OWTS振蕩波局放測試及定位系統(tǒng)

1、振蕩波局放測試及定位系統(tǒng)振蕩波局放測試及定位系統(tǒng)(Oscillating Wave Test System) 德國SebaKMT公司北京賽寶凱特檢測設(shè)備有限公司制造廠商制造廠商 德國德國SebaKMT公司是世界上著名的電力電纜故障定位和局公司是世界上著名的電力電纜故障定位和局放測試設(shè)備制造廠商，在全球放測試設(shè)備制造廠商，在全球130個國家擁有辦事處或代理商個國家擁有辦事處或代理商。德國塞堡公司，位于德國塞堡公司，位于Baunach德國哈克公司，位于德國哈克公司，位于Radeburg引言引言 隨著供電水平要求的提高，國內(nèi)外供電單位對配網(wǎng)設(shè)備的檢測方法也在不斷改善，已從以前粗放式的巡檢和故障搶修模

2、式，逐漸升級為對電力設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測模式，即通過在線或離線監(jiān)測的方式，發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備的缺陷，提前對潛在缺陷進行檢修和維護，達到未雨綢繆的效果。 局部放電是指高壓設(shè)備中的絕緣介質(zhì)在高電場強度作用下，發(fā)生在電局部放電是指高壓設(shè)備中的絕緣介質(zhì)在高電場強度作用下，發(fā)生在電極之間的未貫穿的放電。這種放電只存在于絕緣的局部位置，而不會立即形極之間的未貫穿的放電。這種放電只存在于絕緣的局部位置，而不會立即形成貫穿性通道，稱為局部放電。它是廣泛存在的現(xiàn)象。成貫穿性通道，稱為局部放電。它是廣泛存在的現(xiàn)象。什么是局部放電（什么是局部放電（Partial Discharge)?安全隱患！安全隱患！局放產(chǎn)生的原因局放產(chǎn)生

3、的原因XLPE電纜電纜分層分層/層狀缺陷層狀缺陷半導(dǎo)電層突起半導(dǎo)電層突起雜質(zhì)雜質(zhì) （導(dǎo)體；非導(dǎo)體） 倒置水樹倒置水樹 空洞空洞（微孔洞）Source : H.T. Putter, Investigation of Water Treeing Electrical Treeing Transition in Polymeric Insulation of Service Aged Power Cables. Delft University 2007水樹并不產(chǎn)生局放！只有當一個電樹在水樹頂端發(fā)展時才會有局放產(chǎn)生。水樹并不產(chǎn)生局放！只有當一個電樹在水樹頂端發(fā)展時才會有局放產(chǎn)生。電樹會導(dǎo)致絕緣在運行

4、條件下很快（幾周或幾月內(nèi)）擊穿。電樹會導(dǎo)致絕緣在運行條件下很快（幾周或幾月內(nèi)）擊穿。電纜接頭中可能發(fā)生發(fā)生局部放電的地方電纜接頭中可能發(fā)生發(fā)生局部放電的地方: :1.1. 絕緣與導(dǎo)體表面的間隙絕緣與導(dǎo)體表面的間隙2.2. 絕緣材料中的空腔與雜質(zhì)絕緣材料中的空腔與雜質(zhì) 3.3. 導(dǎo)體或半導(dǎo)體表面的空腔或毛刺導(dǎo)體或半導(dǎo)體表面的空腔或毛刺局放產(chǎn)生的原因電纜接頭局放產(chǎn)生的原因電纜接頭局放產(chǎn)生位置局放產(chǎn)生位置 電力電纜局部放電與電力電纜絕緣狀況密切相關(guān)，局部放電的出電力電纜局部放電與電力電纜絕緣狀況密切相關(guān)，局部放電的出現(xiàn)及變化預(yù)示著電纜絕緣存在著可能危及電纜安全運行壽命的缺陷?，F(xiàn)及變化預(yù)示著電纜絕緣存

