高壓電力電纜試驗方法與檢測技術分析

周建偉 胡培杰 張翔 陳棟

摘要：一般情況下，電力電纜設計壽命大多在30年，隨著使用時間的推移，正在使用中的電力電纜漸漸接近使用壽命。經過多年的電網建設，部分區域的高壓電力電纜已經進入故障多發階段。電力電纜所處運行環境一般較為惡劣，如低矮的隧道、潮濕的電纜溝等。在這種惡劣環境下電纜容易受潮、滲水等，進而引起電纜絕緣性能劣化。電纜接頭和電纜終端在應力作用下，更容易產生故障。經過多年的檢測經驗發現，接頭和終端等電纜附件產生故障的概率要遠遠高于其他部位，約占總故障率的七成。

關鍵詞：高壓電力電纜;試驗方法;檢測技術

電力電纜對國家經濟的發展有重要作用，將成為快速發展不可缺少的條件，在使用電力電纜時應該注意安全。為了能更好的在工作中運用，要對它進行分析試驗，了解電纜的工作原理，注意事項和可能出現的故障及預防措施。在當今中國市場的經濟發展中，電力電纜有著良好的市場前景。這使得電力電纜事業迅速成為市場中的領導先鋒。

一、高壓電力電纜故障概述

任何的電力企業中都少不了電網的發、輸、配環節，所以，電力電纜的作用舉足輕重。電力電纜有多種，橡膠絕緣高壓電力電纜是其中的一種，其功效被國民所認可，很是受國民的青睞。但是，隨著其使用數量的增多，一旦發生故障，便會引起一系列嚴重的后果，有時還會發生短時間內大面積停電事故，影響電力供、配系統的正常穩定運行。所以，高壓電力電纜故障分析工作是必不可少的，防止電力電纜發生故障時引發人身安全事故。一般來說，高壓電力電纜發生故障時故障原因和故障點難以查找，這不僅在搶救和恢復工作方面造成了非常大的難度，而且在人力方面、物力方面、財力方面上的浪費也是不容小覷的。

二、局部放電帶電檢測中的抗干擾技術

（一）檢測中的分類

目前常遇到的抗干擾技術包括頻域開窗法、時域開窗法和時頻開窗法三類。頻域開窗法抗干擾技術是根據信號頻域特征加以抑制的高壓電力電纜檢測技術。時域開窗法是借助時域特征加以抑制的高壓電力電纜檢測技術。時頻開窗法是按照小波分析法來提取局部放電信號。本文以頻域開窗法抗干擾技術為例，進行論述。

（二）現有高壓電纜帶電檢測中存在的主要問題

在現有的高壓電力電纜檢測技術條件下，隨著檢測信號頻率的增加，信號的幅值衰減愈加嚴重，信號的遲滯效果愈加明顯。也就是說，局部放電信號中的高頻成分衰減現象明顯，其相位也發生了極大偏移，采集到的高壓電力電纜波形的畸變問題突出。

目前被廣泛應用的自動聚類方法主要存在的問題有：

（1）聚類數量的選取存在一定的問題，聚類數量的人工選取方式，還存在一定的弊端，例如，很難得到最優聚類個數。

（2）聚類算法通過不斷迭代，最終逼近最優解。其對初始值的選取比敏感，若初始值不合適，常常無法逼近全局最優解，迭代過程只能徘徊于局部最優解處，導致分類錯誤或失敗。

（3）對數據集樣本的要求比較高，難以對任意兩個聚類簇有一定交集的樣本集進行處理，數據簇合理分離能力較弱。

對于局部放電檢測來說，常規模糊聚類方法己經不能滿足當前的自動化、智能化需求。因此，本文采用交互式自動聚類算法，以實現多放電源信號自動分離功能，以及多種聚類方法和聚類個數之間的自動優化功能，選擇最佳優化效果，從而更適應局部放電聚類分離中實際面臨的復雜問題。

