超声波局部放电检测在电缆检测中的应用分析

超声波局部放电检测在电缆检测中的应用分析

巫玉栋 郭玉天 孙堂彬 王新宇 樊超 李刚

国网新乡供电公司 河南新乡 453000

摘要:变电设备局部放电的过程，除了伴随着电荷的转移和能量的损耗外，同时也会造成机械振动，从而产生声信号。对局部放电过程中的声信号进行采集、检测和分析从而对局部放电的位置、程度和性质进行判断的技术就是超声波局放检测技术。局部放电产生的声信号会沿着非真空介质向四周传播，使用接触式超声波探头对局放产生的超声波信号进行采集，从而进行故障判断。

关键词：超声波 局部放电 放电检测

一、引言

超声波是指频率大于20000Hz的声波。局部放电的过程，除了伴随着电荷的转移和能量的损耗外，同时也会造成机械振动，从而产生声信号。对局部放电过程中的声信号进行采集、检测和分析从而对局部放电的位置、程度和性质进行判断的技术就是超声波局放检测技术。局部放电产生的声信号会沿着非真空介质向四周传播。由于在液体和气体中声波衰减较快，而在固体中声波能量损失较小，所以使用接触式超声波探头对局放产生的超声波信号进行采集。

典型的超声波局放装置一般分为硬件系统和软件系统两大部分。硬件系统用于检测场声波信号，软件系统用于对所测得的数据进行特征分析并作出初步诊断。硬件系统组成图如下图6-29所示：

图6-29

二、超声波局放检测步骤：

1. 测试前检查测试环境，排除干扰源

2） 对检测部位进行接触或非接触式检测。检测过程中，传感器放置应避免摩擦，以减少摩擦产生的干扰；

3） 手动或自动选择全频段对测量点进行超声波检测；

4） 测量数据记录。记录异常信号所处的相别、位置，记录超声波检测仪显示的信号幅值、中心频率及带宽；

5） 若存在异常，则应进行多点检测，查找信号最大点的位置。

6） 记录测试位置、环境情况、超声波读数。

三、超声波局放试验分析

根据相位图谱特征判断测量信号是否具备与电源信号相关性。

正常的电缆设备，不同相别测量结果应该相似。如果信号的声音明显有异，判断电缆设备或邻近设备可能存在放电。应与此测试点附近不同部位的测试结果进行横向对比（单相的设备可对比 A、B、C 三相同样部位的测量结果），如果结果不一致，可判断此测试点异常。也可以对同一测试点不同时间段测试结果进行纵向对比，看是否有变化，如果测量值有增大，可判断此测试点内存在异常。

四、超声波局放检测注意事项

1、检测目标及环境的温度宜在-10℃ ~ +40℃范围内，空气相对湿度不宜大于 90%，若在室外不应在有雷、雨、雾、雪的环境下进行检测。

2、超声波局部放电检测设备技术参数应满足：测量量程为 0dB~55dB，分辨率优于 1dB；误差在±1dB 以内。

3、超声波局部放电检测一般通过接触式超声波探头，在电缆终端套管、尾管以及 GIS 外壳等部位进行检测

五、超声波检测诊断依据和检测周期

表1超声波检测的诊断依据

六、超声波频局放典型图谱

七、结论

本文分析了超声波频局放检测在电缆检测中的应用分析的原理与方法。根据现场运行经验，并对测试结果分析、发热检测部位及原因分析进行了分析。

参考文献

1. 程序, 陶诗洋, 王文山. 一起110kV XLPE电缆终端局放带电检测及解体分析实例[J]. 中国电机工程学报, 2013(S1):5.孙霞. 配电网单相接地故障选线方法的研究[D]. 淮南: 安徽理工大学, 2007

2. 邓世聪, 朱正国, 陈腾彪,等. 110kVXLPE电缆GIS终端局部放电检测技术综合应用[J]. 南方电网技术, 2012, 6(3):5.

3. 李鹤南. 高压电缆接头局部放电检测方法[D]. 华北电力大学, 2011