5、在著可能危及電纜安全運行壽命的缺陷。準確測量準確測量XLPE絕緣電力電纜的局部放電是判斷電纜絕緣品質(zhì)的一種直絕緣電力電纜的局部放電是判斷電纜絕緣品質(zhì)的一種直觀、有效的方法觀、有效的方法 。為什么要測量電纜的局放？為什么要測量電纜的局放？OWTS系統(tǒng)系統(tǒng)OWTS系統(tǒng)作為世界上最先進的局放檢測設(shè)備之一，系統(tǒng)作為世界上最先進的局放檢測設(shè)備之一，與工頻具有良好的等效性，已經(jīng)得到越來越多國家的認可。與工頻具有良好的等效性，已經(jīng)得到越來越多國家的認可。SebaKMT公司公司 德國德國Seitz公司公司 瑞士瑞士Delf University of Technology 荷蘭荷蘭 新電纜投運前新電纜投運前

6、更換接頭后更換接頭后 定期跟蹤測量定期跟蹤測量 檢查電纜主絕緣狀況檢查電纜主絕緣狀況 檢測電纜附件的安裝工藝檢測電纜附件的安裝工藝 出現(xiàn)局放，評估局放水平，如必要，出現(xiàn)局放，評估局放水平，如必要， 需對附件進行針對性的維修和更換。需對附件進行針對性的維修和更換。電纜狀態(tài)檢修的重要手段：電纜狀態(tài)檢修的重要手段：OWTS振蕩波局放測試技術(shù)振蕩波局放測試技術(shù)OWTS 局放測試原理局放測試原理 AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器低阻尼振蕩波測試技術(shù)低阻尼振蕩波測試技術(shù)OWTS 局放測試原理局放測試原理 局放點位置原始脈沖反射脈沖 OWTS 局放定位原理局放定位原理 局放點位置原始脈沖反射脈沖 OWTS 局放定位原理局放

7、定位原理 利用局放脈沖反射法進行局放定位利用局放脈沖反射法進行局放定位局放點脈沖向電纜兩端傳播局放點脈沖向電纜兩端傳播OWTS 局放定位原理局放定位原理xltttxltQxtQ22221221時間差反射脈沖原始脈沖 : : t標準依據(jù)：標準依據(jù)： IEC 60270標準測量局放標準測量局放有效性：有效性：局放試驗時所加電壓的波形及頻率盡可能與正常運行時電壓的形狀相近這局放試驗時所加電壓的波形及頻率盡可能與正常運行時電壓的形狀相近這樣，重要的測量參數(shù)如樣，重要的測量參數(shù)如PDIV（局放起始電壓），（局放起始電壓），PDEV（局放終止電壓）和局放等（局放終止電壓）和局放等級就會與正常運行時相同。級

8、就會與正常運行時相同。無損性：無損性：所加電壓要接近于正常運行電壓，這樣就可以在局放診斷中將電壓值限定所加電壓要接近于正常運行電壓，這樣就可以在局放診斷中將電壓值限定在在1.7Uo以下。防止較高的電壓激發(fā)新的缺陷。以下。防止較高的電壓激發(fā)新的缺陷。抗干擾能力：抗干擾能力：系統(tǒng)可以有效排除環(huán)境干擾。系統(tǒng)可以有效排除環(huán)境干擾。有效判斷局放類型：有效判斷局放類型：生成清晰的局放波形圖，以便確定局放的類型，觀察電壓曲線生成清晰的局放波形圖，以便確定局放的類型，觀察電壓曲線與局放發(fā)生的相位關(guān)系。與局放發(fā)生的相位關(guān)系。便攜式設(shè)計：便攜式設(shè)計：可應(yīng)用于各種測試環(huán)境。可應(yīng)用于各種測試環(huán)境。OWTS設(shè)備特點設(shè)備

