簡(jiǎn)析10kV電纜線路震蕩波局放檢測(cè)

劉 昊，李福生

（國網(wǎng)北京市電力公司平谷供電公司，北京 平谷 101200）

長(zhǎng)期以來電纜線路狀態(tài)檢測(cè)是10 kV 配電網(wǎng)運(yùn)維管理的重難點(diǎn)，且工作量大，缺陷定位精度不足，大量研究和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，震蕩波局放檢測(cè)技術(shù)用于電纜狀態(tài)檢測(cè)中具有良好的效果，可快速、準(zhǔn)確定位電纜線路故障，有利于開展針對(duì)性檢修，提升10 kV配電系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

10 kV 電纜線路可通過外接電感來實(shí)現(xiàn)對(duì)外放電，在對(duì)外放電過程中，線纜芯線和接地層之間會(huì)產(chǎn)生類似于工頻的震蕩電壓波，從而激發(fā)出絕緣薄弱位置的局部放電，此時(shí)通過脈沖法可檢測(cè)到局部放電的位置，通過行波法準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)的位置。

1 電纜線路震蕩波局放檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析

和傳統(tǒng)電纜線路檢測(cè)技術(shù)相比，震蕩波局放檢測(cè)有非常顯著的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）可實(shí)現(xiàn)無損檢測(cè)，而且測(cè)試的時(shí)間非常短，能達(dá)到ms級(jí)，對(duì)電纜線路造成的損失幾乎為零。（2）體積小，便于攜帶，震蕩波局放檢測(cè)儀器體積小，功能強(qiáng)大，在復(fù)雜的環(huán)境可進(jìn)行精確測(cè)試。（3）抗干擾能力強(qiáng)，震蕩波局放檢測(cè)有時(shí)域和頻域兩種濾波方法，可排除絕大部分外界干擾因素。

2 10 kV電纜線路震蕩波局放檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

2.1 檢測(cè)設(shè)備

震蕩波局放檢測(cè)系統(tǒng)由前臺(tái)檢測(cè)單元、筆記本電腦、安全控制盒等組成。在電纜線路檢測(cè)中，最高的充電電壓為30 kV，局放檢測(cè)靈敏度不低于10 pC，故障定位精度不超過10 cm，檢測(cè)電纜長(zhǎng)度為50 m～5 km之間。選擇QH-OWTS-MV-V1.1型震蕩波裝置，所用的電源為AC220 V+/-10%，50 Hz，3 A。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試電纜

選擇的電纜線路絕緣類型為交聯(lián)聚乙烯絕緣，額定電壓為15 kV/8.7 kV，規(guī)格為3×240 mm2，長(zhǎng)度為400 m。缺陷位置距離開關(guān)柜終端約230 m處，在中間接頭制作中受到制作工藝缺陷的影響，使此條電纜線路在接頭位置存在缺陷[1]。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)步驟

本次10 kV 電纜線路震蕩波局放檢測(cè)具體試驗(yàn)步驟如下：

第一步，完成所有電纜的接線工作，將震蕩波裝置的高壓輸出端和接好電纜的終端相互連接，并確保穩(wěn)定接地。

第二步，使用局放校準(zhǔn)儀對(duì)試驗(yàn)電纜線路注入一定放電量的方波信號(hào)，完成視在放電量的校準(zhǔn)工作。

第三步，對(duì)震蕩波裝置進(jìn)行加壓測(cè)試，撤掉局放電校核儀后，在12 kV和21 kV兩個(gè)電壓等級(jí)下對(duì)試驗(yàn)電纜逐相加壓測(cè)試，得到試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

第四步，分析處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，選擇和震蕩波裝置配套的數(shù)據(jù)分析軟件，分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，形成放電相位譜圖，完成故障定位。并將測(cè)試結(jié)果和德國SEBA M28型震蕩波檢測(cè)裝置獲得的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。

