在电力系统中,电缆承担着电能传输的重要使命,其运行安全直接关系到工业生产、民生用电的稳定。而局部放电作为电缆绝缘劣化的“早期信号”,若未能及时察觉,往往会引发严重故障。凯铭诺局部放电电流传感器(HFCT)凭借精确的检测能力,成为解决电缆局部放电监测难题的关键设备。

一、潜伏隐患

2023年夏,某工业园区突发大面积停电,经抢修人员排查,故障根源指向一条运行5年的10kV高压电缆。检测数据显示,该电缆中间接头处存在持续局部放电,绝缘层已被侵蚀出直径3mm的穿孔,终在负荷高峰时击穿短路。

此次故障造成园区内12家企业停产,直接经济损失超800万元,后续电缆更换及系统恢复耗时长达12小时。现场技术负责人表示:“局部放电的隐蔽性极强,初期既无明显发热迹象,也不会触发常规保护装置,等到出现异常时,往往已进入故障晚期。”这一案例并非个例,据电力行业统计数据,我国每年因电缆局部放电引发的故障占电缆总故障数的62%,局部放电已成为威胁电缆运行安全的“头号敌人”。

二、电缆局部放电:绝缘劣化的“早期预警信号”

1.什么是电缆局部放电?

局部放电是指在电缆绝缘内部或表面的局部区域,由于电场强度超过该区域介质的击穿场强,而发生的局部、非贯穿性放电现象。简单来说,就是电缆绝缘层出现“小伤口”后,在电场作用下产生的局部放电行为,就像给电缆绝缘“埋下定时危险”。

2.局部放电的产生原因

电缆局部放电的成因复杂,主要可归纳为三类:一是生产制造缺陷,如绝缘层内部存在气泡、杂质,或导体与绝缘层贴合不紧密;二是施工安装问题,电缆敷设时的机械损伤、接头制作工艺不规范,会在绝缘层留下隐患;三是运行老化因素,长期高温、潮湿环境及电场作用,会导致绝缘层逐渐老化、开裂,形成放电通道。

3.局部放电的危害升级路径

局部放电的危害具有“渐进式升级”特点:初期放电能量极小,表现为绝缘层局部劣化;随着时间推移,放电产生的电子、离子会不断撞击绝缘材料,加速绝缘老化,形成更大的缺陷;当缺陷扩大到一定程度,就会引发绝缘击穿,导致电缆短路故障,甚至引发火灾、来临等次生灾害。

三、技术瓶颈

及时准确检测局部放电是防范电缆故障的关键,但在实际应用中,局部放电检测却面临诸多技术挑战,让不少检测设备“力不从心”。

1.信号微弱且易受干扰

局部放电产生的电信号本身能量微弱,而工业现场存在大量电磁干扰,如变频器、电机等设备产生的高频噪声,会将局部放电信号“淹没”。传统检测设备往往难以有效区分有用信号与干扰信号,导致检测结果出现误判或漏判。

2.检测范围与安装限制

部分检测技术需要与电缆直接接触,甚至需要停电作业,这对于连续运行的工业电缆来说难以实现。而非接触式检测设备又常受检测距离限制,无法对电缆接头、终端等关键部位进行精确监测,形成检测“盲区”。

3.复杂环境适应性差

电缆多敷设于地下沟道、电缆隧道等环境中,存在潮湿、粉尘、化学腐蚀等问题,同时面临温度剧烈变化的考验。传统检测设备的防护等级和环境适应性不足,长期运行易出现性能衰减,影响检测精度和使用寿命。

四、凯铭诺HFCT解决难题

针对电缆局部放电检测的技术痛点,凯铭诺局部放电电流传感器(HFCT,高频电流传感器)凭借独特的技术设计,实现了对局部放电信号的精确捕捉与可靠监测。

1.原理

凯铭诺HFCT基于罗氏线圈原理,专门针对局部放电产生的高频电流信号进行设计。当电缆发生局部放电时,会在电缆外皮产生高频脉冲电流,传感器通过电磁感应原理捕捉这一信号,并将其转换为可测量的电信号,经数据处理后实现局部放电的定位与量化分析。

2.优势

相比传统检测设备,凯铭诺HFCT在性能上实现了全覆盖突破,精确解决了检测中的重要难题。

一是超高灵敏度与抗干扰能力。传感器采用特殊磁芯材料和优化线圈结构,对局部放电高频信号的检测灵敏度可达1pc,同时通过差分信号处理技术,有效抑制工业现场的低频干扰和共模干扰,信号识别准确率提升至95%以上,避免误判漏判。

二是非接触式安装与宽范围适配。设备采用开合式结构,无需停电即可轻松套在电缆外层,安装时间不超过5分钟,适用于10kV-220kV各电压等级的电力电缆。同时,传感器内径可根据电缆直径灵活调整,适配不同规格电缆的检测需求,消除检测盲区。

三是很强环境适应性。凯铭诺HFCT采用IP68防护等级设计,防水、防尘、防腐蚀能力优异,可在-40℃-85℃的极端温度环境下稳定运行。设备外壳采用强度高度合金材料,能承受一定的机械冲击,适用于地下沟道、隧道、户外等多种复杂场景。

结语

随着电力系统对安全运行要求的不断提高,局部放电在线监测将成为电缆运维的标配。凯铭诺HFCT的应用,不能有效降低电缆故障发生率,减少经济损失,更能为电力系统的稳定运行提供坚实保障,推动电力运维行业向智能化、精细化方向发展。