《66kV-220kV電纜交流激勵(lì)式振蕩波局部放電現(xiàn)場測試導(dǎo)則》征求意見稿

ICS29.130/10

K43

CES

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CESXXX-XXX

66kV~220kV電纜交流激勵(lì)式振蕩波

局部放電現(xiàn)場測試導(dǎo)則

Theguidelineforon-sitepartialdischargetestingof66kV~220kV

powercablesbasedondampedACvoltageexcitedbyACsource

（征求意見稿）

XXXX-XX-XX發(fā)布20xx-01-01實(shí)施

黑體5號

66kV~220kV電纜交流激勵(lì)式振蕩波局部放電現(xiàn)場測試導(dǎo)則

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了66kV~220kV高壓電纜交流激勵(lì)式振蕩波局部放電檢測技術(shù)的測試系統(tǒng)組成、現(xiàn)場操

作步驟以及結(jié)果處理方法等內(nèi)容。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于66kV~220kV高壓電纜交流激勵(lì)式振蕩波局部放電現(xiàn)場測試。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的，凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件，

凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。

GB/T16927.1—2011高電壓試驗(yàn)技術(shù)第1部分：一般定義及試驗(yàn)要求

GB/T16927.2—2013高電壓試驗(yàn)技術(shù)第2部分：測量系統(tǒng)

GB/T16927.3—2010高電壓試驗(yàn)技術(shù)第3部分：現(xiàn)場試驗(yàn)的定義及要求

GB/T7354—2003局部放電測量

GB/T3048—2007電線電纜電性能試驗(yàn)方法

GB26861—2011電力安全工作規(guī)程高壓實(shí)驗(yàn)室部分

DL/T849.5—2004電力設(shè)備專用測試儀器通用技術(shù)條件第5部分：振蕩波高壓發(fā)生器

DL/T1576—20166kV~35kV電纜振蕩波局部放電測試方法

T/CSEE0007-201666kV~220kV電纜振蕩波局部放電現(xiàn)場測試方法

IEEEStd400.4-20155kV及以上電壓等級屏蔽電纜系統(tǒng)振蕩電壓法現(xiàn)場測試導(dǎo)則（IEEEGuide

forFieldTestingofShieldedPowerCableSystemsRated5kVandAbovewithDAC）

3術(shù)語和定義

GB/T7354-2003界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

3.1

交流激勵(lì)式振蕩波電壓dampedACvoltageexcitedbyACsource

由頻率在20Hz~500Hz范圍內(nèi)的交流電壓波激勵(lì)產(chǎn)生，頻率在20Hz~500Hz范圍內(nèi)且波幅按指數(shù)衰

減的交流電壓波。

3.2

電纜額定電壓U0/UratedvoltageofpowercableU0/U

城市市容綠色管理是將以人為本原則、生態(tài)文明要求和可持續(xù)發(fā)展理念運(yùn)用到城市市容管理活動(dòng)

中，促進(jìn)人與自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的城市市容管理活動(dòng)的總稱。

4交流激勵(lì)式振蕩波系統(tǒng)及輔助設(shè)備

4.1測試系統(tǒng)

66kV~220kV高壓電纜交流激勵(lì)式振蕩波局部放電檢測系統(tǒng)有多種實(shí)現(xiàn)方式，系統(tǒng)利用交流激勵(lì)對

被測電纜充電并產(chǎn)生欠阻尼振蕩波電壓，其典型實(shí)現(xiàn)電路和典型測試波形分別如圖1、圖2所示，其工

作原理和主要單元參數(shù)請參見附錄A。

1

S—變頻交流電源；K—固體開關(guān)；L—諧振電感；C1—分壓器高壓臂；

C2—分壓器低壓臂；Zm—檢測阻抗；Cx—被測電纜等效電容；M—數(shù)據(jù)處理與采集單元

圖1典型交流激勵(lì)式振蕩波局部放電檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2交流激勵(lì)式振蕩波電壓波形示意圖

4.2輔助設(shè)備

4.2.1校準(zhǔn)器

校準(zhǔn)器應(yīng)能夠在20pC~100nC范圍內(nèi)產(chǎn)生逐級或連續(xù)可調(diào)的電荷量，以便對不同水平的局部放電進(jìn)

