中压电缆在线绝缘监测锁定系统在海上某平台的应用

刘汉文

（中海石油（中国）有限公司湛江分公司，广东湛江 524057）

0.引言

海上平台正在运行的中压电缆的绝缘水平处于什么程度、绝缘阻值及容值是否正常，对于平台电气运行管理人员和电气设备管理人员一直是个未知数，是一个看不见、摸不着的东西。而中压电缆的绝缘老化一般又是一个缓慢的、逐步的、漫长的过程，根据运行环境的不同、电压等级的不同、运行电流大小的不同、冲击电流大小的不同，其绝缘故障发生的时间存在非常大的不确定性，但总会在某个时间节点形成隐性的绝缘故障，而在海上石油平台停电、停产、大修期间，通过交、直流耐压设备检测中压电缆的绝缘阻值只是检测其在停电、停产、大修状态下的绝缘阻值，并不能排除送电后中压电缆带载运行后就不再出现绝缘故障。

1.系统介绍

中压电缆在线绝缘监测锁定系统具有绝缘阻值、容值实时监测，当中压电缆出现短路故障时能够进行故障点锁定，精确度在3m以内。其故障锁定的功能参数如下：

（1）故障点锁定：利用行波测距的原理，实现故障锁定。（2）故障点二次锁定：在中压电缆带电、停电、检修状态下进行二次锁定，确保故障点的准确性。（3）故障点选定：采用行波选线的原理，对于中压电缆的绝缘故障点进行电缆A/B/C相的选定。（4）定位精度：≤3m。（5）中压电缆的测距范围：≤16km。

后台系统软件具备强大的绝缘阻值趋势分析功能，绝缘阻值、容值、趋势曲线及报警事件等可随时通过软件查看和分析，自动或人工评估电缆运行绝缘阻值的可靠性[2]。

2.系统架构

系统架构图如图1所示，主要设备包含：无线温度传感器、运行电流传感器、高频电流传感器、接地环流传感器、环流监测单元、局放监测单元等。主要技术指标如下：

图1 系统架构图

（1）无线温度传感器。测温范围为-30℃～+400℃、测温精度达到±2℃。（2）运行电流传感器。运行电流传感器的采样范围为100mA～1000A、测量精度达到±2%。（3）高频电流传感器。高频电流传感器检测频带范围为1MHz～20MHz。（4）接地环流传感器。运行电流传感器的采样范围为100mA～100A、测量精度达到±2%。

3.绝缘故障定位原理

中压电缆在线绝缘监测锁定系统利用行波测距原理，即可实现绝缘故障点的精确定位，从而锁定绝缘故障点[3]。脉冲波为中压电缆在发生绝缘故障时产生的故障信号，脉冲波在中压电缆中以一定速度传播，在电缆击穿点或电缆端部反射，通过高频电流传感器接收，波反射法根据脉冲的时间差定位，即可定位未知电缆长度及断线故障及将要故障电缆的长度。如图2绝缘故障定位原理图所示，V为脉冲波的速度、tx为脉冲波往返传播的时间、lx为电缆长度。通过脉冲波的时间差进行绝缘故障点的精确定位。

图2 绝缘故障定位原理图

4.结语

该平台通过中压电缆在线绝缘监测锁定系统，能够在中压电缆带电运行的情况下自动检测中压电缆的绝缘阻值和系统容值，在发生绝缘故障时能精确定位到具体的绝缘故障点，帮助了平台电气人员及时查找绝缘故障点所在的位置，其绝缘故障点的位置可缩小在3m以内，缩短了查找故障点的时间、提高了工作效率。