10 kV 振荡波局放测试系统测评方法

2015-03-02毛传峰王科项恩新黄禾

云南电力技术 2015年2期

毛传峰，王科，项恩新，黄禾

(1.云南电网公司昆明供电局，昆明 650000;2.云南电网有限责任公司电力科学研究院，昆明 650217)

0 前言

10 kV 振荡波局放测试系统广泛应用于10 kV交联聚乙烯(XLPE)电缆耐压试验、局部放电试验［1－3］，其优点在于与交流电压等效性好，作用时间短、操作方便、便于携带运输，可发现XLPE 电力电缆中的各种缺陷，试验中不会对电缆造成损伤［4－8］，10 kV 振荡波局放测试系统性能参差不齐，部分产品在使用过程中无法正确反映电缆的故障情况，有些故障误判甚至造成了生产单位的重复停电，但目前针对此类产品缺乏有效评测方法，对10 kV 电缆的安全稳定运行造成了不良影响［9－10］。以下介绍10 kV 振荡波局放测试系统测评平台搭建、实测评价两方面的内容。

1 测评平台搭建

1.1 相同电缆型号试验段

试验段具有固定的波速度［11］，固定的中间接头数，主要用于衡量10 kV 振荡波局放测试系统测量长度和中间接头数的准确性。

相同电缆型号的10 kV 电缆试验段基于云南电网公司超高压试验研究基地10 kV 考核场的自10 kV 配变10 kV 侧到主变进线柜10 kV 侧一段大循环绕设的约35 m 长电缆，将一侧A 相和B 相短接、一侧B 相和C 相短接构成单相约100 m 长的电缆。

搭接后该电缆段型号为ZR－YJV22－8.7/15 kV 3×120，全长测量约100 m，有两个中间接头，中间接头的位置大概在电缆段的35 m 和78 m 处。

1.2 不同电缆型号电缆试验段

缆试验段利用废旧电缆段，具有多处故障点和可能局放点，用于衡量10 kV 振荡波局放测试系统对故障点判断的准确性和局放测量的实用性。

不同电缆型号的10 kV 电缆试验段基于5 段不同型号的废旧电缆，以首尾相接、蛇形排布的形式构成，5 段电缆及附件参数见表1，整个电缆段结构见图1，

图1 电缆段结构图

试验段约299 m，含25 个中间接头，2 个终端接头，试验段回路电阻值62.4 MΩ，可耐受17.4 kV (2 U0)/1 min 工频电压。为了更好体现10 kV 振荡波局放测试系统的测试结果，在本段电缆设置了工艺制作差、毛刺较多的中间接头，便于衡量测试结果的准确性。

1.3 双施加源

双施加源具备通流升压功能，能够真实模拟实际电缆运行工况。利用绝缘支柱瓷瓶对地绝缘的10 kV 电缆段通过升流器产生目标电流，并通过试验变压器给10 kV 电缆段施加目标电压，10 kV 电缆段即具备等效的电压、电流双施加工况，电流回路具备100 A 的通流能力，20 kV/1 A 的工频电压源满足10 kV 电缆段电压测试要求，电压电流双施加试验平台［12－13］如图2 所示。

图2 电压、电流双施加试验平台示意图

2 实测评价

10 kV 振荡波局放测试系统测试是利用电缆等值电容与电感线圈的串联谐振原理，振荡电压在多次极性变换过程中使电缆缺陷处激发出局部放电信号，通过高频耦合器测量该信号从而达到检测目的［14－15］。因此，在搭建了两段10 kV 试验电缆段后，开展了针对三套试品的两次实测对比试验并进行了试品一对应产品的验收测评。

2.1 相同电缆型号试验段评价

两套产品除试品三最高电压、补偿电容有区别外，软件及其他应用基本相同，两套试品的实测过程基本一致，如下图3 所示:

图3 测试过程流程图

由于试品二与试品三测距采用同一型号脉冲反射仪(测距仪)，因此测量电缆长度的数值完全相同，均为95 m，而实际电缆段长度为100 m，测试结果基本吻合，测试后局放分布图如下图4、5 所示:

图4 试品二局放分布图

由图4、5 比较得出:

1)试品三局放分布图局放位置集中在测距点39 m 和测距点75 m 处，基本对应试验电缆段35 m 和78 m 的两处电缆连接头，发生局部放电的可能性大，较为符合实际情况。

2)试品二局放分布图局放点较为分散，未形成典型局放集中点，经多次测量后，局放分布图趋同，基本判别试验电缆段40 m 处存在一定局放现象，但对试验电缆段75 m 左右处的第二处电缆连接头的局放现象未有效采集，测试表现较试品三相比存在一定差距。

图5 试品三局放分布图

2.2 不同电缆型号试验段评价

基于不同电缆型号的10 kV 电缆试验段的实测评价选取了各方面性能有差异的试品一与试品二，两套系统测试功能差异集中于以下几点:

1)试品二具备耐压试验功能，试品一不具备此功能;

2)试品二具备测量局部放电起始电压和熄灭电压功能，试品一不具备此功能;

3)试品二数据分析软件需配合加密钥匙使用，较试品一复杂;

4)试品二进行数据手动分析的过程中，可实时调出标准校准波形与测试波形进行比对查看，并具备测试波形的放大和缩小查看功能，方便应用分析，试品一不具备此功能。

在测量过程中发现，试品一的测距功能采用软件系统内嵌式设计，而试品二采用脉冲反射仪(测距仪)，测量结果表明，试品一测量10 kV 试验电缆长度仅为240 m，并且数据振荡不稳定，与试品二脉冲反射仪(测距仪)测量值289m 及实际长度299 m 误差较大。同时试品一内嵌式测距系统未能有效测定试验电缆段的电缆接头数，不利于故障判断，存在一定设计缺陷。

由试品一、二电缆测距图及局放分布图比较得出

1)试品一与试品二电缆振荡波局放测试系统均可用来检测局部放电信号、定位异常放电点和确定电缆绝缘状态。

2)在测试电压、测试范围、降频装置参数上试品二测试系统稍优;耐压试验、自动放电、局放起始和熄灭电压测量等实用功能上试品二测试系统更丰富;在手动分析时试品二测试系统可实时调出标准校准波形与测试波形进行比对查看，并具备测试波形的放大和缩小查看功能，方便应用分析。

3)通过两套试品的分析报告可以看出，试品二的测量结果更能反映试验电缆段的实际情况，产品性能更优。

2.3 试品一对应产品的验收测评

1)电缆长度及中间接头测距不准确。

2)测试加压过程不稳定。

3)输出电压周期不可调节。

3 结束语

通过搭建相同电缆型号和不同电缆型号的两段试验电缆段，对三套试品开展了两次实测对比试验并进行了试品一对应产品的验收测评。提炼出振荡波局放测试系统测距与实际长度对应的典型分析、振荡波局放测试系统局放集中点与实际电缆头对应的典型分析，振荡波局放测试系统功能的现场测评的综合测评方法，测评结果表明不同厂家生产的10 kV 振荡波局放测试系统在性能、精度、实用性上存在一定差距。

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