10kV电缆局部放电振荡波测试系统应用探讨.docx

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1、IOkV电缆局部放电振荡波测试系统应用探讨摘要：文章介绍了振荡波测试系统的测试原理，以某IOkV电缆线路作为测试对象，利用振荡波测试系统对其测试，分析了电缆的绝缘状况，以期对振荡波测试系统在电力设备监测方面的应用提供一定的帮助作用。关键词：供电企业；局部放电；振荡波；测试系统中图分类号:TM855文献标识码:A文章编号：1009-2374(2013)23-0144-021概述现代城市建设越发重视城市空间的利用，这一点在电力线路的布置上显得尤为突出，与传统的架空布置方式相比，现代电力线路开始以地下掩埋的方式来构建城市电网，埋设在地下的高压电力电缆作为城市电网的主要构架在电力系统中发挥的作用也越来

2、越大。这种地下掩埋电缆的电网构建方式推动着配网设备的检测方法也不断发生转变，粗放式巡检或者故障抢修模式已经不适应现代电力事业的发展,转而代之的是电力设备的状态监测模式，这种模式可以通过实时监测及时发现电力设备的缺陷，提前进行检修和维护，未雨绸缪将电力行业的损失降低到最小，振荡波测试系统是这种监测模式中应用最好的一种。2电缆局部放电现象分析电缆局部放电是指在非常高的电场强度的作用下，电极之间发生的一种未贯穿的放电现象。电缆局部放电通常情况下是由电缆内部绝缘存在缺陷导致的，这种缺陷大多是在生产过程中引起的，当电缆因为输电产生很高的电场强度时，就会在缺陷处发生重复击穿现象。电缆局部放电是一种广泛存在

3、的现象，它不会在很短的时间内形成一种贯穿性通道，通常的表现是：绝缘内气体击穿、小范围内介质的局部击穿、金属表面尖角部位出现击穿放电等。这种放电也不会产生很大的能量，所以对于电气设备绝缘强度的影响也是不大的。但是绝缘介质如果持续出现局部放电，这种微弱的能量会因为累积效应劣化绝缘的介电性能，并逐步扩大局部缺陷，最终致使整个绝缘击穿。电缆局部放电现象与电缆绝缘状况是密不可分的，局部放电的变化情况实际上反映了电缆绝缘状况的变化趋势，因此可以通过对局部放电现象进行监测，然后来实时监测电缆的运行情况，及时消除各种安全隐患,延长电缆的使用寿命。通常情况下，导致电缆局部放电的典型缺陷主要有以下四点：(1)在绝

4、缘体中或者绝缘层和半导电层界面处存在的气隙，比如说绝缘体中的刀痕、磨损以及裂缝，放电一般不会大于IoOPC。(2)电缆和接头连接处的空腔，如果该缺陷引起电缆局部放电时，一般会分为三个阶段：早期的放电量比较小，而且重复率也比较低；随着电痕的增大，开始进入第二个阶段，这一时期放电量逐渐增大，而且重复率也不断提高；最后，在放电现象消失之前，放电量会逐渐变小，但是重复率却逐渐达到最大。(3)中性线损坏或者绝缘屏蔽，这种缺陷引起的局部放电，其放电量大多在几百至几千PC,但也很少会导致电缆被击穿。(4)凸出物或者气隙引发的电树，电树一旦形成，电缆是很容易被击穿的，一般在几分钟到数周的时间内。所以说这种情况

5、是必须要避免的，一旦检测到要及时进行抢修。3振动波测试系统及应用实例分析振动波测试系统，即OWTS系统，该系统能够很好地检测电缆的绝缘状况，它通常由控制单元和高压单元组成。控制单元是带有W1AN功能的便携式手提电脑；高压单元由高压源、谐振电感以及晶闸管开关组成，它能够产生测试用的阻尼振荡电压。在高压单元中还集成了高压分压器以及嵌入式控制器，它们可以协助高压单元完成数据的采集以及局部信号的简单处理。局部信号最终是存储在便携式手提电脑上的，而且控制单元还可以对其进行分析评估。3.1振荡电压的产生振荡波测试系统是通过检测高压振荡波传输过程中被试电缆发生的局放来分析电缆的绝缘状况的。首先将压力值达到预

