中壓電纜在線絕緣監(jiān)測(cè)鎖定系統(tǒng)在海上某平臺(tái)的應(yīng)用

劉漢文

（中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司，廣東湛江 524057）

0.引言

海上平臺(tái)正在運(yùn)行的中壓電纜的絕緣水平處于什么程度、絕緣阻值及容值是否正常，對(duì)于平臺(tái)電氣運(yùn)行管理人員和電氣設(shè)備管理人員一直是個(gè)未知數(shù)，是一個(gè)看不見、摸不著的東西。而中壓電纜的絕緣老化一般又是一個(gè)緩慢的、逐步的、漫長(zhǎng)的過程，根據(jù)運(yùn)行環(huán)境的不同、電壓等級(jí)的不同、運(yùn)行電流大小的不同、沖擊電流大小的不同，其絕緣故障發(fā)生的時(shí)間存在非常大的不確定性，但總會(huì)在某個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)形成隱性的絕緣故障，而在海上石油平臺(tái)停電、停產(chǎn)、大修期間，通過交、直流耐壓設(shè)備檢測(cè)中壓電纜的絕緣阻值只是檢測(cè)其在停電、停產(chǎn)、大修狀態(tài)下的絕緣阻值，并不能排除送電后中壓電纜帶載運(yùn)行后就不再出現(xiàn)絕緣故障。

1.系統(tǒng)介紹

中壓電纜在線絕緣監(jiān)測(cè)鎖定系統(tǒng)具有絕緣阻值、容值實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)中壓電纜出現(xiàn)短路故障時(shí)能夠進(jìn)行故障點(diǎn)鎖定，精確度在3m以內(nèi)。其故障鎖定的功能參數(shù)如下：

（1）故障點(diǎn)鎖定：利用行波測(cè)距的原理，實(shí)現(xiàn)故障鎖定。（2）故障點(diǎn)二次鎖定：在中壓電纜帶電、停電、檢修狀態(tài)下進(jìn)行二次鎖定，確保故障點(diǎn)的準(zhǔn)確性。（3）故障點(diǎn)選定：采用行波選線的原理，對(duì)于中壓電纜的絕緣故障點(diǎn)進(jìn)行電纜A/B/C相的選定。（4）定位精度：≤3m。（5）中壓電纜的測(cè)距范圍：≤16km。

后臺(tái)系統(tǒng)軟件具備強(qiáng)大的絕緣阻值趨勢(shì)分析功能，絕緣阻值、容值、趨勢(shì)曲線及報(bào)警事件等可隨時(shí)通過軟件查看和分析，自動(dòng)或人工評(píng)估電纜運(yùn)行絕緣阻值的可靠性[2]。

2.系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示，主要設(shè)備包含：無線溫度傳感器、運(yùn)行電流傳感器、高頻電流傳感器、接地環(huán)流傳感器、環(huán)流監(jiān)測(cè)單元、局放監(jiān)測(cè)單元等。主要技術(shù)指標(biāo)如下：

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

（1）無線溫度傳感器。測(cè)溫范圍為-30℃～+400℃、測(cè)溫精度達(dá)到±2℃。（2）運(yùn)行電流傳感器。運(yùn)行電流傳感器的采樣范圍為100mA～1000A、測(cè)量精度達(dá)到±2%。（3）高頻電流傳感器。高頻電流傳感器檢測(cè)頻帶范圍為1MHz～20MHz。（4）接地環(huán)流傳感器。運(yùn)行電流傳感器的采樣范圍為100mA～100A、測(cè)量精度達(dá)到±2%。

3.絕緣故障定位原理

中壓電纜在線絕緣監(jiān)測(cè)鎖定系統(tǒng)利用行波測(cè)距原理，即可實(shí)現(xiàn)絕緣故障點(diǎn)的精確定位，從而鎖定絕緣故障點(diǎn)[3]。脈沖波為中壓電纜在發(fā)生絕緣故障時(shí)產(chǎn)生的故障信號(hào)，脈沖波在中壓電纜中以一定速度傳播，在電纜擊穿點(diǎn)或電纜端部反射，通過高頻電流傳感器接收，波反射法根據(jù)脈沖的時(shí)間差定位，即可定位未知電纜長(zhǎng)度及斷線故障及將要故障電纜的長(zhǎng)度。如圖2絕緣故障定位原理圖所示，V為脈沖波的速度、tx為脈沖波往返傳播的時(shí)間、lx為電纜長(zhǎng)度。通過脈沖波的時(shí)間差進(jìn)行絕緣故障點(diǎn)的精確定位。

圖2 絕緣故障定位原理圖

4.結(jié)語

該平臺(tái)通過中壓電纜在線絕緣監(jiān)測(cè)鎖定系統(tǒng)，能夠在中壓電纜帶電運(yùn)行的情況下自動(dòng)檢測(cè)中壓電纜的絕緣阻值和系統(tǒng)容值，在發(fā)生絕緣故障時(shí)能精確定位到具體的絕緣故障點(diǎn)，幫助了平臺(tái)電氣人員及時(shí)查找絕緣故障點(diǎn)所在的位置，其絕緣故障點(diǎn)的位置可縮小在3m以內(nèi)，縮短了查找故障點(diǎn)的時(shí)間、提高了工作效率。