配網中壓電纜振蕩波局部放電檢測技術研究

張定華

摘 要：中壓電網中電纜局部放電對于電網的正常運行會造成惡劣的影響，須對局部放電情況進行準確的檢測以及定位。文章對中壓電纜局部放電檢測技術的基本原理進行研究，在此基礎上，對檢測系統構成及在檢測工作中的應用情況進行分析，并以實例對檢測系統應用常見問題進行深入探討。

關鍵詞：中壓電纜；震蕩波；局部放電；檢測

中圖分類號：TM407 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）08-0010-01

做好配網中壓（10 kV及20 kV）電纜振蕩波局部放電檢測工作，對于及時發現電纜及其附件中的缺陷具有重要意義。中壓電纜局部放電是表征電纜絕緣性能的重要指標，一般在老化的線纜中，電纜絕緣性能下降，會產生局部放電的情況。采用電纜振蕩波局部放電檢測技術能夠對老化部位進行準確檢測及精確定位，及時維護、更換線纜，對于保證電網穩定、安全運行具有重要意義。

1 檢測系統應用準備事項

1.1 檢測標準的制定

OWTS系統在進行局放測試時，首先由高壓源對被測電纜進行充電，然后閉合高壓開關，系統內部和被測電纜共同構成一個LC振蕩回路，從而產生了低阻尼的交流振蕩電壓。由于交流振蕩電壓加在被測電纜上的時間極短（幾百毫秒），不會對電纜絕緣造成損害。

電壓幅值衰減過程中，可測出局放起始電壓（PDIV）、局放終止電壓（PDEV）及局放水平等參數，是電纜絕緣狀態評估時的重要標準。

OWTS系統中壓電纜震蕩波檢測的統一標準目前國內尚無，本文研究過程中借鑒國外相關檢測方法，制定并遵循以下標準。

1.1.1 中間接頭

①新電纜投運：局放量小于100 pC；②運行5年以內電纜：局放量小于300 pC； ③運行5年以上電纜：局放量小于500 pC。

1.1.2 終端接頭

新制作終端局放量大于3 000 pC，應查明原因；大于5 000 pC，不能投入運行；注：局放最高測量電壓，投運前新電纜為2U0，運行后電纜為1.7U0，U0=8.7 kV。

1.2 檢測準備工作分析

在應用檢測系統時，應當進行以下準備工作。

①安全措施。在檢測前，將兩端電纜頭拆下并懸空；相間及對地安全距離足夠（對于局放測試，此間距越大越好）；避雷器及PT連接拆除（CT和故障指示器不必拆除）并排除明顯的外界干擾源。

②設備接線。該系統應當可靠接地，主要接地線及接地方法如下：黃綠色接地線連接OWTS系統高壓單元接地點與現場主接地，確保接地可靠；黃綠色放電棒連接接地棒與現場接地，確保可靠接地；黑色高壓開關連線為OWTS系統高壓單元與高壓安全控制盒相連線，確保可靠接地；綠色或灰色直連網線為OWTS系統高壓單元與筆記本電腦的相連線；高壓測試連接電纜的線芯連接OWTS系統高壓單元高壓輸出口與被測電纜線芯。在接線過程中，注意使用屏蔽線，保證測量信號的準確性，主要屏蔽有：OWTS系統高壓單元接地點連接電纜屏蔽線；白色電源線連接OWTS系統高壓單元與220 V穩定電源。

③絕緣電阻測量。要求被測電纜絕緣強度正常，否則試驗電壓可能會導致電纜擊穿，測試設備受損。

④電纜長度測量。使用脈沖反射儀EasyflexCom測量電纜長度，并讀出波形中可見的中間頭位置，作為OWTS系統測試時電纜信息的基礎數據。

2 檢測系統應用注意事項

在應用該系統對電纜進行局部放電檢測時，首先需對系統參數進行設定，主要參數包括局部放電最大值，測試模式選擇多周期模式，點選待測電纜的相位后，選定局放檢測范圍，確定檢測電壓模式，而后進行逐項逐級升壓檢測，待檢測結束后操作高壓安全控制盒關閉高壓，將系統和被測電纜接地放電，關閉設備，拆線。

在系統應用過程中，需注意以下幾點：

①被測電纜絕緣良好，附件完整，已故障電纜無法進行測試；

②測電纜需要處于完全獨立的狀態，斷開電纜兩端終端與電網其他設備的連接，避雷器、電壓互感器等附件需要拆除（電流互感器、故障指示器不必拆除），電纜兩端三相需足夠的安全距離；

③于較長的電纜（>3 000 m），為確保獲得完整的電纜局部放電信息，建議在電纜兩端分別進行測試；

④于較短的電纜（<400 m），需連接輔助降頻裝置進行測試；

⑤試現場備有220 V交流電源，功率在1 kW以上。

⑥試周圍無明顯的干擾源，如雷達站、廣播站等。

該系統在應用過程中，目前國家、行業尚無中壓電纜振蕩波檢測標準。本文在檢測過程中，參照國內外檢測經驗，制定相應的檢測執行標準，具體如下：

①中間接頭標準：新電纜投運：局放量小于100 pC；行5年以內電纜：局放量小于300 pC；運行5年以上電纜：局放量小于500 pC。

②終端接頭標準：新制作終端局放量大于3 000 pC，應查明原因；大于5 000 pC，不能投入運行。

3 檢測系統應用常見的問題分析

在應用檢測系統對電纜進行局部放電檢測的過程中，常會出現導致系統不能正常運行的問題，本文就校準過程及加壓測試過程中出現的典型問題進行分析。

3.1 校準過程

校準是整個局放測試過程中關鍵步驟之一，必須正確地進行校準，若校準結果錯誤，則會導致測試結果的局放值和局放點定位出現誤差。

正確的校準波形始端脈沖波峰應在80%處，末端有明顯的反射脈沖，由兩個脈沖的波峰所確定的波速在正確的范圍內（交聯電纜一般在170 m/us左右，紙絕緣電纜一般在160 m/us左右）。

而常出現的異常情況及可能原因包括以下幾種：

①由于校準儀的電量不足、頻率不正確和連接處脫落導致的波形畸變；

②低量程校準時受到背景干擾影響；

③校準儀未開啟或現場干擾非常大；

④校準過程中原始脈沖波峰調節未達到或超出80%紅線處；

⑤電纜長度讀數輸入不正確，則會導致波速不正確（波速：XLPE電纜， 165-175 m/us；油紙電纜，150-160 m/us）。若輸入兩倍電纜長度，校準時波速亦會在正確范圍內，但校準波形會在1/2長度位置出現集中局放。

⑥校準波形原始脈沖極性不對，應檢查校準儀紅黑線是否接反。

3.2 加壓測試過程

加壓測試是逐相逐級加壓測試的過程，在此過程中，常出現的異常情況及可能原因包括如下幾種：

①加壓超出量程，超出部分系統分析時不會自動選取，可能會導致信息丟失；

②若加壓時出現異常的類似始端局放信號，則應在測試過程中盡量排除，否則會影響結果精度，可能的原因為：端終端頭間距不足；電纜或地線連接不穩固；電纜終端連接設備未完全拆除；高壓連接電纜接觸其他金屬；T型靴套的應力錐被拔出導致局部電場集中。

4 結 語

本文針對OWTS系統在中壓電纜震蕩波檢測中的應用進行分析，主要對應用該系統進行檢測時的標準進行制定，并對應用OWTS系統進行檢測的準備工作及常見問題進行了分析和部分例證，為該系統應用于中壓電纜振蕩波局部放電檢測提供了參考依據。

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