10kV电缆震荡波局放测试分析及其实践探讨

10kV电缆震荡波局放测试分析及其实践探讨

沈捷

（国网杭州供电公司浙江杭州310009）

摘要：电缆局部放电检测技术，是目前国际上应用比较广泛的一种方法，能够有效检测和定位10kV电缆局部放电的位置，并且检测本身不对电缆造成伤害。本文分析了电缆震荡波局放测试分析的应用现状和优越性，对该技术的原理和特点加以阐述，并根据应用实例对该方法进行了研究。

关键词：10kV电缆；震荡波局放测试；实践

随着城市经济的不断发展，城市规划日趋完善，以往的架空电力线路正在逐渐被地埋电力电缆所替代，当今的高压电力电缆已经成为了城市电力网的主要构架并得到广泛应用。而对供电水平要求的提高，推动国内外供电单位对配网设备的检测方法也在不断改善，已从以前粗放式的巡检和故障抢修模式，逐渐升级为对电力设备的状态监测模式，即通过在线或离线监测的方式，发现电力设备的缺陷，提前对潜在缺陷进行检修和维护，达到未雨绸缪的效果。

1电缆震荡波局放测试分析的应用现状

震荡波局部放电测试系统使用方便快捷，主要是可以准确定位放电点，试验时间短，对电缆几乎是零损伤，特别适合在线或者现场检测用。现场测试试验表明，震荡波局部放电测试系统能够对电缆的各个部分的局部放电都有很好的测试效果，如电缆本身、附件、接头等，可以在每个环节对电缆质量、附件质量、接头实施监管。补偿电容可以针对不同长度范围的电缆测试，由于振荡波频率与工频相近，提高了试验与实际运行状态的可比性。连接防晕电极后，可以有效减少测试端沿面放电带来的干扰，经过这些方法采集到的数据准确性更高。供电公司应用震荡波局部放电测试确保了供电电缆的安全、可靠运行，并把此种系统应用到监测管理中，可以适时准确地掌握电力电缆绝缘水平状况，预防电缆事故的发生。振荡波电缆局放定位技术不断发展和推广，它将逐步取代传统的检测方法，而成为诊断电缆绝缘问题的首选方法。局部放电检测系统是世界上最先进的电缆局部放电诊断方法之一，在欧洲得到了大量的理论验证。近几年来已经在亚洲的新加坡和马来西亚得到了广泛的应用，特别是新加坡，多年的测试使他们积累了丰富的经验，使其被评为世界上电缆故障最少的国家。从2007年开始北京市电力公司也采用OWTS振荡波电缆局部放电检测和定位技术对10kV配电电缆进行检测，能够及时发现和定位潜伏性局部放电缺陷且不会对电缆造成伤害，从而大大提高供电可靠性。

2电缆局部放电振荡波测试法与其他测试方法相比的优越性

现有电缆测试方法的比较目前，对于10kV电缆的测试方法主要依赖以下四种方法，即直流耐压、交流耐压、超低频及振荡波电压法。直流耐压试验的操作方法是对电缆施加工频或直流高压，在严重缺陷处绝缘进行击穿处理。运用此种电缆测试方法可发现电缆中最严重的缺陷，但是并不是所用的缺陷都可以通过此方法发现，即使修理后依然可能因其他严重缺陷很快导致故障，但是这种试验方法是一种破坏性试验。无论采用交流还是直流耐压，都会对电缆产生不同程度的损伤，导致一些小缺陷的出现，得不偿失。超低频（0．1Hz）试验需花费时间较长，而且对电缆绝缘损伤性较大，还可能会造成电缆中新问题的出现。运用振荡波局放测试方法，可以一次性发现整条电一整条缆中不同类型、不同位置的局部性绝缘缺陷，还可以针对电缆中的缺陷进行及时的针对性的检修工作。因此使用振荡波测试可以达到发现潜在缺陷的目的，而且这种试验方法对电缆本身不具有破坏性，为电缆的安全、稳定的运行提供了保障，是国内电缆试验的重要研究方向和新的发展趋势。

3振荡波局部放电测量系统（OWTS）原理

振荡波局部放电测量系统（(OWTS)的高压发生和测试原理电路如图1所示。直流电源首先在被测电缆端加压至预设值，之后闭合IGBT高压开关，通过设备电感与被测电缆电容发生谐振，在被测电缆端产生阻尼振荡电压，因为试验时采用固定电感和电缆谐振产生正弦振荡波进行加压，其波形及频率接近工频，且电压持续时间小于100ms，不会对电缆产生损伤。

图1振荡波局部放电测量系统原理图

电压幅值衰减的过程中，可容易地测定局放起始电压（Pp）、局放终止电压（PDEV）及局放水平等参数，是电缆绝缘老化评估时的重要标准。对典型局放参数的分析评估以及对局放故障点的定位，可为维护和维修计划的制定提供可靠的依据，以提高电网运行和管理的水平。

OWTS系统的特点主要有：有效性：局放试验时所加电压的波形及频率尽可能与正常运行时电压的形状相近这样，重要的测量参数如Pp（局放起始电压），PDEV（局放终止电压）和局放等级就会与正常运行时相同；无损性：所加电压要接近于正常运行电压，这样就可以在局放诊断中将电压值限定在0.5～1.7Uo范围，防止较高的电压激发新的缺陷；抗干扰能力：系统可以有效排除环境干扰；便携及安全性：便携式设计，可应用于各种测试环境，有良好的安全性能。

4应用实例分析

某电缆型号为YJV22－3×300mm2，电缆长度901m，2个中间接头。对该电缆第一次检测结果为中间头400m位置出有集中局放点，且放电值达到2500PC。根据经验，需更换该中间接头，电缆接头经消缺后，对该电缆再次检测，该局放点已消失，未发现新的局放点。

4.1数据分析

首先对采集到的数据进行了分析。在不同施加电压下，A、B、C相分析计算得到的Tanδ为0.2%，介质损耗基本不随电压变化。第一次检测结果表明在距离测试端400m左右位置存在集中性放电现象，该位置正好是中间接头所在处。在400m位置的局放值已达到2500PC，三相累积放电次数已经达到了170次，应立即更换中间接头。

4.2缺陷分析处理

对现场中间头进行解剖，发现该中间头制作工艺存在缺陷，绝缘层开剥尺寸错误、绝缘层倒角过深。

结束语

OWTS系统局放诊断测试结果的评估标准是建立在统计学的基础上的。经过滤波后单一、离散的数据对局放结果的分析影响不大，可以有效排除现场杂散信号的干扰，准确反应局放信号。实践证明，OWTS电缆局部放电检测和定位装置现场应用比较方便，可以有效检测出10kV配电电缆的各种局部缺陷并对其进行准确定位。针对投运前的电缆和运行时间较长的老旧电缆进行检测，可以促进安装工艺的提高和避免电缆因长期运行逐渐劣化引起突发性事故的发生。

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