| 标题 | 电缆振荡波局放检测在供水企业中的应用 |
| 范文 | 左敦晨 摘 要：该文列举了10 kV交联聚乙烯电缆预防性检测的方法，并对各项检测方法进行了总结和分析，引出使用振荡波局放检测的必要性，详细介绍了电力电缆振荡波局放检测的工作原理、检测的方法和诊断的标准。该文根据10 kV交联聚乙烯电缆振荡波局放检测在供水企业的应用案例与实际效果，分析了使用振荡波局放检测技术对水厂供电线路电缆检测的必要性。 关键词：10 kV；局部放电；振荡波 中图分类号：TM75 文献标志码：A 0 引言 随着社会经济的飞速发展，城市建设规模的不断扩大，城市供水压力也在逐步提升。水厂的安全稳定运行，离不开供电安全。水厂如果出现进线电缆故障，导致停产，将影响到城市局部区域的居民用水和经济生产，后果非常严重。但电缆由于深埋地下，敷设在地下排管内，一旦发生故障很难进行查找。因此，定期对水厂供电线路电缆进行预防性检测，事先发现电缆的潜在缺陷，阻止缺陷的进一步发展，从而避免最终发展为突发性故障，显得尤为重用。 1 10 kV交联聚乙烯电缆检测技术研究 城市水厂供电容量较大，供电企业一般会提供专线线路，电压等级以10 kV为多，也有使用35 kV，电缆主要为交联聚乙烯电缆。根据最新GB5010—2016《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》的要求，橡胶绝缘电缆应进行主绝缘及外护层绝缘电阻测量、主绝缘交流耐压试验、电力电缆局部放电测量。 1.1 绝缘检测 绝缘电阻是反映电缆的绝缘性能的一个指标，绝缘电阻越大，电缆的安全性能越高。测量工具采用兆欧表，属于非破坏性试验，不会对电缆绝缘造成伤害（电压低）。但检测的结果仅代表当前绝缘结构的总体绝缘水平，不能分辨出绝缘中个别位置存在的缺陷，仅通过该项试验还不能证明电缆能够满足安全运行。 1.2 交流耐压检测 交流耐压试验是鉴定电力设备绝缘强度最有效和最直接的方法，是预防性检测的一项重要内容。交流耐压检测属于破坏性试验，由于试验时对电缆绝缘施加高于其额定工作电压的试验电压，所以对电缆本体或附件中存在的严重缺陷，在试验时能够将其击穿，从而排除故障隐患，避免给安全运行带来不利的影响。这种试验能够有效发现危险的集中性缺陷，但耐压试验会使绝缘出现劣化，对于一些较为轻微的缺陷，耐压试验会使之恶化，这就会出现尽管在试验时没有发生电缆击穿，但在试验不久后的某天出现故障的现象。 1.3 电缆振荡波局放检测 局部放电是指高压设備中的绝缘介质在高电场强度作用下，发生在电极之间的未贯穿的放电。这种放电只存在于绝缘的局部位置，而不会立即形成贯穿性通道，因此称为局部放电。交联聚乙烯电缆中检测出的局部放电的部位一般都在中间接头和终端头上。由于XLPE耐放电性较差，在局部放电的长期作用下，绝缘材料不断老化最终导致绝缘击穿，造成重大事故。相较于绝缘和耐压检测，电缆振荡波局放检测具有2个优势： 1.3.1 对电缆绝缘无损害 整个测试过程分级加压，每次加压后呈振荡衰减，振荡测试过程时间很短，约几百毫秒，相对于交流耐压施加2.5U0持续5 min来说，这种试验对电缆绝缘的伤害微乎其微，可以忽略。 1.3.2 能准确定位缺陷点 测试过程中，根据2个脉冲到达测试端的时间差，可以计算局部放电发生位置，及时对故障点进行处理，排除电缆隐患。 2 10kV交联聚乙烯电缆振荡波局放检测的方案 2.1 基本原理 振荡波（又称阻尼振荡波）电压法，主要是以被测试电力电缆的等值电容与电感线圈的串联谐振原理为基础的。恒流电源以线性连续升压的方式对被测电缆充电蓄能，自动加压到预设的电压值，在整个升压过程中，被测电缆绝缘无静态直流电场存在；加压完成以后，固态高压开关在1 μs内闭合，使被测电缆的等值电容和系统中的高压电感周期性交换能量，并经等效电阻逐渐损耗，在电缆上产生20 Hz～300 Hz幅值逐次衰减的振荡交流电压。