2.4 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果分析

選擇滿足IEC 標(biāo)準(zhǔn)的局放校準(zhǔn)儀向試驗(yàn)電纜線路中注入1000 pC 的校準(zhǔn)脈沖信號(hào)，須注意注入到電纜線路中的校準(zhǔn)脈沖信號(hào)傳輸?shù)诫娎|線路的終端后會(huì)出現(xiàn)一定程度的發(fā)射[2]。因此，須在一定時(shí)間內(nèi)，同時(shí)采集到入射和反射校準(zhǔn)脈沖波形，找到入射和反射脈沖的峰值，以便精確計(jì)算出放電量的校準(zhǔn)系數(shù)，通過測(cè)量入射脈沖和反射脈沖之間的時(shí)間差，再結(jié)合波速，成對(duì)電力線路全長(zhǎng)的校核。

國產(chǎn)QH-OWTS-MV-V1.1 型震蕩波裝置和德國SEBA M28 型震蕩波裝置，在相同電壓下，對(duì)相同電力測(cè)試的實(shí)際波形如圖1所示。

圖1 2種震蕩波裝置波形對(duì)圖

從圖1可以看出，2種震蕩波裝置在相同電壓下檢測(cè)到震蕩波形和局部放電檢波信號(hào)基本相同。而且局部放電視在放電量的水平也基本相同，此結(jié)果充分說明我國自主生產(chǎn)的QH-OWTS-MV-V1.1 型震蕩波裝置在局放信號(hào)檢測(cè)靈敏度上能夠達(dá)到國際先進(jìn)水平。

為進(jìn)一步研究2 種震蕩波裝置入射和反射脈沖的匹配性，通過相應(yīng)的分析軟件得到2 種裝置入射和反射脈沖的匹配結(jié)果，但由于實(shí)際測(cè)量到的波形數(shù)據(jù)比較多，無法通過軟件一一分析出來，只能給出大量匹配的樣本，再通過人工干預(yù)的方法得到最為準(zhǔn)確的匹配結(jié)果。軟件可自動(dòng)測(cè)量入射脈沖和反射脈沖之間的時(shí)間差，再通過波速和電纜線路的實(shí)際長(zhǎng)度，能準(zhǔn)確確定缺陷的位置，試驗(yàn)結(jié)果表明，2種裝置的脈沖匹配準(zhǔn)確度也基本一致。

通過分析2 種裝置的定位結(jié)果譜圖，發(fā)現(xiàn)二者電纜線路定位結(jié)果誤差為2 m，QH-OWTS-MV-V1.1裝置定位結(jié)果為228 m，德國SEBA M28定位結(jié)果為226 m，表明這2 套裝置在10 kV 電纜線路震蕩波局放檢測(cè)中，缺陷定位的結(jié)果基本一致，而2 m誤差，可能來自于電纜長(zhǎng)度的測(cè)量值。試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)國產(chǎn)10 kV 配電電纜線路震蕩波局放檢測(cè)缺陷定位精度高，效果好[3]。

從缺陷定位結(jié)果能夠看出，在10 kV 電纜線路的始端也存在比較集中的放電點(diǎn)，主要原因是震蕩局部放電檢測(cè)設(shè)備的高壓輸出和試驗(yàn)所選擇電纜線路在連接位置存在一定的電暈放電，但在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中并沒有采取合理的方法消除。

2.5 試驗(yàn)結(jié)論

通過現(xiàn)場(chǎng)同步測(cè)試結(jié)果可知，我國自主研發(fā)的10 kV 電纜線路震蕩波局放檢測(cè)裝置和國際先進(jìn)的測(cè)試裝置有幾乎相同的靈敏度。針對(duì)10 kV 電纜線路中存在的接頭缺陷，2 種測(cè)試裝置都能實(shí)現(xiàn)精確定位，我國自主生產(chǎn)的檢測(cè)裝置能夠準(zhǔn)確定位電纜線路缺陷，達(dá)到國際先進(jìn)水平，可進(jìn)行大范圍推廣。