缓冲层；

若无异丁烯，且苯乙烯：苯甲醛的浓度比值范围为6：1～4：1，则热故障温度范围为310℃～350℃，故障产生部位为缓冲层；

若无异丁烯，且苯乙烯：甲苯的浓度比值范围为7：1～5：1，则热故障温度范围为350℃-400℃，故障产生部位为缓冲层；

若有异丁烯，则热故障温度范围为400℃以上，故障产生部位为绝缘层和/或绝缘屏蔽层。

第二方面，提供了一种高压电缆过热故障在线监测装置，用于实现如上所述的高压电缆过热故障检测方法，其包括：

取气管路，用于与高压电缆金属护套与缓冲层之间密闭腔体连通；

真空泵，其输入端与取气管路连通，用于抽取高压电缆金属护套与缓冲层之间密闭腔体中的特征分解产物并输送至阀进样系统；其中，特征分解产物包括苯乙烯、苯甲醛、甲苯和异丁烯；

阀进样系统，用于对特征分解产物进行定量取样，并输送至色谱柱；

色谱柱，用于对特征分解产物按种类进行分离，并依此输入到检测器；

检测器，用于对输入的上述四种特征分解产物浓度进行检测，并结合四种特征分解产物浓度比值关系得到热故障温度范围以及对应的故障产生部位。