电缆局部放电带电检测技术应用分析

电缆局部放电带电检测技术应用分析

杨永平、张向荣、刘成

宝胜科技创新股份有限公司 江苏扬州 225800

摘要：随着经济和科技水平的快速发展，电力的发明和使用改变了人类的日常生活，提高了工作效率，加快了世界经济的发展。随着我国城市基础设施建设的不断发展，地埋式电力电缆的使用数量越来越多，位置分布也日趋复杂，随着使用时间的增加，电力电缆也难免发生故障，需要快速准确地检测出故障点的位置然后进行修复，以尽可能减少停电对人们生产和生活的影响。并且需要按照顺序检测。检测人员需要较好地理解电缆检测原理和具备丰富的工作经验，并且配备相应的检测仪器和熟练掌握使用方法，才能高效地定位故障发生点。本工作根据冲击放电产生的声音和脉冲磁场信号特征，采用声磁同步法检测出故障点位置。在故障电缆一端施加脉冲高压击穿故障点以产生冲击放电现象，检测人员借助定点检测仪检测冲击放电产生的声磁信号特征，实现快速准确地查找出故障点所在位置。

关键词：电线电缆；检测技术；检测方法

引言

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。

1电线电缆相关检测工作的必要性及涉及问题类型

随着电线电缆应用范围逐渐增加，市场竞争压力提升，电线电缆生产企业增多，但对电线电缆质量管理控制方面却仍存在不足。部分电线电缆质量并未达到有关标准要求，难以满足电力系统运用需求，若将不合格电线电缆使用在电力系统项目构建过程中，容易增加电力系统安全隐患。因此，需做好电线电缆相关检测工作，提升电线电缆方面检测力度，保证电线电缆质量，维持电力系统能够安全运转。电缆尺寸以及结构问题。主要是尺寸和结构不满足合格标准，主要表现为护套厚度值、绝缘偏心程度、绝缘厚度值不符合对应需求。比如一些电缆厂为尽可能降低生产成本，将电缆被挤出厚度值控制要求在标准规定的下限值，这样就容易出现挤出电缆厚度值存在一定偏差现象，致使电缆尺寸难以符合规定要求，从而导致电缆在运行时易在最薄点被击穿；电缆被挤出控制温度较高，电缆被挤出量降低，易出现电缆偏心现象，引发电缆最薄处厚度不满足规定要求；冷却槽对应长度设置较短，导致护套及绝缘被挤出之后难以有效冷却而出现偏心表现等，致使护套厚度值及绝缘厚度值不达标、绝缘偏心程度较明显。导体电阻问题。依据导体电阻能辨别电缆导体所用材质和导体对应截面积满足标准要求与否。具体表现为一些电缆厂使用铜制作导体时以次充好或用小截面电缆代替大截面电缆，从而减少铜的使用以此降低成本。如果导体电阻不满足合格表现，那么此电缆的性能会严重受损且会减短电缆使用寿命，较严重时还会引发电缆处于明显高温发热状态，对绝缘层带来损害，导致线路短路现象，容易引发着火事故。护套以及绝缘机械性能问题。依据机械性能可呈现电缆用料相关力学性能情况，涵盖护套以及绝缘抗张强度值、断裂伸长率等指标性能，当护套以及绝缘发现老化之后，在以上对应指标性能方面会出现明显变化，导致电缆出现异常使用问题。

2电线电缆有关检测方法

2.1终端液位与表面温度分布的关系

随着硅油液位的下降，终端的空气层温度分布范围逐渐扩大;硅油层对应的终端表面温度随着液位的下降反而逐渐上升，说明终端的漏油程度直接影响其整体的散热效率，漏油程度越严重，散热效果越差。同时，我们分析了不同液位下液位上下层区域对应的终端表面温度差的变化趋势，分析区间Δh分别取0.1、0.2、0.3、0.4m。随着终端液位高度的下降，液位上下层区域对应的终端表面温度差逐渐扩大，当液位高度下降到1.1m时，最大温度差达到了2℃左右。

2.2外破行为事件电缆分析

为了提高外破行为事件电缆信息的识别率，需要采用识别与分类算法模型进行电缆外破信息的识别与分类，外破行为事件发生的频率响应输出的最大值和平均值示意图。假设外破行为事件为A，用f(A)表示固有频率，当f(A)以正弦波的形式发出振动信号时，将时间域单点振动信息与空间域相邻点振动信息进行对比分析。这需要用到振动正弦波形图，在输入信号为对应频率的情况下，提取频域输出的最大值;当出现对噪声对应的频率时，通过外破行为事件电缆入侵事件提取噪声的平均值。假设F表示为采集噪声输出的帧数，则有:F≤Fs/KS，Fs表示频率采集的采样率;K表示不同帧的数据进行累加的次数;S表示利用光纤技术采集到的数据样点。

2.3高频电流传感器设计

高频局部放电检测的频率范围一般为3~30MHz，所用传感器主要分为电容型传感器和电感型传感器两种。选用电容型传感器需在被检测设备高压端并联耦合电容。电感型传感器采用高频电流传感器（highfrequencycurrenttransformer,HFCT），在结构上类似电流互感器，具有便携性强、安装方便的优点，在电气设备高频局部放电检测领域广泛应用。它的一次绕组多为一匝，检测时将圆形或方形磁心套在待测设备的接地线、中性点接线以及电缆本体上，对待测设备高频放电脉冲信号进行检测。高频电流传感器在原理上类似于罗戈夫斯基线圈，只是罗戈夫斯基线圈用于测试数十至数百千安的冲击大电流，对灵敏度要求较低，一般用空心线圈，不安装磁心。而电气设备局部放电时的高频电流为毫安和微安级的小电流，对灵敏度和抗干扰能力要求较高。按照积分方式，高频电流传感器分为宽带和窄带型两种。高压电缆局部放电时产生的放电脉冲在频率上分布广泛，为对各种频率放电信号进行有效检测，一般使用宽带型高频电流传感器（又称自积分式），其在测量线圈两端并联一个积分电阻R。

2.4机械性能检测方法

对于电缆采取该方法实行机械性能方面测定时，多是依据电子拉力检测设施对于老化前和老化后电缆实施抗拉力测定。先采取电子拉力检测设施对于电缆中间位置宽度值及厚度值实施测定，之后选用自排式老化箱设施对于电缆实行模拟老化处置，然后再采用电子拉力检测设施对于电缆中间位置宽度值及厚度值实施测定，明确电缆于拉伸影响之下出现断开裂开后最高抗拉应力值及伸长距离值。对于电缆老化前和老化后抗张强度值及断开裂开伸长率值对应检测结果实施分析，并和规定要求实施相比，进而明确电缆机械性能是否达到标准要求，从而确定电缆是否合格。

结束语

总之，经过大量试验对程序进行完善，最终本系统能够通过时间差较好地检测故障点位置。若想提升电力电缆的传送效率和电能的品质，就需要明晰电力电缆发生故障的根本原因，加强电缆故障检测的频率，并且对其进行详细的分析和探究，将所得数据资料进行整合与归纳，这也是电力行业想要长久开展的不可或缺的步骤。

参考文献

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［2］惠宝军，傅明利，刘通，等．110kV及以上电力电缆系统故障统计分析［J］．南方电网技术，2017，11(12):44－50，67．