行校準(zhǔn)，其具體參數(shù)應(yīng)符合GB/T7354-2003的有關(guān)規(guī)定。

4.2.2低壓時(shí)域反射儀

局部放電測試前，應(yīng)采用低壓時(shí)域反射儀（參見附錄B）測量電纜的波速度及長度，確認(rèn)電纜接頭

位置，以提高局部放電定位準(zhǔn)確定。定位誤差應(yīng)小于電纜總長度的0.2%與光標(biāo)移動(dòng)步長之和。

4.2.3補(bǔ)償電容器

對于短電纜試品（諧振頻率大于500Hz時(shí)），應(yīng)使用補(bǔ)償電容器，降低振蕩波頻率。補(bǔ)償電容器的

最小電容量Cb（F）可按公式（1）估算

1

Cb=22(1)

4fLmax

式中：

fmax——局部放電測量系統(tǒng)運(yùn)行的最高振蕩頻率，為500Hz；

L——諧振電感的電感值，單位為亨（H）。

2

黑體5號

5測試要求

5.1測試環(huán)境

對檢測環(huán)境的要求包括：

a）溫度：-10℃~+40℃；

b）相對濕度：不大于85%（25℃），無凝露。

5.2測試對象要求

對測試對象的要求包括：

a）被測電纜應(yīng)與其他設(shè)備斷開，電纜被測相終端應(yīng)有足夠絕緣距離，其他相應(yīng)可靠接地；

b）試驗(yàn)前應(yīng)解開電纜交叉互聯(lián)系統(tǒng)并改為同相屏蔽層直連；

c）被測電纜線路絕緣電阻應(yīng)不低于30MΩ。

5.3測試電壓要求

對測試電壓的要求包括：

a）衰減要求：測試電壓第一與第二峰值電壓之差與第一峰值電壓比值不不大于15%;

b）頻率范圍：測試電壓頻率為20Hz~500Hz；

c）容許偏差：在整個(gè)測試過程中，測試電壓值應(yīng)保持在規(guī)定電壓值的±3%之內(nèi)。

6測試步驟

6.1現(xiàn)場準(zhǔn)備

6.1.1狀態(tài)確認(rèn)

確認(rèn)待測電纜已斷電，使用放電棒充分放電并保持接地，拆除電纜終端一次引下線，電纜端部懸空，

非試驗(yàn)相保持接地。

6.1.2電纜線路終端為較高終端塔

當(dāng)電纜線路終端為較高終端塔時(shí)，若為測試端，可以采用延長高壓試驗(yàn)引線方式進(jìn)行測試，但應(yīng)對

延長連接線造成的干擾增大、檢測靈敏度下降等因素對測試結(jié)果的影響進(jìn)行評估。若為非測試端，則應(yīng)

拆除與其他設(shè)備的連接并保持足夠的安全試驗(yàn)距離。

6.1.3電纜線路終端為氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（GIS）終端

當(dāng)電纜線路終端為GIS終端時(shí)，若為測試端，試驗(yàn)前拆除電壓互感器、避雷器并安裝試驗(yàn)套管；若

為非測試端，則應(yīng)拆除GIS電纜筒導(dǎo)體。

6.1.4接地及防電暈

試驗(yàn)應(yīng)盡可能采用單點(diǎn)接地，采用專用高壓屏蔽線，且高壓端采用防暈連接措施。

6.2絕緣電阻測量

使用絕緣電阻表在2500V或5000V量程測量電纜絕緣電阻，阻值小于30MΩ或三相絕緣電阻之比

超過1.5倍時(shí)，不宜開展振蕩波測試。

6.3電纜長度及接頭位置確認(rèn)

在設(shè)備臺賬中讀取電纜長度和接頭位置，并使用低壓時(shí)域反射儀確認(rèn)。

3

6.4現(xiàn)場局部放電量校準(zhǔn)

局部放電量校準(zhǔn)的具體方法請參見附錄C的要求。

6.5測試電壓選擇

根據(jù)電纜類型選擇施加試驗(yàn)電壓。若被測電纜為新敷設(shè)或投運(yùn)1年以內(nèi)的電纜，按照表1內(nèi)容施加

測試電壓。

若被測電纜運(yùn)行年限較久（如5年以上）的電纜，應(yīng)考慮到運(yùn)行年份、環(huán)境條件、擊穿經(jīng)歷以及試

驗(yàn)?zāi)康?，協(xié)商確定試驗(yàn)電壓和次數(shù)，但對于66kV、110kV以及220kV的電纜最高試驗(yàn)電壓分別不得超過

1.6U0、1.6U0以及1.1U0。

若測試過程中發(fā)現(xiàn)放電量急劇增加，應(yīng)停止升壓測試，嘗試定位排查潛在缺陷。

表1新敷設(shè)或投運(yùn)1年內(nèi)電纜振蕩波局部放電試驗(yàn)中各測試電壓及次數(shù)

