電纜局部放電帶電檢測技術應用分析

魏建祥

摘要：隨著經濟和科技水平的快速發展，電纜投入運行后，會受到電、熱、機械和化學的作用逐漸老化。在制造中和施工中存在的微小缺陷，也會隨著運行時間逐漸發展和惡化。火電廠內一般主變進線、啟備變進線、聯絡變壓器出線以及重要輔機均采用高壓電纜，電纜一旦發生故障將導致嚴重后果。如重要輔機電纜故障將造成輔機停機，啟備變進線電纜出現故障將會造成機組在失去備用電源下運行的情況，主變進線電纜故障會直接導致機組非計劃停運。同時由于電纜處于電纜溝、甚至是直埋于地下，一旦出現問題查找和處理都會相當困難。同時由于電纜的訂貨和更換都需較長時間，需根據長度進行訂貨，訂貨和生產周期都很長，很難在短時間內進行修復。通過設計基于高頻局部放電檢測的高壓電纜帶電監測系統，可及時發現高壓電纜缺陷、判斷類別并進行定位，便于發電企業準確掌握高壓電纜健康狀況，并為電纜檢修、運行、技術改造工作提供相應的意見和支持，提升設備可靠性水平，降低非計劃停運風險和電量損失。同時也為發電企業生產技術管理和科學、精準決策做好技術數據支撐工作，提高企業設備管理效率、及時性和有效性。

關鍵詞：電纜;局部放電;帶電檢測

引言

隨著運行環境的變化、運行時間的增長，電纜故障逐漸增多。電纜線路發生故障概率較低，一旦發生基本就是永久性故障。但電纜線路的增多、運行時間的增長、溫濕度的變化，均會導致電纜絕緣老化，甚至擊穿引發火災，而電纜線路運行可靠性直接影響發電側和用電側的企業經濟效益，影響電力系統的安全穩定運行。為此，在電纜線路發生故障時需快速、準確、有效地找出電纜線路上的故障點進行處理，以減少配電電纜故障導致的停電時間;還需對電纜進行溫度、濕度的實時監測，提前處理缺陷，預防故障的發生，提升系統穩定性。

1測試系統基本概況

本次測試的高壓電纜局部放電在線監測與定位系統可廣泛用于10～500kV電纜的局部放電在線監測與定位。在線監測系統采用高頻電流傳感器方式從接地線上采樣局部放電信號，通過光纖對所有數據采集裝置進行納秒級授時，可實現對電纜局部放電在線監測和故障點雙端精確定位。本次測試的高壓電纜局部放電在線監測與定位系統采用脈沖電流法方式，可在電纜終端接頭、中間接頭接地線上或電纜本體上安裝高頻電流傳感器（單相電纜接地點每相各安裝1只，三相共體電纜接地點可安裝1只）。高頻電流傳感器通過雙屏蔽的同軸電纜連接至就地采集單元，信號經降噪、濾波、識別和存儲，就地采集單元間通過光纖進行數據傳輸和精確對時，將局部放電的幅值、脈沖數、相位、原始脈沖和到達時刻等信息送至后臺診斷平臺。后臺診斷平臺系統完成對局部放電信號的診斷和定位，生成相關放電圖譜和報警信息，通過61850規約或I2規約將監測數據、報警信息、放電圖譜和定位信息發送至用戶數據中心。

2電纜局部放電帶電檢測技術的應用

2.1超聲局部放電驗證情況

為進一步驗證高頻及特高頻局部放電信號的真實性，將超聲波傳感器放置在GIS終端法蘭附近，取背景信號，然后再將傳感器分別對U、V、W三相電纜終端進行檢測。在W相終端上檢測到了幅值約為3.5mv的，較為明顯且連續的超聲波信號，而U、V相均未檢測到異常超聲波信號，說明該信號具備工頻特性，且其內部應已發生局部懸浮放電。通過分析診斷，鑒于物資備貨及供電保障原因，決定一方面采取24h局部放電重癥監測，另一方面縮短帶電檢測周期，全方位掌控電纜的運行狀態。從各項監測數據來分析，自發現之日起至2月中旬的局部放電數值比較大，但發展較為平穩，2月中旬至今的局部放電量開始逐漸震蕩衰減，且變化區間波動平穩，其中較為嚴重的W相終端原來檢出的異常超聲信號，后期各項數值已無明顯激增或劣化跡象。

