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高山风电场地埋电缆绝缘诊断技术研究与应用

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成果主要完成人

黄成亮、李利强、孟广军、黄多林、陈恋鲆、宾世杨、陈艺文

项目概况

风电场集电线路电缆是连接风力发电机组与电网的重要传输介质,由于高山环境的特殊性和复杂性,电缆面临着诸多潜在问题。如低温、雨水和潮湿环境带来的接头受潮、电缆受潮、金属屏蔽腐蚀、绝缘材料老化、电缆受外力形变或破损等,并极易引发故障。此外,缺乏有效的运维技术和工程安装工艺不高及电缆质量缺陷也可能导致高山风电场集电线路电缆出现故障。 本项目意在解决高山风电电缆的隐患缺陷定位问题。首先,开展基于扫频原理为基础的宽频阻抗谱的关键技术研究,然后开发相关的算法和装置,并进行现场的实际电缆线路的现场应用,完成针对实际电缆的测试,解决现场的工程技术问题。同时,本项目调研了生产工艺、电缆参数、电缆维修以及风电电缆运行过程中的一些常见问题,搭建了风电电缆老化、受潮平台,研究极化-去极化电流法在风电场集电线路电缆老化、受潮中的测试效果;优化测试参数及信号提取方法,提取能够反映绝缘整体老化的特征参量和判据;并研发了风电电缆绝缘诊断装置,同时多次对在运电缆进行现场测试,研究了极化-去极化电流法在运行的风电场集电线路电缆的绝缘状态评估与绝缘故障治理的测试效果。 对因安装工艺不良导致的电缆形变、外部破损、本体或接头受潮等局部缺陷特征及频率阻抗特征进行了研究,研究了不同类型缺陷与电缆阻抗变化之间的联系。深入研究了电缆的材料结构特性及其对传输线分布式参数的影响,并通过仿真结合实测的方式明晰了电缆结构特性对电磁波传播特性的影响,建立了基于风电场集电线路电缆的传输线模型。 研究基于行波的电力电缆缺陷定位算法,并通过分析电缆的波过程,提取了能够反映电缆缺陷的特征参数及诊断判据。通过在35kV 电力电缆上预制多种电缆本体缺陷和中间接头缺陷,成功模拟了实际中可能存在的电缆缺陷。