三、高壓電力電纜試驗方法以及注意事項

（一）高壓電力電纜試驗方法

現在國內對高壓電力電纜的故障原因和搶修采取高度的重視。比如，如何增強電力電纜效能，提高絕緣性能，提高抗彎性能，提高抗毒氣的性能，提高抗溫性能，將成為國家電力企業和社會科研學者共同關注的一個話題。具體如下：

（1）振蕩電壓試驗

用直流電給電力電纜有效充電，當充電完成后，在間隙放電并擊穿，此時在線圈中集中放電就是震蕩電壓試驗，同時對電纜增加khc級別的電壓，成為電纜線路的一種有效途徑。

（2）諧振耐壓試驗

諧振耐壓試驗，又稱串聯諧振。是指實驗品，不能滿足測試電壓的需求，其需要較大的電流容量，且滿足被測試的物品對電壓的要求。

串聯諧振法指改變，實驗系統中的電感和頻率，將回路一直保持在諧振的狀態，因為它性價比高，體積小，輕巧方便攜帶，有現成的理論資料。最重要的一點是它所需要的實驗儀器較多，因此它是一個優點與缺點并存的方法。

（二）高壓電力電纜試驗時的注意事項

（1）微安表接電壓。決心好的電纜漏電削，一般幾十微安若接在低端，誤差較大。

（2）兩端頭屏蔽35kV以上的電壓電纜，因為試電壓高，所以通過它的漏電大理應屏蔽。

（3）高壓側電壓如電纜較長，電容過大時所產生的影響較大，在低壓表中不能反映高壓測得時的真實電壓。

（4）試驗電壓太高，用倍壓裝置。35kV及以上電壓等級常需用高壓用單極直流電壓裝置，不滿足當前需要要求，需用倍壓回路。

四、做好高壓電力電纜試驗的有效措施

（一）建立專業的人才隊伍

在測試電力電纜的過程中，存在著一些問題，測試人員自身的素質也有很大的關系。因此，加強實驗人才建設有兩條主要途徑。一是加強對現有電纜測試人員的培訓，使他們在平時認真學習測試步驟和操作規程，根據測試要求加強培訓工作，使測試人員充分掌握測試中的核心技術，使測試工作具有良好的專業素質。注意提高自己的專業素質，認識到考試工作的重要性。保證實驗的每一個環節都能認真對待，不斷提高實驗的能力和實際水平，是非常重要的。同時，測試人員應清楚了解電纜測試的多種方法，并能找到合適的電纜測試方法。另外，要求試驗人員認真對待試驗所獲得的數據，并對其進行有效的分析，以滿足電力電纜試驗工作的發展要求。二是直接招收具有專業能力的實驗人才。該方法能在短時間內加強試驗工作。首先，我們必須經歷一個漸進的過程。

（二）新的試驗方法

建議在XLP電纜竣工試驗中采用串聯諧振或VLF，或采用24小時空載運行。高壓電纜竣工驗收采用交流耐壓試驗時，擊穿檢測率高達9%。高壓電纜在1h耐壓試驗中可能會出現一些小缺陷，但不會導致電纜擊穿。局部放電測量有助于發現這些小缺陷。分布式局部放電測量是高壓電纜局部放電信號在高壓電纜中傳播衰減較大的可靠保證。因此，可在高壓電纜竣工驗收試驗中增加分布式局部放電測量。

（三）加強高壓電力電纜管理

高壓電力電纜在供電過程中起著重要的作用，維護供電的穩定性和可持續性至關重要。因此，要全面提高思想認識，加強對高壓電力電纜基礎數據和資料的有效管理和監督，建立詳細的內部和檔案資料，設置明確的標志和標志，便于檢驗人員進行有效的檢驗。檢查工作。加強對電纜施工企業的監督管理，防止施工企業虛報成本。

五、結論

高壓電力電纜高頻電流檢測法檢測中，多源放電的情形非常復雜，很難找到一種可解決所有多源放電問題的方法。抗干擾工作必然是多種抗干擾算法結合使用，才能達到最優解。需要指出的是，時頻聚類分離算法仍然是最常用的高頻電流檢測法抗干擾手段，本文所提的分頻聚類方法只能作為一個補充手段。

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