基于振荡波的10KV电缆局部放电试验研究

基于振荡波的10KV电缆局部放电试验研究

张骏毅

（广州南方投资集团有限公司电力建设分公司510000）

摘要：电缆局部发电是指电缆绝缘介质在高电场强度作用下，发生在电极之间的未贯穿放电，只存在于绝缘的局部位置，故称之为局部发电，局部放电能量较少，在短时间内不会影响其绝缘强度，但是日积月累下会导致绝缘击穿，最终使其发生故障，因此应及时进行局部放电试验，以排除隐患。荡波局放试验是一种较为先进的试验方式，故本文基于振荡波的10KV电缆局部放电试验研究，以加强其在实践中的应用。

关键词：10kV电缆；局部放电；振荡波

1.振荡波电压法的工作原理与构成部件

1.1振荡波的试验原理

振荡波的试验原理是利用电感线圈与电缆的等值电容两者之间的串联谐振，使电缆缺陷处在振荡电压的多次极性转换的过程中，进而使局部激发出放电信号，并通过使用高频耦合器对该信号进行测量，以达到试验检测的目的。振荡波检测局部放电的试验方法回路主要可以分为以下两个方面：一个方面是直流电源回路，另一个方面是电感和电缆电容的充电和放电的过程，即振荡过程；我们可以通过快速切换开关来实现这两个部分的相互转换。在使用振荡波检测局部试验的10kV电缆过程中，应当根据具体的实际状况，施加直流预电压，且在28kV以下。当半导体开关闭合后，被测试的电感和电缆之间会出现阻尼振荡。当电缆电容范围在0.05至2微法之间可以被振荡波检测局部放电装置检测到。但是，假如被测试的电缆长度达不到，为了使振荡频率控制在所需范围内，这时，需要再并联上一个电容。

图1局部放电定位原理

1.2局部放电定位原理

振荡的过程中，电缆经过脉冲反射法可以对局部放电的信号进行定位，它的详细原理如图1，如果电缆长度被测试的为L，当局部放电发生在距测试端x处的位置时，这时脉冲的传播就会沿着电缆往两个相反方向：一个脉冲（如图1中的第一波）到达测试端的时间为t1；而另一个脉冲（如图1中的反射波）到达测试的另一端，且会产生反射在电缆测试的另一端，然后，经过t2再次传播到达测试端。然后我们可以经过到达测试端两个脉冲到达的时间以及两者之间的距离，就可以进行计算局部放电的位置并加确认。在查找10kV电缆电力出现的各种问题时，操作人员通常会选用脉冲反射法，因为这种方法不仅比较容易掌握，而且脉冲反射法非常方便，操作比较简单，深受工作人员喜爱，很有必要进行大力推广。精确搜索入射波与反射波的时间距离，可以使局部放电位置的定位的精确性得到很大提高，一般情况下，入射波的幅度会大于反射波的幅度，但是更加宽阔覆盖面广的是反射波脉冲，而上升比较陡峭的是入射波脉冲。

图1局部放电定位原理

2.某10kV电缆预防性振荡波局放试验案例分析

2.1某10kv电缆概况

以该路电缆为例，说明振荡波检测系统局放试验中的应用情况。被测电缆基本信息如下：

（1）电缆长度：1738米

（2）电缆型号：YJV22－3×240mm2

（3）投运时间：2007年

（4）加压步骤：0，0.5×U0，0.7×U0，0.9×U0，1.0×U0（三次），1.2×U0，1.3×U0，1.5×U0（三次），1.7×U0（三次），（2.0×U0），1.0×U0，0。其中，U0为电缆额定电压。

2.2振荡波检测数据分析方法

（1）若从信号波形中可明显地分辨出一对“入射波”与“反射波”，则可初步判断该信号为局部放电信号，如下图2。

图2一对“入射波”与“反射波”

（2）若在局放点定位图上有集中的“点集合”，则可初步判断该位置有局部放电现象发生，如图3所示。

此外，在测试波形图中若有簇状的“线集合”，则可怀疑该被测电缆发生局部放电，在数据分析时应加以留意。但是，如果波形图中的簇状“线集合”为有规律出现，例如其出现频率为2倍工频，则这些簇状“线集合”可能系由电力系统设备中诸如可控硅二级管等电力电子元器件所引起，不要将其误认为是局部放电信号，。

图3人工分析的局放点定位图中的“点集合”

（3）数据分析步骤中，振荡波检测软件提供了自动分析的功能，但其结果往往存在较大误差。针对同一组数据，工作人员人工分析和软件自动分析得到的不同结果，如图4所示。因此，数据分析需由具有大量测试经验和分析技巧的工作人员进行人工分析，以保证数据分析的准确性。

图4软件自动分析的局放点定位图

2.3试验结果

2.3.1初测

在电缆一端(记为a端)进行局放测试，经人工分析发现，A、C两相距a端775米处存在明显局放，局放点定位图如图5所示，测试结果见表1。

表1初测结果

图5初测局放点定位图

2.3.2对端复测

在该电缆对端(记为b端)进行复测，确认了初次测试结果，并且还检测发现距B相距b端590米处存在局放现象（初测时，所加最高电压为1.7×U0，此次复测时，考虑到所测电缆为新投运电缆，故将最高电压提高至2.0×U0，而新发现局放点的起始局放电压Pp为1.7×U0，故初测时此处局放点集中现象不明显；此外，新发现局放点距此次测试端b端590m，即距初测测试端a端1150m，初测时局放位置距测试端较远，由于波沿电缆传播时有衰减，故初测时局放现象不明显），局放点定位如图6所示，测试结果见表2。

图6复测局放点定位图

2.4问题接头解剖

对引起局放电缆接头进行解剖，基本情况如下：

（1）电缆附件：预制冷缩型产品。

（2）解剖时发现：电缆内护套薄（1.2mm），有泥渍；钢带有锈蚀；一侧铜屏蔽有褶皱、破损。

2.2.3处缺后再次测试

电缆经处缺后，再次进行局放测试，A、B、C三相均未检测到明显局放，局放点定位图如图7所示。

表2复测结果

图7处缺后放点定位图

此项成功的局放测试案例，为对广东地区10kV电缆状态监测积累了一次成功经验，为电缆网排除了隐患，提高了电网的供电安全可靠性。

3.结束语

通过本文的研究，发现震荡波局放试验与传统试验方式相比具有电缆绝缘无损害、能准确定位等优点，通过模拟试验与实际案例应用，对震荡波局放试验可以将隐患在第一时间排查清楚，防患于未然，提高电网的安全稳定性，减少非计划停电事故的发生。

参考文献

[1]刘刚，陈志娟.10kV交联聚乙烯电缆终端主绝缘含空气气隙缺陷试验[J].高电压技术，2012.

[2]熊俊，宁宇，黄慧红，潘慧文，陆国俊，吴碧华.振荡波电压法检测交联聚乙烯电缆中间接头新缺陷的试验与仿真[J].现代电力，2011.