得益于深耕数字化领域、专注数字电网建设和数字化转型,南网数字集团此前入选国务院国资委“科改示范企业”。在分享国企改革经验时,该公司注重数字化布局,在科改中体现数字化优势,耕耘技术更新,未来将进一步推动数字技术与能源产业的深度融合。
“自2019年率先在变电站继电保护应用以来,‘伏羲’芯片已先后在变电、配电、新能源、边缘计算等领域的近30类装置成功应用,获得了行业专家学者、各主流厂商的高度认可。得益于‘伏羲’芯片的技术更新成果,相比同类型通用芯片,并行处理能力大幅提升,性能较同类产品提升50%,功耗降幅*高达40%,其内嵌式的电力专用子系统及保障子系统可有效替代片外并行处理器件及可靠器件,提高了电力装备的集成度、可靠性、稳定性及经济性。”南方电网数字电网集团有限公司(以下简称“南网数字集团”)芯片与智能终端团队负责人习伟近日告诉记者。近年来,南网数字集团致力解决电网关键设备核心器件“卡脖子”问题,基于国产自主CPU内核和境内代工封测技术,研制了系列全方位国产化的电力专用主控芯片“伏羲”,满足电力监控、智慧能源、能源计量等场景电力终端的应用需求,实现了电力二次设备核心元器件的国产化替代。
1、描述(WBST-600电缆故障绝缘层隐患定点仪全自动性能稳定)
1.1简介
高压电缆故障定位电桥是基于MURRAY电桥原理而设计,适用于敷设后各种电线电缆的击穿点及没有击穿但绝缘电阻值偏低的缺陷点的定位,也是高压电缆护套故障定位*有效的方法。当然,也 可用于电缆厂内各种线缆缺陷点的定位。
设备采用开关电源构成高压恒流源,空载电压15kV,短路电流30mA。采用高灵敏度放大器及检流计指 示平衡,与比例电位器构成平衡电桥,整体置于高电位。测量电缆为特别设计的双芯高压橡皮电缆,四 端电阻测量法避免了引线电阻引入的误差,电缆通过编织屏蔽层可靠接地,面板上操作钮处于地电位, 通过绝缘杆操作电桥。高压恒流源和电桥集成在一个便携式铝合金箱内。因此,该设备电压高、重量轻、 操作方便、使用可靠。
1.2功能
具有三种功能:
1、直流耐压试验
可输出 0~15kV 直流电压,可用于电缆直流耐压试验。
2、烧穿故障点
烧穿及降低高阻及闪络型故障点的电阻。
3、故障预定位
利用电桥原理进行预定位,四端电阻测量法避免了引线电阻引入的误差。
1.3适用用户
高压电缆外护套故障测距仪特别适用于:
1、敷设后电缆的高阻击穿点,特别是难以烧成低阻的线性高阻击穿点如电缆中间接头的线性高阻击穿。
2、闪络型击穿点,击穿后恒流源能维持电弧,有稳定电流通过电桥,电桥有足够的灵敏度。
3、电桥法仅仅要求线芯电阻的均匀性。因此,PVC聚氯乙烯绝缘电缆(波特性不好),没有良导体回流的电缆,超高压电缆金属护套缺陷点,仅有钢铠装的电缆的故障定位,只能用电桥法定位。
4、尚未击穿,但电阻偏低的缺陷点,如用兆欧表发现电缆阻值较低,但运行电压下不击穿的绝缘缺陷点。
由于上述特点高压电缆故障定位电桥为下述几类用户所青睐:
1、从事专业定位的电缆修试队伍:如大中型供电局及大型用电企业的电缆修试班。绝大部分的电缆击穿点均可用高压电缆故障定位电桥迅速找到大致的击穿位置。与波反射法及定点仪配合使用,各取所长,使定位更快更可靠。
2、小型用户:如小型供电局及中型用电企业。电缆不多,一般走向清楚,不太长,故障次数有限,若配齐一套波反射法定位仪,价格高,对使用人员的素质和经验要求较高,不是*佳选择。选用高压电缆故障定位电桥价格较低,操作方便,能应付日常需要,是较好的选择。
3、电缆生产厂:在厂内,可用作各种线缆击穿点的定位,选配数字电容表,可找出断线点。该设备重量轻,便于携带至现场为电缆用户作定位服务。
