电缆局部放电带电检测技术应用分析

魏建祥

摘要：随着经济和科技水平的快速发展，电缆投入运行后，会受到电、热、机械和化学的作用逐渐老化。在制造中和施工中存在的微小缺陷，也会随着运行时间逐渐发展和恶化。火电厂内一般主变进线、启备变进线、联络变压器出线以及重要辅机均采用高压电缆，电缆一旦发生故障将导致严重后果。如重要辅机电缆故障将造成辅机停机，启备变进线电缆出现故障将会造成机组在失去备用电源下运行的情况，主变进线电缆故障会直接导致机组非计划停运。同时由于电缆处于电缆沟、甚至是直埋于地下，一旦出现问题查找和处理都会相当困难。同时由于电缆的订货和更换都需较长时间，需根据长度进行订货，订货和生产周期都很长，很难在短时间内进行修复。通过设计基于高频局部放电检测的高压电缆带电监测系统，可及时发现高压电缆缺陷、判断类别并进行定位，便于发电企业准确掌握高压电缆健康状况，并为电缆检修、运行、技术改造工作提供相应的意见和支持，提升设备可靠性水平，降低非计划停运风险和电量损失。同时也为发电企业生产技术管理和科学、精准决策做好技术数据支撑工作，提高企业设备管理效率、及时性和有效性。

关键词：电缆;局部放电;带电检测

引言

随着运行环境的变化、运行时间的增长，电缆故障逐渐增多。电缆线路发生故障概率较低，一旦发生基本就是永久性故障。但电缆线路的增多、运行时间的增长、温湿度的变化，均会导致电缆绝缘老化，甚至击穿引发火灾，而电缆线路运行可靠性直接影响发电侧和用电侧的企业经济效益，影响电力系统的安全稳定运行。为此，在电缆线路发生故障时需快速、准确、有效地找出电缆线路上的故障点进行处理，以减少配电电缆故障导致的停电时间;还需对电缆进行温度、湿度的实时监测，提前处理缺陷，预防故障的发生，提升系统稳定性。

1测试系统基本概况

本次测试的高压电缆局部放电在线监测与定位系统可广泛用于10～500kV电缆的局部放电在线监测与定位。在线监测系统采用高频电流传感器方式从接地线上采样局部放电信号，通过光纤对所有数据采集装置进行纳秒级授时，可实现对电缆局部放电在线监测和故障点双端精确定位。本次测试的高压电缆局部放电在线监测与定位系统采用脉冲电流法方式，可在电缆终端接头、中间接头接地线上或电缆本体上安装高频电流传感器（单相电缆接地点每相各安装1只，三相共体电缆接地点可安装1只）。高频电流传感器通过双屏蔽的同轴电缆连接至就地采集单元，信号经降噪、滤波、识别和存储，就地采集单元间通过光纤进行数据传输和精确对时，将局部放电的幅值、脉冲数、相位、原始脉冲和到达时刻等信息送至后台诊断平台。后台诊断平台系统完成对局部放电信号的诊断和定位，生成相关放电图谱和报警信息，通过61850规约或I2规约将监测数据、报警信息、放电图谱和定位信息发送至用户数据中心。

2电缆局部放电带电检测技术的应用

2.1超声局部放电验证情况

为进一步验证高频及特高频局部放电信号的真实性，将超声波传感器放置在GIS终端法兰附近，取背景信号，然后再将传感器分别对U、V、W三相电缆终端进行检测。在W相终端上检测到了幅值约为3.5mv的，较为明显且连续的超声波信号，而U、V相均未检测到异常超声波信号，说明该信号具备工频特性，且其内部应已发生局部悬浮放电。通过分析诊断，鉴于物资备货及供电保障原因，决定一方面采取24h局部放电重症监测，另一方面缩短带电检测周期，全方位掌控电缆的运行状态。从各项监测数据来分析，自发现之日起至2月中旬的局部放电数值比较大，但发展较为平稳，2月中旬至今的局部放电量开始逐渐震荡衰减，且变化区间波动平稳，其中较为严重的W相终端原来检出的异常超声信号，后期各项数值已无明显激增或劣化迹象。

2.2故障定点检测技术

是针对电缆实行测定时常有技术，涵盖多种检测技术，主要涉及音频感应测定技术、声磁同步测定技术、声测测定技术、跨步电压测定技术、行波测定技术。音频感应故障定点检测技术是依据人听力为标准的测定技术，经过研究音频信号进而评估电缆具有故障隐患与否，且参考电缆故障位置所发射的磁场信号，针对故障部位予以准确定位及评定，进而提升电缆故障测定效率，改善电缆故障测定效果;声磁同步故障定点检测技术是针对电磁波与声波相结合的测定技术。此外，声测故障定点检测技术、跨步电压故障定点检测技术、行波故障定点检测技术等同样属于多见的一些电缆故障测定技术。在开展电缆故障测定时应参考实际状况及测定要求，正确选用合适电缆故障定点检测技术，进而明确电缆故障出现位置情况。

2.3二次脉冲检测方法

二次脉冲检测方法是利用所产生的高强度脉冲发送到电缆故障所发生的位置，在对故障位置进行击穿后，增加故障位置所产生电弧的时间，在这个时间点，可以对二次脉冲触发器和电缆检测设备进行引发，通过这种形式就会在二次脉冲自动引发设备启动时产生两个低压脉冲，在故障线路上传送，刺穿电缆。运用检测设备来观察电压波动形状的特征和电弧的反射波的长度，对检测数据进行统计和计算。

2.4电压实验检测方法

对于电缆采取该方法时需开展电压实验，主要测定电缆耐受电压性能，维持电缆在较高电压值影响下还可维持较好状态，使電缆保证高电压下较佳绝缘性能。针对电缆实施电压实验检测，可保证电缆绝缘层于较高电压作用下不出现热击穿情况或电击穿状况，规避电缆漏电情况，减少电缆在较高电压值影响下受损状况。依据电压实验检测方法测定电缆耐受电压性能情况时，针对电缆差异性厚度值绝缘层采取对应电压值实行影响，明确电缆在5min高电压值影响下能否维持完好没有受损，如电缆完好而无损则评估电缆质量合格，表明电缆可以耐受较高电压值。

2.4高压电桥检测方法

高压电桥在电缆检测中是运用最为常见的故障排查技术。高压电桥检测方法其实是利用恒流电源击穿电缆产生故障的位置，使电桥电流的流动性较大，让电桥线路的两端出现电位差值，在平衡电桥的稳定性的条件下测算故障产生的距离差。利用高压电桥检测方法，不仅可以扩展电桥高阻检查的范畴，而且还可以迅速精准的测算其检测结果。高压电桥检测方法的原理：电缆核心线路电阻和整条线路依据比例进行支配的特征，能够有效推动高压电桥检测体系的构成。

结语

输电电缆带电检测应以高频、特高频局部放电检测为主，以超声波局部放电检测为验证手段，提高检测准确性。利用局部放电检测技术发现运行电缆中存在的缺陷，对电缆提前进行处理，可有效预防类似事故的发生。在输电电缆的运行维护中普及局部放电带电检测，能够通过大数据分析，及时了解电缆运行状态，并能够发现运行电缆数据的异常变动，有利于缺陷的及时消除并降低电缆故障率。

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