配網(wǎng)中壓電纜振蕩波局部放電檢測技術(shù)研究

張定華

摘 要：中壓電網(wǎng)中電纜局部放電對于電網(wǎng)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(shù)的基本原理進行研究，在此基礎(chǔ)上，對檢測系統(tǒng)構(gòu)成及在檢測工作中的應(yīng)用情況進行分析，并以實例對檢測系統(tǒng)應(yīng)用常見問題進行深入探討。

關(guān)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(wǎng)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(fā)現(xiàn)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(chǎn)生局部放電的情況。采用電纜振蕩波局部放電檢測技術(shù)能夠?qū)匣课贿M行準確檢測及精確定位，及時維護、更換線纜，對于保證電網(wǎng)穩(wěn)定、安全運行具有重要意義。

1 檢測系統(tǒng)應(yīng)用準備事項

1.1 檢測標準的制定

OWTS系統(tǒng)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(guān)，系統(tǒng)內(nèi)部和被測電纜共同構(gòu)成一個LC振蕩回路，從而產(chǎn)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(shù)，是電纜絕緣狀態(tài)評估時的重要標準。

OWTS系統(tǒng)中壓電纜震蕩波檢測的統(tǒng)一標準目前國內(nèi)尚無，本文研究過程中借鑒國外相關(guān)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(nèi)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(yīng)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(yīng)用檢測系統(tǒng)時，應(yīng)當(dāng)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(shè)備接線。該系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)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(tǒng)高壓單元接地點與現(xiàn)場主接地，確保接地可靠；黃綠色放電棒連接接地棒與現(xiàn)場接地，確?？煽拷拥?；黑色高壓開關(guān)連線為OWTS系統(tǒng)高壓單元與高壓安全控制盒相連線，確?？煽拷拥?；綠色或灰色直連網(wǎng)線為OWTS系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)高壓單元接地點連接電纜屏蔽線；白色電源線連接OWTS系統(tǒng)高壓單元與220 V穩(wěn)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(dǎo)致電纜擊穿，測試設(shè)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(tǒng)測試時電纜信息的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2 檢測系統(tǒng)應(yīng)用注意事項

在應(yīng)用該系統(tǒng)對電纜進行局部放電檢測時，首先需對系統(tǒng)參數(shù)進行設(shè)定，主要參數(shù)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(jié)束后操作高壓安全控制盒關(guān)閉高壓，將系統(tǒng)和被測電纜接地放電，關(guān)閉設(shè)備，拆線。

在系統(tǒng)應(yīng)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(tài)，斷開電纜兩端終端與電網(wǎng)其他設(shè)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(xiàn)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(tǒng)在應(yīng)用過程中，目前國家、行業(yè)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(nèi)外檢測經(jīng)驗，制定相應(yīng)的檢測執(zhí)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(nèi)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(yīng)查明原因；大于5 000 pC，不能投入運行。

3 檢測系統(tǒng)應(yīng)用常見的問題分析

在應(yīng)用檢測系統(tǒng)對電纜進行局部放電檢測的過程中，常會出現(xiàn)導(dǎo)致系統(tǒng)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(xiàn)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(guān)鍵步驟之一，必須正確地進行校準，若校準結(jié)果錯誤，則會導(dǎo)致測試結(jié)果的局放值和局放點定位出現(xiàn)誤差。

正確的校準波形始端脈沖波峰應(yīng)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(nèi)（交聯(lián)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(xiàn)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(dǎo)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(xiàn)場干擾非常大；

④校準過程中原始脈沖波峰調(diào)節(jié)未達到或超出80%紅線處；

⑤電纜長度讀數(shù)輸入不正確，則會導(dǎo)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(nèi)，但校準波形會在1/2長度位置出現(xiàn)集中局放。

⑥校準波形原始脈沖極性不對，應(yīng)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(xiàn)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(tǒng)分析時不會自動選取，可能會導(dǎo)致信息丟失；

②若加壓時出現(xiàn)異常的類似始端局放信號，則應(yīng)在測試過程中盡量排除，否則會影響結(jié)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(wěn)固；電纜終端連接設(shè)備未完全拆除；高壓連接電纜接觸其他金屬；T型靴套的應(yīng)力錐被拔出導(dǎo)致局部電場集中。

4 結(jié) 語

本文針對OWTS系統(tǒng)在中壓電纜震蕩波檢測中的應(yīng)用進行分析，主要對應(yīng)用該系統(tǒng)進行檢測時的標準進行制定，并對應(yīng)用OWTS系統(tǒng)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(tǒng)應(yīng)用于中壓電纜振蕩波局部放電檢測提供了參考依據(jù)。

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