海底电缆绝缘监测方法研究

论文摘要

海南联网工程中的海底电缆跨度长达31.8km,选用自容式高压充油电缆,中间无电缆接头,接地方式为两端接地。为确保海底电缆的安全稳定运行需要对电缆的绝缘状况进行监测。然而,世界范围内对高压充油电缆的绝缘监测研究工作开展得不是很多。因此,需要根据海底电缆的实际情况来研究适用于海底高压电缆的监测方法。与陆地电缆相比较,海底电缆有其特有的结构和运行方式,而且所处的环境更为复杂。通过对各种电缆绝缘监测方法的研究,发现常规的监测手段都有一些缺点,不适用于海底电缆。因此,为了监测海底电缆的绝缘状况,本文根据海南联网工程中海底高压电缆的运行环境、接地方式及结构参数,对海底电缆的主绝缘和护套外绝缘的监测分别进行了研究。最终确定用电缆护套中的接地电流来监测电缆护套外绝缘的状况;用低频电压电流测算油纸绝缘(主绝缘)的tanδ值来监测电缆的主绝缘状况。研究发现,电缆护套中的接地电流包含有感应电流和电容电流两种不同性质的电流。感应电流取决于电缆传输的负载电流,由于本课题研究的海底电缆特殊的接地方式,电缆护套外绝缘状况发生改变后对护套中的感应电流无明显影响。而电容电流取决于电缆的工作电压和绝缘状况,并且能够明显反映出护套外绝缘是否发生故障以及故障点的大致位置。海底电缆主绝缘比较可靠,如果发现绝缘下降可以通过更换绝缘油来恢复电缆的主绝缘水平。而且工程中海底电缆没有中间接头,因此本文只考虑对主绝缘整体状况进行监测。研究发现利用电网中低频信号来检测电缆的tanδ值可以有效避免工频下δ过小带来的各种困难,为现场实施提供了一种新的测量思路和手段。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 海底电缆运行环境
• 1.3 海底充油电缆
• 1.4 国内外研究现状
• 1.5 课题主要研究内容
• 2 电缆绝缘老化机理及监测手段
• 2.1 电缆绝缘老化原因
• 2.2 绝缘介质在电场作用下的特性
• 2.3 离线诊断技术
• 2.4 绝缘诊断的在线监测方法
• 2.5 海底电缆绝缘诊断方法的确定
• 3 电缆护套外绝缘的监测研究
• 3.1 电力电缆接地系统
• 3.2 电缆金属护层感应电压
• 3.3 电缆护套中的环流
• 3.4 实施方案
• 4 电缆主绝缘监测及综合监测
• 4.1 主绝缘监测方法的选择
• 4.2 监测原理
• 4.3 实施方案
• 4.4 综合监测系统
• 5 结束语
• 5.1 论文工作总结
• 5.2 后续工作
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读硕士期间发表论文