6、设值的直流电压加载在被测电缆端，然后闭合高压开关IGBT,利用设备电感以及被测电缆的电容产生谐振，这样就会在被测电缆端产生阻尼振荡电压。电缆运行时具有等效性，因此振荡波测试系统在阻尼振荡回路中采用固定电感，然后调节电压振荡频率，使其等于工频或者接近于工频，振动波测试系统的测试原理图如图1所示。3.2局部位置的确定振荡波测试系统在确定部位位置时，采用的是脉冲反射法，其原理如图2所示。如图2所示，测试的电缆的长度为1,加设电缆的局部放电量的大小为Q,该局部放电点距离测试端的距离为x。脉冲产生后会向两个相反的方向进行传播，假设脉冲经过t1时间后到达测试端，相同的脉冲经过一定时间后到达测试端的对端，然

7、后再反向向测试端传播,总共耗时t2。对两个时间进行求差t,就可以计算出电缆局部放电发生的确切位置。式中，V是脉冲在电缆中传播的速度；t1是电缆产生局部放电的位置上脉冲直接到达测试端所用的时间；t2是电缆产生局部放电的位置上脉冲到达测试端对端后反向传播到测试端的时间。3.3测试实例分析3.3.1被测线路。以某IokV电缆线路作为测试对象，利用振荡波测试系统对其测试,分析电缆的绝缘状况。该电缆的总长度为764m,电缆的型号是YJV22-3240mm2,电缆投入使用的时间是2002年。加压的步骤定为：标准脉冲校准，背景噪声测试；电缆的额定相电压为0.5XU0、0.7X110、0.9XU0、1OXUO

8、（两次）、1.2U013XU0、1.4乂10（两次），其中UO是电缆的额定相电压。3.3.2测试情况分析。利用振荡波测试系统，对电缆进行测试，在1.0XUO电压下，被测电缆A相的放电信号如图3所示，可见在信号图上其幅值非常大，最高超过了5000pCo利用脉冲反射法确定出局部放电的位置后，发现测试初始段存在很多的放电信号，而且位置很集中，根据经验可以初步判定终端的内部存在放电缺陷。根据检测结果，检修人员进行解体检查，发现在被测试的电缆A相的终端主绝缘的表面确实存在明显的划痕，经过现场处理修复后，再次测试放电现象消失，如图4所示。振荡波测试系统的诊断结果是以统计学为基础的，经过滤波后单一以及离散的

9、数据对局放的结果影响甚微，因此该测试系统具有很好的抗干扰性，能够准确地反应局放。实践证明，振荡波测试系统应用到电缆绝缘状况测试中，能够准确定位局部放电位置，对于实时监测电缆缺陷起到的作用非常大。4结语粗放式巡检或者故障抢修模式已经不适应现代电力事业的发展,转而代之的是电力设备的状态监测模式，这种模式可以通过实时监测及时发现电力设备的缺陷，提前进行检修和维护，未雨绸缪将电力行业的损失降低到最小。振荡波测试系统以统计学为基础，而且通过滤波技术增强了系统的抗干扰能力，不仅测试方便，而且测试结果准确度高。振荡波测试系统作为先进的局放监测设备，还具有非常好的工频等效性，相信随着科技的进步，其在未来电力系统中发挥的作用会更加突出。参考文献1孙波，黄成军.电力电缆局部放电检测技术的探讨J.电线电缆，2009.2郭琦，赵子玉.用于电力电缆局部放电检测的振荡波测试系统的研制J.中国电业（技术版），2012.3冯义，文U鹏，涂明涛.振荡波测试系统在电缆局部放电检测中的应用J.供用电，2009.