10kV電纜振蕩波局放試驗的實踐與優(yōu)化

10kV電纜振蕩波局放試驗的實踐與優(yōu)化

摘要：對一起使用振蕩波局放試驗發(fā)現(xiàn)10kV電纜缺陷的案例進(jìn)行介紹，證明振蕩波局放對測量電纜某類缺陷是有效的，分析試驗過程容易產(chǎn)生測量干擾的原因，提出優(yōu)化處置建議。關(guān)鍵詞：10kV電纜；振蕩波局放試驗前言：10kV電纜振蕩波局放試驗被認(rèn)為是一項有效的、便于現(xiàn)場實施的電纜預(yù)防性試驗之一，對于檢測電纜安全隱患有重要幫助。2019年8月22日，東莞城區(qū)供電局按照工作計劃對110kV西平站F25--10kV宏興線725開關(guān)至10kV生活區(qū)6號公用電纜分接箱601開關(guān)段10kV電纜進(jìn)行電纜振蕩波局放試驗，成功通過試驗定位電纜缺陷位置，筆者針對該項試驗工作進(jìn)行分析。并對測試過程若干問題提出優(yōu)化策略。110kV電纜振蕩波電纜局放測試技術(shù)局部放電是指高壓設(shè)備中的絕緣介質(zhì)在高電場強(qiáng)度作用下，發(fā)生在電極之間的未貫穿的放電。這種放電只存在于絕緣的局部位置，不會立即形成貫穿性放電通道，因此稱為局部放電，簡稱局放。振蕩波是指頻率在20-500Hz范圍內(nèi)，波幅按指數(shù)衰減的交流電壓波。電纜振蕩波測試儀通過對電纜施加振蕩波電壓，激發(fā)電纜缺陷部位產(chǎn)生局部放電，通過采集單元定位電纜缺陷部位。與傳統(tǒng)的電纜交流耐壓試驗相比，電纜振蕩波試驗且每次加壓作用時間極短，不會對電纜造成傷害，并且能夠準(zhǔn)確定位出電纜絕緣的缺陷點(diǎn)，便于對電纜進(jìn)行檢修維護(hù)。2一起10kV電纜局放測試及處置過程絕緣電阻測量：電纜局放試驗前使用2500V兆歐表對電纜三相絕緣測量結(jié)果為：A相：225兆歐；B相：140兆歐；C相：460兆歐。電纜三相絕緣偏低，初步判斷電纜處于亞健康狀態(tài)。電纜長度及電纜中間頭位置測量：使用震蕩波局放儀配套的測距儀，測得電纜全場1600米，測得3處明顯的中間頭位置為距測量點(diǎn)395米、775米以及1150米。局部放電量校準(zhǔn)：使用儀器配套的校準(zhǔn)儀對電纜施加模擬放電量進(jìn)行校準(zhǔn)，模擬量值為1000pC以下時反射波形已經(jīng)失真，說明該次試驗只能對高于1000pC的局部放電進(jìn)行采集定位。測試數(shù)據(jù)分析：逐相進(jìn)行振蕩波局放試驗，對采集到的局放點(diǎn)進(jìn)行分析如下圖：圖一：B相局放定位圖圖二：局放點(diǎn)信號波形圖根據(jù)測試系統(tǒng)自動分析，B相電纜在1倍Uo電壓以上有集中局放，最大局放量高達(dá)28000pC，在局放點(diǎn)定位圖上有集中的“點(diǎn)集合”（圖一），且從信號波形中可明顯地分辨出一對“入射波””與“反射波”（圖二），因此判斷局放點(diǎn)在距離西平變電站775米處，該處恰好是測距儀測得的電纜中間頭位置。電纜中間頭解剖：對距離測試地點(diǎn)775米處的電纜中間頭進(jìn)行解剖，發(fā)現(xiàn)該處電纜頭已嚴(yán)重進(jìn)水，電纜中間頭主絕緣有明顯的放電痕跡。成功通過電纜振蕩波試驗發(fā)現(xiàn)一起電纜中間頭缺陷，并準(zhǔn)確定位。圖三：B相電纜中間頭解剖圖3影響10kV電纜振蕩波局放測試的主要原因及對策（1）背景噪聲的干擾。