海底电缆绝缘诊断及运行评估技术.pdf

1、海底电缆绝缘诊断及运行评估技术广 东 电 网 有 限 责 任 公 司 电 力 科 学 研 究 院于 是 乎2024年8月23日2目录CONTENTS海缆检测技术的新需求1绝缘状态诊断技术的进步2缺陷/故障定位技术的进展3现场应用效果怎么样？4一、海缆检测技术需求 高压海底电缆是海上风电场电能送出、海岛供电的主通道，远距离跨海输电唯一载体，支撑海上风电、海上钻井平台等能源战略实施 南方电网向深远海电力输送发展，跨海联网、海上风电送出等均需要500kV直流等大规模海缆及相关工程 广东阳江三山岛500kV直流输电工程海缆路由长度达114.8km，长度长、电压高、资金重、运维难度高复杂的作业环境、波浪

2、流和海底地形变动等因素海缆局部裸露、悬空海洋环境护层性能退化，长期运行绝缘下降一、海缆检测技术需求广东地区海缆需求现状：地域优势：广东省大陆海岸线长达3348.1公里，全国第一 海上风电：2017-2030年规划海上风电场址23个，已规划建设海缆约650km，未来大规模海缆长度可达7000km，市场规模超过630亿元 海岛供电：拥有海岛1431个,有人常住海岛44个海缆需求爆发式增长，其安全稳定运行意义重大广东电网运维海缆特点：规模快速增长：35kV及以上13回，总长133.7km，南网规模最大 涵盖交直流：110kV为主，占比57%绝缘类型：交联电缆为主，占比90%（充油电缆投运时间均在20

3、00年前）海缆运维经验严重不足，急需提升检修技术水平34.9649.561133.6580204060801001201402010年2015年2020年广东电网海缆规模/km一、海缆检测技术需求关键技术瓶颈：（1）敷设环境复杂，引发海缆受损的因素众多，海缆运行状态不明确缺乏状态评价手段（2）状态获取困难，现有常规电缆测试技术不适用于大长度海底电缆信号衰减、测试位置受限（3）故障定位耗时长，一旦出现问题难以及时、可靠修复缺陷预判不足61、电缆绝缘诊断技术现有技术：绝缘电阻、谐振耐压、VLF介损等 难以实现大长度电缆绝缘状态诊断谐振耐压VLF介损绝缘电阻一、海缆检测技术需求2、缺陷/故障定位技术

4、现有技术：局部放电、TDR时域反射 难以实现大长度电缆定位 难以实现局部缺陷的准确发现局部放电时域反射7目录CONTENTS海缆检测技术的新需求1绝缘状态诊断技术的进步2缺陷/故障定位技术的进步3现场应用效果怎么样？4二、绝缘状态诊断技术n 极化-去极化电流法（Polarization and depolarization current,PDC）基于介电响应原理的电介质电性能检测方法之一对被测介质施加电压，测量电流的变化，获取特征参数极化-去极化电流测试系统PDC测试过程中的电压和电流的变化情况二、绝缘状态诊断技术n极化去极化电流测试流程及参数获取电流响应的密度外加电压绝缘介质内部的极化电流

5、：绝缘介质内部的极化电流：电介质几何电容电导率介质损耗角正切值 tan 非线性系数介损时间稳定性直流电导率时间稳定性二、绝缘状态诊断技术n电缆绝缘状态诊断不同水树老化程度电缆的PDC测试参数水树老化天数电导率（S/m）tan0.1Hz（%）不对称系数as时间不稳定参数TStan0天2.113110-150.0670.990.03230天4.351210-150.251.120.10360天6.791310-150.311.350.13490天2.846310-140.472.160.158参数直流电导率/Sm-10.1 Hz介质损耗角正切值tan0.1/%不对称系数as介损时间稳定性TStan

6、直流电导率时间稳定性TS健康范围10-1510-160.50.81.20.10.1诊断判据二、绝缘状态诊断技术nPDC现场测试方法选取低压端测试：严重影响电缆的PDC测试结果。高压端测试：皮安表处于直流高压电源与电缆缆芯之间，避免干扰电流的影响。二、绝缘状态诊断技术n 海底电缆绝缘状态诊断装置（PDC）测试电压不大于5kV最小检测电流5pA测试时间不小于2000s极化电流误差不大于0.8%无线传输距离不小于2m诊断判据3个（直流电导率、0.1Hz损耗角正切、非线性系数）技术优势：无需对电缆绝缘进行完全极化并去极化，因此相比于传统方法测试时间可减少50%。