一种井下电缆绝缘在线监测方法及matlab/simulink仿真

科 学 论 坛 l■ 一 井下电缆绝缘在线监测方法 matlab／simulink仿真 杜忠德 董爱华 (河南理 】 大学 电气T程 与 自动 化学院 河南 焦作 454010) [摘 本文提出了一种适合地下电缆绝缘监测的方法matlab／simu!ink进行了仿真实验。该方法原理简单，实景方便，解决了 煤矿地下电缆分支多，故障难以发现。 。这种方法理论上是可行的，可以实时监控 及时发现故障电缆的支路。 [关键词】matlab／simuIink仿真 井下电缆 存线监测 中图分类号：TP274．4 文献标识码：A 1009-914X(2011)17 0064～02 1引言 除本文重点介绍的低频电源法外，电缆绝缘在线监测技术主要包括 下面几种： (1)直流叠加法 直流叠加法是从直流漏电流试验开发而来的，早期应用。测量原 理论也相对简单，在接地电压互感器的中性点添加低压直流电源，使其 直流电压与施加在电缆绝缘上的交流电压叠加，通过电缆绝缘层测量微电压 弱纳安级直流电流，从而找出其绝缘电阻，判断其绝缘劣化状态 。 (2)电缆绝缘介损法 用测介损法在线检测电缆的绝缘状态，对所有电容设备进行在线检测 测介损的方法相同。 (2)电缆绝缘介损法 用测介损法在线检测电缆的绝缘状态，对所有电容设备进行在线检测 测量介损的方法相同。多路电缆的介损巡逻监测也是如此 可通过电压互感 比较器处获取电压的相位。一般认为，介损值往往反映普遍性的缺失 个别集中缺陷不会对整个电缆测量的介损值造成显著变化。虽 然而，水树酯在电缆绝缘中的生长会导致介损值的增加，但它具有很大的分散性，并且在线测量 出介损伤的上升可以反映出绝缘受潮劣化等缺陷。交流击穿电压会降低，也会有分裂 散性。 。 电缆绝缘介损法需要测量获得电压和电流的相位差，这对测量的准确性和 同步性提出了很高的要求。因此，这种方法是实施的 比较 困难的。 图 l低频电源法在线监测电缆故障原理图 2电缆绝缘在线监测原理 研究表明，当电缆发生绝缘层故障时，零序电流信号主要为50HzI频 同时，信号也会产生各种谐波分量，叠加在一起 50Hz信号主要包括：5次谐波， 七次谐波及其它高频干扰信号。这些谐波和干扰信号的频率大于 50Hz。如 将 一小于 50Hz当电网的某一支路发生时，低频信号或直流信号叠加在电网上 接地故障时，低频信号通过接地点形成电路，故障支路电流互感器感应低频 信号电流，而非故障支路没有低频电流信号，从而区分故障支路和非故障支路 路。这种方法 实施简单，可实现实时监控 ]。 低频信 数字的选择应保证以下要求：一是保证注入的低频信号不能降低电量 网络的绝缘参数提高了防护装载鳄鱼的灵敏度：第二，有利于二次电路的过滤，最终过滤 频信号和谐波信号，保留注入的低频信号，提高抗干扰能力。原理图 如下 图所示 ： 圈 1中用电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6为电缆对地的绝缘电阻，电 容 Cl、C2、C3、C5、C6、C7.电缆对地的分布电容 。中性低频电流 点进入电网，通过保护电阻与分布的电容和绝缘电阻流动 R形成低频通路。当电 当网络绝缘性能好时，绝缘电阻大，电网低频电流小。当菜支路 当绝缘电阻下降时，电网中的低频电流会增加，电流互感器会感知电网 中低频 增加电流。从而启动相关电路进行反应，实现电网中电的实时监控 缆 绝缘 性 能 的作 用 。 其等 效的 电路 图如下 ： R 图 2 低 频 电源 法在线 监测 的等效 电路 图 山圈 2可 以得 出关 系式 ： 可控隔振器等。