電壓等級試驗(yàn)電壓與次數(shù)

電壓/U000.30.50.711.21.51.82.01.50

66kV

次數(shù)11115555551

電壓/U000.30.50.711.21.51.71.50-

110kV

次數(shù)1111555551-

電壓/U000.30.50.711.21.41.20--

220kV

次數(shù)111155551--

6.6局部放電的測量

根據(jù)不同的電纜類型、電纜長度以及現(xiàn)場實(shí)際狀況，可以采用以下兩種方式進(jìn)行局部放電的測量：

a）對于長度小于2km的電纜線路，可以直接在電纜測試端采用局部放電檢測阻抗進(jìn)行測量；

b）對于長度大于2km電纜線路或?qū)植糠烹婌`敏度要求較高的情況下，采用基于雙端時(shí)鐘同步

的分布式局部放電測量：每個(gè)分布式測量區(qū)間兩端的局部放電檢測傳感器可以通過光纖通訊、GPS授時(shí)

或脈沖耦合方式實(shí)現(xiàn)。

7測試結(jié)果處理方法

7.1測試結(jié)果

7.1.1波速與中間接頭位置

由低壓時(shí)域反射儀測量并與臺賬信息對比確認(rèn)。

7.1.2局部放電起始電壓

記錄局部放電量首次超過50pC（或試驗(yàn)現(xiàn)場背景噪聲）的施加試驗(yàn)電壓水平。

7.1.3局部放電量

多次施加某電壓下振蕩波測試系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析所得的局部放電量最大值。

7.1.4局部放電位置

a）采用測試端局部放電檢測阻抗進(jìn)行測量

局部放電源位置與測試端的距離x為

vt

xL=?(2)

c2

4

黑體5號

式中：

Lc——被測電纜全長，單位為米(m)；

v——電纜中的波速，單位為米/秒(m/s);

t——放電點(diǎn)處產(chǎn)生的局部放電信號分成兩個(gè)相等的脈沖信號并沿相反方向傳播，兩個(gè)脈沖到達(dá)測

量端的時(shí)間差，單位秒(s)。

b）采用基于雙端時(shí)鐘同步的分布式局部放電測量

確定局部放電位置兩側(cè)的局部放電檢測傳感器H1和H2，判定依據(jù)為傳感器H1及其左側(cè)傳感器信

號幅值依次遞減，傳感器H2及其右側(cè)傳感器信號幅值依次遞減。

在實(shí)現(xiàn)局部放電檢測數(shù)據(jù)的時(shí)鐘同步后（時(shí)鐘同步技術(shù)請參見附錄D），根據(jù)局部放電信號到達(dá)局

部放電傳感器H1和H2的時(shí)間差t，計(jì)算出局部放電源位置距傳感器H1的距離x為

L?vt

x=H(3)

2

式中：

LH——傳感器H1和H2之間的距離，單位為米(m)；

v——電纜中的波速，單位為米/秒(m/s)；

t——為放電點(diǎn)處產(chǎn)生的局部放電信號分成兩個(gè)相等的脈沖信號并沿相反方向傳播，兩個(gè)脈沖到達(dá)

H1和H2的時(shí)間差，單位秒(s)。

7.2處理方法

對于新敷設(shè)或投運(yùn)1年以內(nèi)的電纜，局部放電起始電壓限值見表2。對于運(yùn)行年限較久（如5年以

上）的電纜線路，可適當(dāng)降低局部放電起始電壓限值。

對于不滿足局部放電起始電壓限值要求的電纜線路，可參見附錄C的決策流程進(jìn)行處理，但還應(yīng)考

慮運(yùn)行年份、環(huán)境條件、擊穿經(jīng)歷以及試驗(yàn)?zāi)康牡纫蛩?，綜合決策處理。

表2電纜及其附件參考臨界局部放電量

電壓等級電纜及其附件類型局部放電起始電壓

66kV本體高于2.0U0

接頭/終端高于1.5U0

110kV本體高于1.7U0

接頭/終端高于1.5U0

220kV本體高于1.4U0

接頭/終端高于1.2U0

5

附錄A

（資料性附錄）

交流激勵(lì)式振蕩波系統(tǒng)工作原理

1.概述

本附錄給出了交流激勵(lì)式振蕩波系統(tǒng)的特點(diǎn)和工作原理。

2.交流激勵(lì)式振蕩波系統(tǒng)的特點(diǎn)

