10kV配电电缆线路震荡波局放检测技术应用研究

谢跃钦

（广东电网有限责任公司东莞供电局）

0 引言

电缆线路在运行过程中容易因施工质量不合格、运行时间长、环境变差、外力破坏等因素造成电缆本体或附件绝缘损坏，最后引起故障。这些缺陷无法直接通过肉眼观察发现，往往需要借助专业检测工具，通过现场测试判断其绝缘性能、缺陷位置等。震荡波局部放电测试技术具有对电缆破坏性小、缺陷定位准确等优点，目前越来越被广泛应用于电缆线路试验领域。

1 震荡波局放检测技术概述

1.1 电缆线路局放危害

10kV配电网电缆线路运行过程中很容易受绝缘性能和电场强度影响，在绝缘介质区域发生局部放电。这种局放不会立刻形成贯穿性通道，但会对电缆线路绝缘性能产生不良影响，长此以往，必将引起电缆线路绝缘故障发生。

一般而言，10kV配电网电缆线路压接管包绕绝缘带不达标、应力锥安装位置错误、绝缘混合剂涂抹不到位、绝缘屏蔽层受损等均会造成局部放电。这类放电为电缆线路的微观现象，如绝缘区域存在杂质、毛刺、气隙等均容易引起绝缘介质放电。若放电能量较小，则只会导致电缆线路绝缘性能下降。若放电能量较大，则会直接破坏绝缘层或绝缘材料，致使电缆线路故障。

近年来我国由电缆线路局部放电引起的线路故障达到1／5，瞬时放电后产生的电子、离子等对绝缘介质造成冲击，并伴随一定的升温，加速了绝缘介质的老化。这些均在一定程度上影响了电缆线路安全性、可靠性和稳定性，在10kV配电网运维管理过程中需全面重视。

1.2 震荡波局放检测原理

震荡波局部放电检测技术主要利用LC振荡电路和脉冲波形分析实现震荡波的检测，确定电缆线路是否存在安全隐患。设计过程中可先将电缆电容串接入测试电抗，形成串联LC回路，然后再利用阻尼装置和脉冲反射判断局部放电情况。现阶段我国10kV配电网电缆线路震荡波局放检测时不仅能够检查震荡波和局部放电信号，还能够开展局放定位，包括以下几个方面：

1）检测原理。借助恒流电源给被测电缆充电，使电缆两侧电压达到预设值。进行加压的环节会在电附近形成电场，当闭合高压开关瞬时LC振荡回路会在电场作用下产生震荡交流电压。此时，若电缆线路内部存在隐蔽缺陷，则激发局部放电，装置检测到局部放电信号。

2）定位原理。电缆线路震荡波局放检测过程中可以在反射脉冲法基础上分析局部放电点，进行局部放电准确定位。如在测试的过程中若被测电缆长度为l，波速为v，则根据图1可知：

图1 电缆线路震荡波局放定位原理

图1 中x区域电缆线路发生局放，此时，按照测试装置安装位置设定第一次脉冲波到达装置的时间为t1，脉冲反射波到达装置的时间为t2，从第一次开始检测到波形后计时，两次的时间差为Δt，则

2 10kV配电电缆线路震荡波局放检测技术的应用

2.1 检测对象

本研究主要对某10kV配电网电缆线路进行震荡波局放检测。该电缆于2008年正式投入运行，总电缆长度超过31.8km。测试过程中选用的10kV配电网电缆为YJLV22－8.7／15－3×300型三芯交联聚乙烯电缆，长度为616m。

2.2 检测操作

1）参数设置。选用OWTS MV10检测装置。该震荡波局放检测系统不仅可以检测LC振荡回路是否存在局部放电信号，还可以利用滤波器和耦合单元将震荡波形放大，判断电缆线路是否存在隐蔽缺陷，检测效果非常显著。

本次选用的OWTSMV10检测系统具备耐压测试、局放测试、介损测试三项功能，具体技术参数见表1。

表1 OWTSMV10检测的基本参数

2）开始测试。使用OWTS MV10检测系统时，先填写试验基本信息。然后，检查检测回路连接情况，不可出现短接、虚接等情况，测试测试品是否完全停电，电缆与电力系统是否完全分开且经过充分放电。确定无误后，开始准备采集脉冲信号波形。此时，由直流电源对被测电缆充电，逐步调节直流电源电压，直至达到预定电压值。待充电到指定电压后，快速闭合高压开关，观察数据采集与分析系统中的各项数据，确定LC振荡回路局部放电情况，如图2所示。

图2 电缆线路震荡波局放检测原理

上述过程中检测是否达到预设电压值时应选用2500V／5000V兆欧表进行测量，避免损坏检测装置。而在加压环节需要注意做好安全防护，切不可用手直接触摸导线。试验完成后要按照先降压、放电、接地，然后再更换接线，注意试验安全。

3）测距连线。根据本次电缆线路震荡波局放检测情况，可直接测电缆短路接地的脉冲波情况。操作过程中使用脉冲反射仪连接被测电缆，电缆线芯接红色接头，黑色接头连接屏蔽，完成后启动TDR，观察测量到的数据结果。

测量到的数据包括电缆全长和局部放电定位两部分，需将该数据录入到系统中，进行被测电缆的隐蔽缺陷定位。

4）校准测量。为保证电缆线路震荡波局放检测结果的准确性，试验环节应按照电缆测距连线方式，按照局部放电标准设置对应校准量。本次试验中选取校准量分别为100nC、50nC、20nC、10nC、5nC、2nC、1nC、500pC、200pC、100pC，按照YJLV22－8.7／15－3×300型三芯交联聚乙烯电缆特征进行三相校准。

测试时分别选择“A相”、“B相”或“C相”，勾选平均、VHF、自动调整范围等选项后，执行开始采集选项，保存当前脉冲信号波形数据。

完成三相测试后，按照安全操作规范逐步对电缆、高压单元进行放电，确定放电完毕后再拆线。

2.3 检测结果

本次测试后确定某10kV配电网被测电缆线路总长度为616m，与实际结果一致。测量中显示距被测电左侧接入端520m处存在明显放电，确定该电缆存在隐蔽风险。

测量数据显示：被测电缆三相均存在局放，且A相放电量超标，1U0时局部放电量为650Pc，而1.7U0时局部放电量为900Pc，详见表2。

表2 YJLV22－8.7／15－3×300型电缆检验结果

根据上述检验结果进行现场拆检，发现本次OWTSMV10系统检测到的局部放电点为10kV配电网被测电缆接头处。该接头区域A相电缆绝缘护套存在明显弯折和划痕，导致电缆线路内部绝缘层损坏，三相电场不均匀，从而引发其局部放电。

更换A相电缆接头并重新接线后，再次进行震荡波局放检测。结果显示，电缆线路接头处局部放电现象消失，新接电缆均无局部放电情况。

3 结束语

10kV配电电缆线路震荡波局放检测过程中应把握好检测和定位原理，在OWTS检测系统基础上，做好试验检验和局放分析。与此同时，还要严格依照操作规范开展局放检测试验。尤其是在加压过程中，应注意安全防护，选用合理测压装置。定位环节则要注意做好放电安全防护，避免由高压引起的试验操作问题，从根本上提升震荡波局放检测结果的准确性、可靠性和有效性。