配网中压电缆振荡波局部放电检测技术研究

张定华

摘 要：中压电网中电缆局部放电对于电网的正常运行会造成恶劣的影响，须对局部放电情况进行准确的检测以及定位。文章对中压电缆局部放电检测技术的基本原理进行研究，在此基础上，对检测系统构成及在检测工作中的应用情况进行分析，并以实例对检测系统应用常见问题进行深入探讨。

关键词：中压电缆；震荡波；局部放电；检测

中图分类号：TM407 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）08-0010-01

做好配网中压（10 kV及20 kV）电缆振荡波局部放电检测工作，对于及时发现电缆及其附件中的缺陷具有重要意义。中压电缆局部放电是表征电缆绝缘性能的重要指标，一般在老化的线缆中，电缆绝缘性能下降，会产生局部放电的情况。采用电缆振荡波局部放电检测技术能够对老化部位进行准确检测及精确定位，及时维护、更换线缆，对于保证电网稳定、安全运行具有重要意义。

1 检测系统应用准备事项

1.1 检测标准的制定

OWTS系统在进行局放测试时，首先由高压源对被测电缆进行充电，然后闭合高压开关，系统内部和被测电缆共同构成一个LC振荡回路，从而产生了低阻尼的交流振荡电压。由于交流振荡电压加在被测电缆上的时间极短（几百毫秒），不会对电缆绝缘造成损害。

电压幅值衰减过程中，可测出局放起始电压（PDIV）、局放终止电压（PDEV）及局放水平等参数，是电缆绝缘状态评估时的重要标准。

OWTS系统中压电缆震荡波检测的统一标准目前国内尚无，本文研究过程中借鉴国外相关检测方法，制定并遵循以下标准。

1.1.1 中间接头

①新电缆投运：局放量小于100 pC；②运行5年以内电缆：局放量小于300 pC； ③运行5年以上电缆：局放量小于500 pC。

1.1.2 终端接头

新制作终端局放量大于3 000 pC，应查明原因；大于5 000 pC，不能投入运行；注：局放最高测量电压，投运前新电缆为2U0，运行后电缆为1.7U0，U0=8.7 kV。

1.2 检测准备工作分析

在应用检测系统时，应当进行以下准备工作。

①安全措施。在检测前，将两端电缆头拆下并悬空；相间及对地安全距离足够（对于局放测试，此间距越大越好）；避雷器及PT连接拆除（CT和故障指示器不必拆除）并排除明显的外界干扰源。

②设备接线。该系统应当可靠接地，主要接地线及接地方法如下：黄绿色接地线连接OWTS系统高压单元接地点与现场主接地，确保接地可靠；黄绿色放电棒连接接地棒与现场接地，确保可靠接地；黑色高压开关连线为OWTS系统高压单元与高压安全控制盒相连线，确保可靠接地；绿色或灰色直连网线为OWTS系统高压单元与笔记本电脑的相连线；高压测试连接电缆的线芯连接OWTS系统高压单元高压输出口与被测电缆线芯。在接线过程中，注意使用屏蔽线，保证测量信号的准确性，主要屏蔽有：OWTS系统高压单元接地点连接电缆屏蔽线；白色电源线连接OWTS系统高压单元与220 V稳定电源。

③绝缘电阻测量。要求被测电缆绝缘强度正常，否则试验电压可能会导致电缆击穿，测试设备受损。

④电缆长度测量。使用脉冲反射仪EasyflexCom测量电缆长度，并读出波形中可见的中间头位置，作为OWTS系统测试时电缆信息的基础数据。

2 检测系统应用注意事项

在应用该系统对电缆进行局部放电检测时，首先需对系统参数进行设定，主要参数包括局部放电最大值，测试模式选择多周期模式，点选待测电缆的相位后，选定局放检测范围，确定检测电压模式，而后进行逐项逐级升压检测，待检测结束后操作高压安全控制盒关闭高压，将系统和被测电缆接地放电，关闭设备，拆线。

在系统应用过程中，需注意以下几点：

①被测电缆绝缘良好，附件完整，已故障电缆无法进行测试；

②测电缆需要处于完全独立的状态，断开电缆两端终端与电网其他设备的连接，避雷器、电压互感器等附件需要拆除（电流互感器、故障指示器不必拆除），电缆两端三相需足够的安全距离；

③于较长的电缆（>3 000 m），为确保获得完整的电缆局部放电信息，建议在电缆两端分别进行测试；

④于较短的电缆（<400 m），需连接辅助降频装置进行测试；

⑤试现场备有220 V交流电源，功率在1 kW以上。

⑥试周围无明显的干扰源，如雷达站、广播站等。

该系统在应用过程中，目前国家、行业尚无中压电缆振荡波检测标准。本文在检测过程中，参照国内外检测经验，制定相应的检测执行标准，具体如下：

①中间接头标准：新电缆投运：局放量小于100 pC；行5年以内电缆：局放量小于300 pC；运行5年以上电缆：局放量小于500 pC。

②终端接头标准：新制作终端局放量大于3 000 pC，应查明原因；大于5 000 pC，不能投入运行。

3 检测系统应用常见的问题分析

在应用检测系统对电缆进行局部放电检测的过程中，常会出现导致系统不能正常运行的问题，本文就校准过程及加压测试过程中出现的典型问题进行分析。

3.1 校准过程

校准是整个局放测试过程中关键步骤之一，必须正确地进行校准，若校准结果错误，则会导致测试结果的局放值和局放点定位出现误差。

正确的校准波形始端脉冲波峰应在80%处，末端有明显的反射脉冲，由两个脉冲的波峰所确定的波速在正确的范围内（交联电缆一般在170 m/us左右，纸绝缘电缆一般在160 m/us左右）。

而常出现的异常情况及可能原因包括以下几种：

①由于校准仪的电量不足、频率不正确和连接处脱落导致的波形畸变；

②低量程校准时受到背景干扰影响；

③校准仪未开启或现场干扰非常大；

④校准过程中原始脉冲波峰调节未达到或超出80%红线处；

⑤电缆长度读数输入不正确，则会导致波速不正确（波速：XLPE电缆， 165-175 m/us；油纸电缆，150-160 m/us）。若输入两倍电缆长度，校准时波速亦会在正确范围内，但校准波形会在1/2长度位置出现集中局放。

⑥校准波形原始脉冲极性不对，应检查校准仪红黑线是否接反。

3.2 加压测试过程

加压测试是逐相逐级加压测试的过程，在此过程中，常出现的异常情况及可能原因包括如下几种：

①加压超出量程，超出部分系统分析时不会自动选取，可能会导致信息丢失；

②若加压时出现异常的类似始端局放信号，则应在测试过程中尽量排除，否则会影响结果精度，可能的原因为：端终端头间距不足；电缆或地线连接不稳固；电缆终端连接设备未完全拆除；高压连接电缆接触其他金属；T型靴套的应力锥被拔出导致局部电场集中。

4 结 语

本文针对OWTS系统在中压电缆震荡波检测中的应用进行分析，主要对应用该系统进行检测时的标准进行制定，并对应用OWTS系统进行检测的准备工作及常见问题进行了分析和部分例证，为该系统应用于中压电缆振荡波局部放电检测提供了参考依据。

参考文献：

[1] 李军浩，韩旭涛，刘泽辉，等.电气设备局部放电检测技术述评[J].高电压 技术，2015，（8）.

[2] 郭灿新，张丽，钱勇，等.XLPE电力电缆中局部放电检测及定位技术的 研究现状[J].高压电器，2009，（3）.

[3] 张大伟.分布式开关柜局部放电检测系统研究[D].重庆：重庆大学，

2013.