交流激勵(lì)式振蕩波局部放電測試是近年來應(yīng)用較多的一種用于電力電纜局部放電現(xiàn)場測量的方法。

該方法具有作用時(shí)間短，操作簡單，便于搬運(yùn)，且不會(huì)對電纜造成損害等特點(diǎn)。測試過程中施加在被測

電纜上的電壓與電纜實(shí)際工況、串聯(lián)諧振試驗(yàn)下的電壓較為接近，能有效激發(fā)電纜中缺陷產(chǎn)生局部放電

信號，實(shí)現(xiàn)對缺陷的分析和定位，

3.交流激勵(lì)式振蕩波系統(tǒng)的工作原理

交流激勵(lì)式振蕩波系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，其基本工作原理為：在固體開關(guān)閉合前，調(diào)節(jié)變頻交

流電源頻率，變頻交流電源的輸出頻率與諧振電感、被測電纜諧振頻率相同時(shí)，在被測電纜上產(chǎn)生諧振

電壓。調(diào)節(jié)交流電源的輸出電壓，被測電纜上的電壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)，固體開關(guān)迅速閉合，在被測電纜上

產(chǎn)生阻尼振蕩電壓，激發(fā)電纜缺陷產(chǎn)生局部放電，并通過分壓器和檢測阻抗測量電壓波形和局部放電信

號。

4.交流激勵(lì)式振蕩波系統(tǒng)的基本參數(shù)

4.1變頻交流電源

變頻交流電源輸出電壓頻率應(yīng)在20Hz~500Hz范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，輸出功率應(yīng)不小于10kW。

4.2固體開關(guān)

固體開關(guān)額定電流應(yīng)不小于300A，導(dǎo)通時(shí)間應(yīng)不大于5μs。

4.3諧振電感

諧振電感品質(zhì)因素應(yīng)不小于12，額定電流應(yīng)不小于5A。

6

黑體5號

附錄B

（資料性附錄）

時(shí)域反射法計(jì)算電纜中間接頭位置

1.概述

本附錄給出了時(shí)域采用時(shí)域反射法計(jì)算電纜中間接頭位置的基本原理和方法。

2.時(shí)域脈沖發(fā)射法

電纜線路中的故障、中間接頭、開路、被腐蝕的中性線等都會(huì)引起電纜阻抗的變化，而這些阻抗變

化點(diǎn)都可由低壓時(shí)域反射儀(TDR)來定位和表征。電纜沿線中任意的阻抗變化都會(huì)使得入射脈沖發(fā)生部

分反射，通過對反射波進(jìn)行處理可確定這些阻抗變化點(diǎn)相對于端部的位置，同時(shí)TDR中的反射脈沖波

形可以幫助操作者確定反射點(diǎn)的類型。反射點(diǎn)的波形反射幅值可以使用反射系數(shù)（）進(jìn)行計(jì)算：

ZZ-

=do(B.1)

ZZdo+

式中：

——反射系數(shù)；

Zd——反射點(diǎn)的阻抗；

Zo——電纜的特性阻抗。

反射系數(shù)的范圍為1（開路情況）~-1（短路情況），反射系數(shù)為0表明該處未發(fā)生發(fā)射。若電纜的

全長已知，則可以通過入射和反射脈沖的時(shí)間差求取電纜中的傳播速度。各個(gè)接頭的位置則通過接頭處

的反射波與入射波的時(shí)間差結(jié)合電纜全長進(jìn)行計(jì)算。若電纜全長未知，則可設(shè)定波速為一經(jīng)驗(yàn)值（例如

其他同類型尺寸電纜的測試值等），從而由時(shí)間差求出電纜全長及各接頭的位置。

7

附錄C

（規(guī)范性附錄）

局部放電信號校準(zhǔn)方法及流程

1概述

本附錄給出了交流激勵(lì)式振蕩波局部放電信號校準(zhǔn)方法及注意事項(xiàng)。

2校準(zhǔn)方法及目的

采用注入不同幅值的標(biāo)準(zhǔn)模擬信號，觀測器在被試品中經(jīng)末端反射后注入端所檢測到的信號，然后

通過計(jì)算獲得不同幅值的標(biāo)準(zhǔn)模擬信號在該試品中的衰減系數(shù)。

3校準(zhǔn)流程

校準(zhǔn)的流程和注意事項(xiàng)如下：

a）確認(rèn)試品符合5.2及6.1的要求；

b）校準(zhǔn)器連接到測量回路中，應(yīng)依次按照100nC、50nC、20nC、10nC、5nC、2nC、1nC、500pC、

200pC、100pC、50pC、20pC進(jìn)行校準(zhǔn)，同時(shí)在交流激勵(lì)式振蕩波局部放電測試系統(tǒng)柜軟件中選擇對應(yīng)

