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仿真 APP 助力电网的运行与维护

作者:能创科技 日期:2021/2/3 15:23:49 人气:1

  日常生活中不可缺少的电力资源,主要通过电力电缆来进行传输和分配。电线电缆被喻为国民经济的“血管”与“神经”,是电力基础设施建设、新型智能电网、新能源产业中必不可少的基础产品。

  随着经济的发展,对电缆线路的需求与日之日日之,新的负荷将导致电网参数的波动或瞬时干扰,导致电力质量下降,导致电网设备运行故障,极端情况下造成火灾等严重事故。为确保居民生活和工业生产的正常运行,电缆系统设备的日常维护是保证供电畅通的重要手段,如何及时修复电缆故障已成为亟待解决的问题。

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  电网的运行维护

  电力设备像人体的健康状况一样运行,需要定期进行状态评估,以防止突然停电。电缆的健康评估通常使用测试设备(如红外线、紫外线和局部放电)根据测试结果确定电缆设备的状态。但是,通常很难通过单个检测设备充分反映电缆的状态或确定电缆设备的故障类型,而电缆安装的不同环境(如埋在地下、隧道或空气中)可能更加困难地检测设备和人力。同时,电缆的运行环境、使用寿命和自身质量的差异也导致电缆难以有一个完整的系统进行统一评价。

  为了有效地分析电缆的健康状况,维护电网的正常运行,工程人员除了使用传统的测试设备进行测试外,还需要考虑影响电缆健康状况的各种因素,如电缆的结构和材料、电缆中的杂质、电压波动和运行环境等,以便对电缆进行全面的分析。

  国家电网电力研究院武汉南瑞有限公司(以下简称“武汉南瑞”)是中国国家电网公司下属的研究机构。该机构主要从事R&D智能电网输变电相关产品的设计、制造和工程服务,其职责之一是为当地电力公司提供电力设备运行维护和故障分析。武汉南瑞的工程师张静和他的团队希望通过仿真,能够有效地分析不同因素引起的电场变化,更好地反映电缆的健康状况,准确地分析故障原因。

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  仿真提升电缆健康评估

  电缆结构复杂,包含多层结构,其中线芯通常由几根或者几组导线绞合而成,每组导线之间相互绝缘,线芯外包有高度绝缘的覆盖层(见图1)。当电缆的绝缘层中存在水分以及其他诱发因素(如杂质、突起或者空间电荷),绝缘材料在水分和电场的作用下就会形成一些微型通道,这些微通道多呈树状结构,所以被称为水树。在电缆正常工作时,水分子在电场的作用下会不断聚集在缺陷部位,进而导致绝缘层的机械损伤,从而扩大绝缘体的损伤。在电力输送中,水树是诱发高压电缆损坏的主要因素。


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