Отправить статью по E-mail Контроль состояния кабелей распределительной сети с помощью терагерцовых сигналов и визуализации
- Авторы: Ли Г.1, Цзэн С.1, Ван Ц.1, Чжан Ч.1
-
Учреждения:
- Государственный научно-исследовательский институт электроэнергетики Хэбэйской системы электроснабжения
- Выпуск: № 3 (2024)
- Страницы: 47-55
- Раздел: Терагерцовые методы
- URL: https://journals.rcsi.science/0130-3082/article/view/255545
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0130308224020046
- ID: 255545
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Аннотация
Наличие влаги в кабелях высоковольтных распределительных сетей может стать причиной серьезной угрозы безопасности, однако эффективных средств для контроля и анализа внутренней влажности кабелей не существует. Поэтому существует необходимость в разработке нового неразрушающего метода контроля для оценки водонепроницаемости кабелей распределительных сетей и их соединителей. Внутренняя структура кабеля представляет собой многослойную структуру, состоящую из проводов, изоляционного слоя из сшитого полиэтилена и изоляционной оболочки из силиконовой резины. С помощью отраженного терагерцового импульсного сигнала определяется внутреннее состояние кабеля, а по эхолокационным характеристикам можно судить о наличии в нем водяных пятен. Кроме того, путем сканирования в цилиндрических координатах были получены объемные данные, а терагерцовые изображения были реконструированы на основе информации о характеристиках, которые соответствовали распределению водяных пятен между изоляционной оболочкой кабеля и изоляционным слоем из сшитого полиэтилена. Результаты показывают, что терагерцовая методика позволяет с высокой чувствительностью определять состояние влажности кабеля, что имеет большое значение в энергетике и при передаче электроэнергии.
Ключевые слова
Полный текст
Об авторах
Гуовэй Ли
Государственный научно-исследовательский институт электроэнергетики Хэбэйской системы электроснабжения
Автор, ответственный за переписку.
Email: lgwexe@163.com
Тайвань, Шицзячжуан 050021, Хэбэй
Симин Цзэн
Государственный научно-исследовательский институт электроэнергетики Хэбэйской системы электроснабжения
Email: lgwexe@163.com
Тайвань, Шицзячжуан 050021, Хэбэй
Цинь Ван
Государственный научно-исследовательский институт электроэнергетики Хэбэйской системы электроснабжения
Email: lgwexe@163.com
Тайвань, Шицзячжуан 050021, Хэбэй
Чжэньвэй Чжан
Государственный научно-исследовательский институт электроэнергетики Хэбэйской системы электроснабжения
Email: lgwexe@163.com
Тайвань, Шицзячжуан 050021, Хэбэй
Список литературы
- Du B., Li Z., Yang Z. et al. Application and Research Progress of HVDC XLPE Cables // High Volt Eng. 2017. V. 43 (2). P. 14—24.
- Salah Khalil M. International research and development trends and problems of HVDC cables with polymeric insulation // IEEE Electr. Insul. Mag. 1997. V. 13 (6). P. 35—47.
- Densley R.J. An investigation into the growth of electrical trees in XLPE cable insulation // IEEE Trans. Elect. Insul. 1979. EI-14 (3). P. 148—58.
- Dissado L.A. Predicting electrical breakdown in polymeric insulators from deterministic mechanisms to failure statistics // IEEE Trans Dielect Electr. Insul., 2002. V. 9(5). P. 860—875.
- Chen G., Tham C. Electrical treeing characteristics in XLPE power cable insulation in frequency range between 20 and 500 Hz // IEEE Trans. Dielect. Electr. Insul. 2009. V. 16 (1). P. 179—88.
- Du B.X., Ma Z.L., Gao Y. et al. Effect of ambient temperature on electrical treeing characteristics in silicone rubber // IEEE Trans. Dielect. Electr. Insul. 2011. V. 18 (2). P. 401—7.
- Laurent C., Mayoux C. Analysis of the propagation of electrical treeing using optical and electrical methods // IEEE Trans. Elect Insul. 1980. EI-15 (1). P. 33—42.
- Watanabe E., Moriya T., Yoshizawa M. Ultrasonic visualization method of electrical trees formed in organic insulating materials // IEEE Trans. Dielect. Electr. Insul. 1998. V. 5 (5). P. 767—73.
- Ueno H., Walter P., Cornelissen C., Schnettler A. Resolution evaluation of ultrasonic diagnosis tools for electrical insulation devices and the detection of electrical Trees // IEEE Trans. Dielect. Electr. Insul. 2007. V. 14 (1). P. 249—56.
- Thomas G., Flores-Tapia D., Pistorius S. et al. Synthetic aperture ultrasound imaging of XLPE insulation of underground power cables // IEEE Electr. Insul. Mag. 2010. V. 26 (3). P. 24—34.
- Reid A.J., Zhou C., Hepburn D.M. et al. Withers P. Fault location and diagnosis in a medium voltage EPR power cable // IEEE Trans. Dielect. Electr. Insul. 2013. V. 20 (1). P. 10—8.
- Schurch R., Rowland S., Bradley R. et al. Imaging and analysis techniques for electrical trees using x-ray computed tomography // IEEE Trans. Dielect. Electr. Insul. 2013. V. 21 (1). P. 53—64.
- Sato R., Komatsu M., Ohki Y. et al. Observation of water trees using terahertz dpectroscopy and yime fomain imaging // IEEE Trans. Dielect. Electr. Insul. 2011. V. 18 (5). P. 1570—1577.
- Komatsu M., Sato R., Mizuno M. et al. Feasibility study on terahertz imaging of corrosion on a cable metal shield // Jpn. J. Appl. Phys. 2012. V. 51 (12). P. 122405.
- Takahashi S., Hamano T., Nakajima K. et al. Observation of damage in insulated copper cables by THz imaging // NDT E. Int. 2014. V. 61. P. 75—79.
- Yan Z., Shi W., Hou L. et al. Investigation of aging effects in cross-linked polyethylene insulated cable using terahertz waves // Mat. Res. Express. 2017. V. 4 (1). P. 015304.
- Lee I.S., Lee J.W. Nondestructive internal defect detection using a CW-THz imaging system in XLPE for power cable insulation // Appl. Sci. 2020. V. 10 (6). P. 2055.
- Xie S., Yang F., Huang X. et al. Air gap detection and analysis of XLPE cable insulation based on terahertz time domain spectroscopy // Trans. China Electrotech. Soc. 2020. V. 35 (12). P. 10.
- Li S., Cao B., Kang Y. et al. Nonintrusive inspection of moisture damp in composited insulation structure based on terahertz technology // IEEE Trans. Instrum. Meas. 2021. V. 70. P. 1—10.
Дополнительные файлы