2.2故障定點檢測技術

是針對電纜實行測定時常有技術，涵蓋多種檢測技術，主要涉及音頻感應測定技術、聲磁同步測定技術、聲測測定技術、跨步電壓測定技術、行波測定技術。音頻感應故障定點檢測技術是依據人聽力為標準的測定技術，經過研究音頻信號進而評估電纜具有故障隱患與否，且參考電纜故障位置所發射的磁場信號，針對故障部位予以準確定位及評定，進而提升電纜故障測定效率，改善電纜故障測定效果;聲磁同步故障定點檢測技術是針對電磁波與聲波相結合的測定技術。此外，聲測故障定點檢測技術、跨步電壓故障定點檢測技術、行波故障定點檢測技術等同樣屬于多見的一些電纜故障測定技術。在開展電纜故障測定時應參考實際狀況及測定要求，正確選用合適電纜故障定點檢測技術，進而明確電纜故障出現位置情況。

2.3二次脈沖檢測方法

二次脈沖檢測方法是利用所產生的高強度脈沖發送到電纜故障所發生的位置，在對故障位置進行擊穿后，增加故障位置所產生電弧的時間，在這個時間點，可以對二次脈沖觸發器和電纜檢測設備進行引發，通過這種形式就會在二次脈沖自動引發設備啟動時產生兩個低壓脈沖，在故障線路上傳送，刺穿電纜。運用檢測設備來觀察電壓波動形狀的特征和電弧的反射波的長度，對檢測數據進行統計和計算。

2.4電壓實驗檢測方法

對于電纜采取該方法時需開展電壓實驗，主要測定電纜耐受電壓性能，維持電纜在較高電壓值影響下還可維持較好狀態，使電纜保證高電壓下較佳絕緣性能。針對電纜實施電壓實驗檢測，可保證電纜絕緣層于較高電壓作用下不出現熱擊穿情況或電擊穿狀況，規避電纜漏電情況，減少電纜在較高電壓值影響下受損狀況。依據電壓實驗檢測方法測定電纜耐受電壓性能情況時，針對電纜差異性厚度值絕緣層采取對應電壓值實行影響，明確電纜在5min高電壓值影響下能否維持完好沒有受損，如電纜完好而無損則評估電纜質量合格，表明電纜可以耐受較高電壓值。

2.4高壓電橋檢測方法

高壓電橋在電纜檢測中是運用最為常見的故障排查技術。高壓電橋檢測方法其實是利用恒流電源擊穿電纜產生故障的位置，使電橋電流的流動性較大，讓電橋線路的兩端出現電位差值，在平衡電橋的穩定性的條件下測算故障產生的距離差。利用高壓電橋檢測方法，不僅可以擴展電橋高阻檢查的范疇，而且還可以迅速精準的測算其檢測結果。高壓電橋檢測方法的原理：電纜核心線路電阻和整條線路依據比例進行支配的特征，能夠有效推動高壓電橋檢測體系的構成。

結語

輸電電纜帶電檢測應以高頻、特高頻局部放電檢測為主，以超聲波局部放電檢測為驗證手段，提高檢測準確性。利用局部放電檢測技術發現運行電纜中存在的缺陷，對電纜提前進行處理，可有效預防類似事故的發生。在輸電電纜的運行維護中普及局部放電帶電檢測，能夠通過大數據分析，及時了解電纜運行狀態，并能夠發現運行電纜數據的異常變動，有利于缺陷的及時消除并降低電纜故障率。

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