1.4技术指标(WBST-600电缆故障绝缘层隐患定点仪全自动性能稳定)
直流输出 0~15kV
短路电流 30mA
定位比例精度 (0.2%L+1)m
重量 10kg
体积 38cm_36cm_27cm
工作电源 工频220V 15%
1.5供货清单(WBST-600电缆故障绝缘层隐患定点仪全自动性能稳定)
2、面板说明(WBST-600电缆故障绝缘层隐患定点仪全自动性能稳定)
1、接地柱:为仪器外壳及电桥电气可靠接地点,通过专用接地线与地相连,使用过程中务必可靠接地,以确保人身保障。
2、保险丝:5A(5_20)。
3、电源插座:AC220V_15%。
4、测量电缆首端:红色测量夹头。
5、测量电缆末端:黑色测量夹头。
6、输出电流表:单位mA。
7、输出电压表:单位kV。
8、电源指示:电源开关打开时,指示灯亮。否则应检查电源和保险丝。
9、工作指示:电压调节旋钮逆时针旋转到底,零位合闸后,指示灯亮,方可输出高压。
10、电源开关:左为开,右为关。
11、电压预置:显示输出电压范围,同时选择了显示量程。
12、高压调节:高压调节电位器带零位开关,逆时针调节到底能听到咔嗒一声,完成零位合闸,顺时针调节为升压,逆时针调节为降压。
13、检流计:指示平衡情况。
14、电池开关/灵敏度调节旋钮:有三个用途:(1)检流计电池的开关。(2)在“关”位置时,短路比例电位器,断开检流计,防止冲击电流损坏电桥。(3)调节检流计灵敏度。顺时针旋转,灵敏度由 小到大。在调节过程中,应逐步提高灵敏度,使指针偏转对‰旋钮的微小调节敏感。
15、定位千分比调节:为电桥电阻调节旋钮,外圈数字对应为100‰,内圈对应为10‰、1‰。读数P‰=外圈数字+内圈数字,如图2(a)读数应为720‰,图2(b)读数应为315‰。
16、检流计调零:调节表头电气零位。内置放大器、连接线接触电势、热电势、空间电场都可能使指针偏离零位。应在连线完成,电源打开未升压时调零,可消除上述干扰。
17、更换电池:打开电池开关后,若调零时检流计不动作,可能是电池电量不足,应更换9V方块电池。方法如下:先关闭电源,并对测量电缆可靠放电,仪器侧放,打开底部小门,拧开高压桥体下部的 尼龙盖,拉出电池,更换。应注意,电桥工作时电池处于高电位,因此,换好的电池及电池连接线 一定要放回原位,拧好尼龙盖。
3、操作说明(WBST-600电缆故障绝缘层隐患定点仪全自动性能稳定)
3.1定位原理
利用Murray电桥对击穿点定位是经典的办法,方便而准确。电桥法的依据是线芯(或屏蔽层)电阻均 匀,与长度成比例。下图3为一典型用法。
钢带铠装三芯电力电缆,长度为L,B相线芯对钢带在L1处击穿。借助于A相作为辅助线,使用低阻值连线短路N、Y 两端。L 1段电缆线芯电阻为R1,L2段电缆及A相电缆线芯的电阻为R2。与定位电桥构成Murray电桥回路。其电路原理如图4。
比例臂电阻与10圈刻度盘相连,电阻比例P可由刻度盘读取,因此:
由此可见,只要电桥有一定的灵敏度并能平衡,电桥法定位简单而精准。
3.2测量步骤
故障线芯AB,辅助线芯CD,线芯截面相同,长度均为L,测量端距离故障点为Lx。 测量夹红、黑夹子分别接至电缆线芯A、C两端,在远端通过专用C型夹短路线短路D、B两端。
1、用万用表,摇表或其它耐压设备确认电缆击穿状态,记录各芯的对地绝缘电阻或击穿残压等数值。
2、记录待测电缆长度、型号、截面等参数,沿电缆敷设路径巡视,在远端短路故障电缆及辅助电缆出线端子,留一人在远端监护,以免高压伤人。