在進(jìn)行在測試儀加壓為0V的情況下進(jìn)行測試，如果測得局放量較大，證明現(xiàn)場的干擾較為嚴(yán)重。此種情況下需要分辨出有效的電纜局放出來較為困難。建議可以采取的措施有：更改接地點(diǎn)位置確保接地牢固，或更換供電電源，如非變頻發(fā)電機(jī)、移動電源。（2）校準(zhǔn)過程中存在的問題。校準(zhǔn)是電力電纜局部放電檢測過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此對電力電纜的校準(zhǔn)必須正確，如果校準(zhǔn)結(jié)果不準(zhǔn)確會造成測試結(jié)果在定位上出現(xiàn)偏差。在校準(zhǔn)過程中校準(zhǔn)波形的開始脈沖波峰應(yīng)設(shè)置在80%左右的地方，在末端會有反射脈沖的出現(xiàn)且相當(dāng)明顯，而且由兩個脈沖波峰決定的傳播度必須在正確的范圍之內(nèi)，也就是說在交聯(lián)電纜中脈沖的傳播速度為170m每微秒。（3）放電信號傳輸衰減。電纜長度過長的時候（如超過3公里），反射波不明顯，難以識別。此時即便升壓過程中出現(xiàn)局部放電，由于放電信號在傳播過程中出現(xiàn)衰減，將難以捕捉到反射信號。對于電纜長度超過3公里的電纜，建議采用雙端的電纜局放測試儀進(jìn)行測量。（4）尖端放電的影響。升壓過程中由于測試線與電纜連接部位接觸不良，夾具部位出現(xiàn)放電被測試儀采集，而非電纜缺陷產(chǎn)生的局部放電，容易引起誤判。此時宜使用專用的試驗夾具進(jìn)行連接，增加測試線與電纜的接觸面積。對于電纜終端有T型肘頭的，需對肘型頭清潔干凈，使用試驗拉桿引出接線，或者將T型肘頭拔出再進(jìn)行試驗，降低尖端放電。（5）數(shù)據(jù)分析的誤差。數(shù)據(jù)分析中，軟件提供了自動分析的功能，但其結(jié)果往往存在較大誤差。同一組數(shù)據(jù),人工分析和軟件自動分析得到的結(jié)果不同。在人工分析的過程中，局部放電信號的篩選尤為重要，一般來說，觀察波形，入射波“高而窄”，反射波“矮而寬”，如果在同一個電纜位置出現(xiàn)了多個類似波形的點(diǎn)集合，基本可以斷定采集到的是放電信號。另外，需要分析出現(xiàn)局部放電的加壓大小，一般來說，電壓越高，激發(fā)的局部放電數(shù)值越高。數(shù)據(jù)分析能力是10kV電纜局部放電檢測的難點(diǎn)，直接決定著電纜測試的結(jié)果。因此，數(shù)據(jù)分析需由具有大量測試經(jīng)驗和分析技巧的工作人員進(jìn)行分析，以保證數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性。（6）電纜局部放電試驗的局限性。對于某些特別明顯的缺陷如壓接管表面誤用絕緣膠帶、利用振蕩波電壓法能有效檢測出來；而對于其它一些缺陷如對主絕緣表面涂有水膜、電纜受潮等情形，利用振蕩波電壓法并不十分明顯。此時因采用其他電纜試驗方法進(jìn)行補(bǔ)充，例如可結(jié)合串聯(lián)諧振交流耐壓試驗、超低頻交流耐壓試驗、電纜介損測試等試驗方法開展。結(jié)語10kV電纜振蕩波試驗作為近年來電纜預(yù)防性試驗的新技術(shù)，為了能夠精確測試電纜局部放電缺陷，對測試儀器來說，在抗噪聲干擾、降低信號衰減等方面需要進(jìn)一步的完善，對于現(xiàn)場測試人員來說，試驗操作技巧