的校準(zhǔn)檔位。如校準(zhǔn)至某一量程時(shí)，反射波已衰減至無法觀測，應(yīng)結(jié)束校準(zhǔn)。校準(zhǔn)接線見圖C.1；

圖C.1校準(zhǔn)接線圖

c）各檔位校準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)交流激勵(lì)式振蕩波局部放電測試系統(tǒng)的量程和增益使得所采集的信號

幅值在合理的量程范圍之內(nèi)，待信號穩(wěn)定后選取反射波。如根據(jù)反射波計(jì)算的波速超出了參考范圍

（160m/μs~180m/μs），則應(yīng)檢測當(dāng)前所選擇反射波是否為接頭或干擾信號，或電纜長度輸入錯(cuò)誤；

d）各檔位校準(zhǔn)時(shí)，根據(jù)校準(zhǔn)波形中入射波與反射波的時(shí)間差與幅值差計(jì)算當(dāng)前局部放電信號在

電纜中傳播的衰減系數(shù)；

e）校準(zhǔn)完成后移除校準(zhǔn)器。

8

黑體5號

附錄D

（資料性附錄）

分布式局部放電測量方法的時(shí)鐘同步技術(shù)

1.概述

本附錄給出了分布式局部放電測量方法的典型時(shí)鐘同步技術(shù)及其參數(shù)要求。

2.時(shí)鐘同步技術(shù)

對于局部放電信號測量點(diǎn)分布在高壓電纜沿線的分布式局部放電測量方法，需要采用時(shí)鐘同步技

術(shù)實(shí)現(xiàn)所有測量點(diǎn)測量數(shù)據(jù)的時(shí)間零點(diǎn)同步。常見的時(shí)鐘同步技術(shù)包括但不限于光纖通訊、GPS授時(shí)或

脈沖耦合技術(shù)。

3.時(shí)鐘同步技術(shù)的基本參數(shù)

時(shí)鐘同步的誤差應(yīng)不大于100ns。

9

附錄E

（資料性附錄）

高壓電纜交流激勵(lì)式振蕩波局部放電試驗(yàn)決策流程

1概述

本附錄給出了110kV高壓電纜本體、接頭及終端的交流激勵(lì)式振蕩波局部放電決策及判斷流程。

2電纜本體交流激勵(lì)式振蕩波局部放電檢測決策流程

圖E.1為110kV電纜本體交流激勵(lì)式振蕩波局部放電檢測的決策流程圖。

圖E.1110kV電纜本體交流激勵(lì)式振蕩波局部放電檢測的決策流程圖

3電纜中間接頭交流激勵(lì)式振蕩波局部放電檢測的決策流程

圖E.2為110kV電纜中間接頭交流激勵(lì)式振蕩波局部放電檢測的決策流程圖。

10

黑體5號

圖E.2110kV電纜中間接頭交流激勵(lì)式振蕩波局部放電檢測的決策流程圖

4電纜終端交流激勵(lì)式振蕩波局部放電檢測的決策流程

圖E.3為110kV電纜終端交流激勵(lì)式振蕩波局部放電檢測的決策流程圖。

圖E.3110kV電纜終端交流激勵(lì)式振蕩波局部放電檢測的決策流程圖

11

附錄F

（資料性附錄）

交流激勵(lì)式振蕩波電壓下局部放電典型案例分析

1概述

本附錄給出利用交流激勵(lì)式振蕩波對高壓電纜進(jìn)行局部放電測試的典型案例

2案例1

2.1測試電纜信息

電纜長度：4480m

額定電壓：64kV/110kV

電纜型號：YJLV22-64/110kV-1*630mm2

中間接頭數(shù)：9個(gè)

2.2測試數(shù)據(jù)

2.2.1測試波形

峰值為180kV的交流激勵(lì)式振蕩波電壓作用下的實(shí)測波形和放電相位圖譜分別如圖F.1、圖F.2所

示。

圖F.1交流激勵(lì)式振蕩波電壓下時(shí)域波形圖圖F.2交流激勵(lì)式振蕩波電壓下放電相位圖譜

2.2.2定位結(jié)果

局部放電位于3160m處的中間接頭位置，局部放電定位圖譜如圖F.3所示。