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高頻捕捉·精確定位：凱銘諾局部放電電流傳感器守護電纜運行安全
在電力系統(tǒng)中，電纜承擔著電能傳輸?shù)闹匾姑?，其運行安全直接關(guān)系到工業(yè)生產(chǎn)、民生用電的穩(wěn)定。而局部放電作為電纜絕緣劣化的“早期信號”，若未能及時察覺，往往會引發(fā)嚴重故障。凱銘諾局部放電電流傳感器（HFCT）憑借精確的檢測能力，成為解決電纜局部放電監(jiān)測難題的關(guān)鍵設(shè)備。
一、潛伏隱患
2023年夏，某工業(yè)園區(qū)突發(fā)大面積停電，經(jīng)搶修人員排查，故障根源指向一條運行5年的10kV高壓電纜。檢測數(shù)據(jù)顯示，該電纜中間接頭處存在持續(xù)局部放電，絕緣層已被侵蝕出直徑3mm的穿孔，終在負荷高峰時擊穿短路。
此次故障造成園區(qū)內(nèi)12家企業(yè)停產(chǎn)，直接經(jīng)濟損失超800萬元，后續(xù)電纜更換及系統(tǒng)恢復(fù)耗時長達12小時?，F(xiàn)場技術(shù)負責人表示：“局部放電的隱蔽性極強，初期既無明顯發(fā)熱跡象，也不會觸發(fā)常規(guī)保護裝置，等到出現(xiàn)異常時，往往已進入故障晚期?！边@一案例并非個例，據(jù)電力行業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我國每年因電纜局部放電引發(fā)的故障占電纜總故障數(shù)的62%，局部放電已成為威脅電纜運行安全的“頭號敵人”。
二、電纜局部放電：絕緣劣化的“早期預(yù)警信號”
1.什么是電纜局部放電？
局部放電是指在電纜絕緣內(nèi)部或表面的局部區(qū)域，由于電場強度超過該區(qū)域介質(zhì)的擊穿場強，而發(fā)生的局部、非貫穿性放電現(xiàn)象。簡單來說，就是電纜絕緣層出現(xiàn)“小傷口”后，在電場作用下產(chǎn)生的局部放電行為，就像給電纜絕緣“埋下定時危險”。
2.局部放電的產(chǎn)生原因
電纜局部放電的成因復(fù)雜，主要可歸納為三類：一是生產(chǎn)制造缺陷，如絕緣層內(nèi)部存在氣泡、雜質(zhì)，或?qū)w與絕緣層貼合不緊密；二是施工安裝問題，電纜敷設(shè)時的機械損傷、接頭制作工藝不規(guī)范，會在絕緣層留下隱患；三是運行老化因素，長期高溫、潮濕環(huán)境及電場作用，會導(dǎo)致絕緣層逐漸老化、開裂，形成放電通道。
3.局部放電的危害升級路徑
局部放電的危害具有“漸進式升級”特點：初期放電能量極小，表現(xiàn)為絕緣層局部劣化；隨著時間推移，放電產(chǎn)生的電子、離子會不斷撞擊絕緣材料，加速絕緣老化，形成更大的缺陷；當缺陷擴大到一定程度，就會引發(fā)絕緣擊穿，導(dǎo)致電纜短路故障，甚至引發(fā)火災(zāi)、來臨等次生災(zāi)害。
三、技術(shù)瓶頸
及時準確檢測局部放電是防范電纜故障的關(guān)鍵，但在實際應(yīng)用中，局部放電檢測卻面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn)，讓不少檢測設(shè)備“力不從心”。
1.信號微弱且易受干擾
局部放電產(chǎn)生的電信號本身能量微弱，而工業(yè)現(xiàn)場存在大量電磁干擾，如變頻器、電機等設(shè)備產(chǎn)生的高頻噪聲，會將局部放電信號“淹沒”。傳統(tǒng)檢測設(shè)備往往難以有效區(qū)分有用信號與干擾信號，導(dǎo)致檢測結(jié)果出現(xiàn)誤判或漏判。
2.檢測范圍與安裝限制
部分檢測技術(shù)需要與電纜直接接觸，甚至需要停電作業(yè)，這對于連續(xù)運行的工業(yè)電纜來說難以實現(xiàn)。而非接觸式檢測設(shè)備又常受檢測距離限制，無法對電纜接頭、終端等關(guān)鍵部位進行精確監(jiān)測，形成檢測“盲區(qū)”。
3.復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性差
電纜多敷設(shè)于地下溝道、電纜隧道等環(huán)境中，存在潮濕、粉塵、化學腐蝕等問題，同時面臨溫度劇烈變化的考驗。傳統(tǒng)檢測設(shè)備的防護等級和環(huán)境適應(yīng)性不足，長期運行易出現(xiàn)性能衰減，影響檢測精度和使用壽命。
四、凱銘諾HFCT解決難題
針對電纜局部放電檢測的技術(shù)痛點，凱銘諾局部放電電流傳感器（HFCT，高頻電流傳感器）憑借獨特的技術(shù)設(shè)計，實現(xiàn)了對局部放電信號的精確捕捉與可靠監(jiān)測。
1.原理
凱銘諾HFCT基于羅氏線圈原理，專門針對局部放電產(chǎn)生的高頻電流信號進行設(shè)計。當電纜發(fā)生局部放電時，會在電纜外皮產(chǎn)生高頻脈沖電流，傳感器通過電磁感應(yīng)原理捕捉這一信號，并將其轉(zhuǎn)換為可測量的電信號，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后實現(xiàn)局部放電的定位與量化分析。
2.優(yōu)勢
相比傳統(tǒng)檢測設(shè)備，凱銘諾HFCT在性能上實現(xiàn)了全覆蓋突破，精確解決了檢測中的重要難題。
一是超高靈敏度與抗干擾能力。傳感器采用特殊磁芯材料和優(yōu)化線圈結(jié)構(gòu)，對局部放電高頻信號的檢測靈敏度可達1pc，同時通過差分信號處理技術(shù)，有效抑制工業(yè)現(xiàn)場的低頻干擾和共模干擾，信號識別準確率提升至95%以上，避免誤判漏判。
二是非接觸式安裝與寬范圍適配。設(shè)備采用開合式結(jié)構(gòu)，無需停電即可輕松套在電纜外層，安裝時間不超過5分鐘，適用于10kV-220kV各電壓等級的電力電纜。同時，傳感器內(nèi)徑可根據(jù)電纜直徑靈活調(diào)整，適配不同規(guī)格電纜的檢測需求，消除檢測盲區(qū)。
三是很強環(huán)境適應(yīng)性。凱銘諾HFCT采用IP68防護等級設(shè)計，防水、防塵、防腐蝕能力優(yōu)異，可在-40℃-85℃的極端溫度環(huán)境下穩(wěn)定運行。設(shè)備外殼采用強度高度合金材料，能承受一定的機械沖擊，適用于地下溝道、隧道、戶外等多種復(fù)雜場景。
結(jié)語
隨著電力系統(tǒng)對安全運行要求的不斷提高，局部放電在線監(jiān)測將成為電纜運維的標配。凱銘諾HFCT的應(yīng)用，不能有效降低電纜故障發(fā)生率，減少經(jīng)濟損失，更能為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供堅實保障，推動電力運維行業(yè)向智能化、精細化方向發(fā)展。
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