中壓電纜在線絕緣監測鎖定系統在海上某平臺的應用

劉漢文

（中海石油（中國）有限公司湛江分公司，廣東湛江 524057）

0.引言

海上平臺正在運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，對于平臺電氣運行管理人員和電氣設備管理人員一直是個未知數，是一個看不見、摸不著的東西。而中壓電纜的絕緣老化一般又是一個緩慢的、逐步的、漫長的過程，根據運行環境的不同、電壓等級的不同、運行電流大小的不同、沖擊電流大小的不同，其絕緣故障發生的時間存在非常大的不確定性，但總會在某個時間節點形成隱性的絕緣故障，而在海上石油平臺停電、停產、大修期間，通過交、直流耐壓設備檢測中壓電纜的絕緣阻值只是檢測其在停電、停產、大修狀態下的絕緣阻值，并不能排除送電后中壓電纜帶載運行后就不再出現絕緣故障。

1.系統介紹

中壓電纜在線絕緣監測鎖定系統具有絕緣阻值、容值實時監測，當中壓電纜出現短路故障時能夠進行故障點鎖定，精確度在3m以內。其故障鎖定的功能參數如下：

（1）故障點鎖定：利用行波測距的原理，實現故障鎖定。（2）故障點二次鎖定：在中壓電纜帶電、停電、檢修狀態下進行二次鎖定，確保故障點的準確性。（3）故障點選定：采用行波選線的原理，對于中壓電纜的絕緣故障點進行電纜A/B/C相的選定。（4）定位精度：≤3m。（5）中壓電纜的測距范圍：≤16km。

后臺系統軟件具備強大的絕緣阻值趨勢分析功能，絕緣阻值、容值、趨勢曲線及報警事件等可隨時通過軟件查看和分析，自動或人工評估電纜運行絕緣阻值的可靠性[2]。

2.系統架構

系統架構圖如圖1所示，主要設備包含：無線溫度傳感器、運行電流傳感器、高頻電流傳感器、接地環流傳感器、環流監測單元、局放監測單元等。主要技術指標如下：

圖1 系統架構圖

（1）無線溫度傳感器。測溫范圍為-30℃～+400℃、測溫精度達到±2℃。（2）運行電流傳感器。運行電流傳感器的采樣范圍為100mA～1000A、測量精度達到±2%。（3）高頻電流傳感器。高頻電流傳感器檢測頻帶范圍為1MHz～20MHz。（4）接地環流傳感器。運行電流傳感器的采樣范圍為100mA～100A、測量精度達到±2%。

3.絕緣故障定位原理

中壓電纜在線絕緣監測鎖定系統利用行波測距原理，即可實現絕緣故障點的精確定位，從而鎖定絕緣故障點[3]。脈沖波為中壓電纜在發生絕緣故障時產生的故障信號，脈沖波在中壓電纜中以一定速度傳播，在電纜擊穿點或電纜端部反射，通過高頻電流傳感器接收，波反射法根據脈沖的時間差定位，即可定位未知電纜長度及斷線故障及將要故障電纜的長度。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間、lx為電纜長度。通過脈沖波的時間差進行絕緣故障點的精確定位。

圖2 絕緣故障定位原理圖

4.結語

該平臺通過中壓電纜在線絕緣監測鎖定系統，能夠在中壓電纜帶電運行的情況下自動檢測中壓電纜的絕緣阻值和系統容值，在發生絕緣故障時能精確定位到具體的絕緣故障點，幫助了平臺電氣人員及時查找絕緣故障點所在的位置，其絕緣故障點的位置可縮小在3m以內，縮短了查找故障點的時間、提高了工作效率。