在振荡电压的激励下，如果电缆内部有潜在的缺陷，就会激发局部放电，测控主机则通过采集、存储和分析分压器/耦合器所采集的振荡波信号和局放信号，来进行后续的绝缘状况分析。 2.2 检测方法 为达到预防性检测效果，10 kV交联聚乙烯电缆振荡波局放检测一般与绝缘检测、交流耐压检测配合进行。检测首先对电缆主绝缘电阻进行测试，绝缘无异常才可以进行下一步试验。采用多功能脉冲反射仪对电缆全长及其中间接头位置进行测试，以测量电缆长度及接头位置和对电缆短路和断路故障进行预定位。然后进行电缆串谐交流耐压试验，绝缘电阻在耐压试验前后应无明显变化。最后进行电缆振荡波局放检测，及时发现和定位潜伏性局部放电缺陷。 2.3 诊断标准 绝缘电阻参数作为辅助参考，针对10 kV交联聚乙烯电缆三相电缆中最小的绝缘电阻值应大于50 M?，且最高和最低绝缘相差不大于5倍。电缆串谐交流耐压试验，应在2 U0下5 min耐压通过。根据DL/T 1576—2016《6 kV～35 kV电缆振荡波局部放电测试方法》标准要求，新投运及投运1年以内的电缆线路：最高试验电压2 U0，接头局部放电超过300 pC、本体超过100 pC应及时进行更换；终端头超过3 000 pC时，应及时进行更换。已投运1年以上的电缆线路：最高试验电压1.7 U0，接头局部放电超过500 pC、本体超过100 pC应及时进行更换；终端头超过5 000 pC时，应及时进行更换。 3 水厂应用案例 2018年，合肥供水集团有限公司首次开展电缆振荡波局放检测，对制水厂、水源厂共7条供电线路进行预防性检测，共发现并处理局放超标电缆中间接头共4处，当年高峰供水期间，未发生电缆突发故障情况，大大提升了供电的可靠性。下面以董铺水源厂五里墩05#线路为例，该线路全长实测2 810 m，电缆型号为YJV22-8.7/10kV-3×300 mm?。首先对电缆进行绝缘检测，绝缘正常。 利用多功能脉冲反射仪测电缆全长为2 810 m，波速170 m/us，中间有10组阻抗变化点，分别在82 m、296 m、489 m、950 m、1 185 m、1 425 m、1 619 m、1 870 m、2 138 m和2 444 m。经查看82 m处为电缆折弯，其他9处阻抗变化点与水厂提供的电缆中间接头信息对应。对电缆进行串谐交流耐压试验，耐压通过。 随后进行局部放电校准，由于测量数据结果的准确性与校准的准确性有很大关系，因此标准放电脉冲校准尤为重要，校正波速168 m/μs。 分别对A、B、C三相进行0.5 U0、0.7 U0、0.9 U0、1.0 U0（三次）、1.2 U0（三次）、1.3 U0（三次）、1.5 U0（三次）、1.7 U0（四次）、1.0 U0（一次）的8个电压等级逐级加压测试，加压过程中观察电缆局部放电图谱。 通过检测，电缆在1 425 m处的接头有局放现象，局放量集中在867 pC。根据位置信息，确认存在局放超标的电缆中间接头，重新制作电缆接头后再次检测，1 425 m处的局放现象消失，电缆中间接头隐患被排除。在整个升压过程中，介损值超过0.1 %达到0.3 %，说明电缆有老化现象，应定期检测，关注变化趋势。 4 结语 电缆振荡波局部放电检测，能够有效检测和定位10 kV交联聚乙烯电缆局部放电的位置且检测本身不对电缆造成伤害，定期检测水厂进线电缆可以掌握其运行情况，有效预防电缆突发故障的发生，值得推广应用。 参考文献 [1]李雯，李成岭，李润沁.电力电缆振荡波局放检测技术初探[J].科技创新导报，2016（35）：61-62. [2]陆国俊，熊俊，王勇，等.振荡波电压检测10 kV电缆局部放电试验[J].电力自动化设备，2010，30（11）：137-140. [3]冯义，刘鹏，涂明涛.OWTS振荡波电缆局部放电检测和定位技术基本原理研究[C]//2009年全国输变电设备状态检修技术交流研讨会论文集，2009. |
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