3、接线。仪器接地端可靠接至定位现场接地体。测量首端(红夹)接在故障电缆线芯,首端电缆上金属鳄鱼夹子跟仪器接地端相连,应与被测电缆钢带(或铜屏蔽)可靠连接,测量末端(黑夹)接辅 助电缆线芯。接地棒接在仪器接地端。内置的高压源输出“-”极性高压,通过比例电位器,经二 根测量电缆,加在电缆线芯上,流过击穿点,经钢带和金属鳄鱼夹流入仪器接地端。可见,金属鳄 鱼夹与钢带(或铜屏蔽)可靠相连很重要,否则没有电流回路,无法定位。
4、电源接在AC220V。仪器内电源插座接地点悬空,因此,不要求电源线可靠接地。
5、电桥调零。电池开关置“开”,旋转“调零”钮,(若指针偏左,顺时针旋转,指针偏右,逆时针旋转)。使检流计指零。此后电池开关及时置“关”。确认电池开关置“关”!在“关”位置时,不但关 闭检流计放大器电池,同时短路比例电位器,断开检流计。可避免升压燃弧阶段的脉冲电流损坏电 桥。因此,在电流稳定前,电池开关必须处于“关”位置。
6、选择适当的电压范围。对于低电压电缆,选“5kV”档,可防止误操作使电压过高。
7、升压。打开“电源开关”,电源指示灯亮。“高压调节”钮逆时针到底,零位启动,工作指示灯亮。
8、顺时针缓慢旋转“高压调节”钮,观察电压表及电流表,直到电流表超过10mA。若电流不稳定,可继续升高电压,保持一段时间,形成稳定电弧或导电区,使测试过程的电流稳定。
9、平衡调节。顺时针旋转“电池开关/灵敏度”钮,逐档增大灵敏度,至检流计有明显偏转但不过度,旋转“‰”刻度盘,使检流计指零(若指针偏左,顺时针旋转,指针偏右,逆时针旋转)。逐档提高 灵敏度,使指针偏转对“‰”旋钮的微小调节敏感即可。
10、记下此时“‰”刻度盘的读数P1‰,应有P1≤500。
11、降电压,关闭“电源开关”,放电,并经另一人确认。将测量钳交换位置,(回流接地C形夹不必更换位置)。重复步骤(4)至(10)得到另一读数P2,应有P1+P2=1000。该过程能避免读数及测量钳使用上的错误,P1+P2不必追求完全等于1000。在990及1010之间均属正常。在高压合闸,无电流输出,当前灵敏度档重复调零能得到更为准确的比例。
12、计算故障点的位置
Lx = 2 _ L _ P1‰
应特别注意公式中的“2”,因为辅助电缆使参与计算的电缆延长了一倍。
南网数字集团不仅注重技术更新,而且在科改历程中,从顶层设计、平台建设、丰富应用、保障等方面持续发力突破,培育提升核心能力,主导构建互惠共赢的数字电网生态,打造数字化转型和数字电网建设整体解决方案提供商。
在数字电网顶层设计方面,南网数字集团不断深化数字电网理论研究和实践应用,支撑南方电网公司发布了《数字电网白皮书》等系列白皮书,并全力支撑南方电网公司成功申报国务院国资委“数字电网技术装备现代产业链链长”;参与国家能源局、中财办“适应新型电力系统的电力体制机制”“关于构建以新能源为主体的新型电力系统”重大课题研究。
在平台建设层面,南网数字集团夯实数字电网平台能力,不断引进消化吸收新一代数字技术,建成以南网云、南网智瞰、数据中心、人工智能平台等系列数字化技术平台为基础的数字电网后台,构建覆盖业务中台、数据中台、技术中台的数字电网中台。
“以‘南网云’为例,自2019年上线以来,纳管服务器从300台增至5075台,支撑全业务基本上云,规模居央企前列。同时,‘南网云’的弹性扩容、快速定位与故障自愈能力突出,系统平均运行率达99.96%。算力的持续提升为南方电网公司主营业务的效率提升带来了直观成效:电网管理平台(资产域)日均处理工单量超20万;电费计算时间由4小时缩短至1.5小时;电费核查时间由14小时缩短至8小时;电费发行时间由36小时缩短至8小时;银电联网交易并发量由160比/秒提升至350比/秒。”
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