9、特點 局放起始電壓局放起始電壓 （PDIV） 局放終止電壓局放終止電壓 （PDEV） 局放水平局放水平 局放集中性局放集中性 OWTS 系統(tǒng)局放診斷的依據(jù)系統(tǒng)局放診斷的依據(jù)測試結(jié)果的評估標準是建立在測試結(jié)果的評估標準是建立在統(tǒng)計學(xué)統(tǒng)計學(xué)的基礎(chǔ)上的。經(jīng)過濾波后單一、離散的基礎(chǔ)上的。經(jīng)過濾波后單一、離散的數(shù)據(jù)對局放結(jié)果的分析影響不大，因此可最大限度避免干擾造成的誤判的數(shù)據(jù)對局放結(jié)果的分析影響不大，因此可最大限度避免干擾造成的誤判OWTS 系統(tǒng)測試結(jié)果 詳細的測試報告有助于制定合適的維護詳細的測試報告有助于制定合適的維護方案，另外，作為電纜維護的歷史資料，在方案，另外，作為電纜維護的歷史資料，在電纜

10、狀態(tài)監(jiān)測工作中也有很高的參考價值。電纜狀態(tài)監(jiān)測工作中也有很高的參考價值。自動生成詳細的測試報告自動生成詳細的測試報告OWTS系列系列 OWTS產(chǎn)品涵蓋了常見的電纜電壓等級，從10千伏電纜直到220千伏的高壓電纜，都有相應(yīng)等級的產(chǎn)品覆蓋，使其能夠廣泛用于電纜測試工作中。OWTS M28OWTS M60OWTS H150OWTS H250新加坡，荷蘭，德國，意大利等國家早在幾年前就已積極開展以O(shè)WTS系統(tǒng)作為電纜狀態(tài)評測的工具，并取得良好的效果。新加坡新能源電網(wǎng)波蘭 ENERGA公司 截止到2006年底，OWTS總共銷售約有5060套，而從2007年至今已經(jīng)有超過270套的設(shè)備在世界范圍內(nèi)使用，表

11、明電纜狀態(tài)檢測已越來越被重視。OWTS系統(tǒng)國外應(yīng)用狀況系統(tǒng)國外應(yīng)用狀況新加坡新能源電網(wǎng)公司新加坡新能源電網(wǎng)公司 作為最早使用作為最早使用OWTSOWTS設(shè)備的國家之一，新加坡國家電網(wǎng)通過優(yōu)化管理政設(shè)備的國家之一，新加坡國家電網(wǎng)通過優(yōu)化管理政策，引進先進設(shè)備，提高了電網(wǎng)運營質(zhì)量。策，引進先進設(shè)備，提高了電網(wǎng)運營質(zhì)量。用戶年意外停電指數(shù)用戶年意外停電指數(shù) (SAIDI) 新能源公司實行以電網(wǎng)業(yè)績?yōu)橹行牡闹R型管理模式，“狀態(tài)狀態(tài)監(jiān)測與狀態(tài)維修監(jiān)測與狀態(tài)維修”是資產(chǎn)（設(shè)備）管理的兩大支柱。 引入引入OWTS后意外停電故障明顯減少，避免了部分事故的發(fā)生，后意外停電故障明顯減少，避免了部分事故的發(fā)生，振

12、振蕩波電纜局放測試小結(jié)蕩波電纜局放測試小結(jié)如下：如下： 新加坡新加坡OWTS局放測試的應(yīng)用局放測試的應(yīng)用測試測試 22 kV共計共計255條條，其中避免，其中避免16條局放故障條局放故障；測試測試6.6kV共計共計683條條，其中避免，其中避免65條局放故障條局放故障；在在2007年，又購置了兩套最新的年，又購置了兩套最新的OWTS M60系統(tǒng)用于系統(tǒng)用于22kV電纜和電纜和一套一套OWTS H150系統(tǒng)用于系統(tǒng)用于66kV電纜；至此，新加坡共有電纜；至此，新加坡共有OWTS： OWTS 25 9套套 OWTS M60 2套套 OWTS H150 1套套OWTS國內(nèi)應(yīng)用狀況國內(nèi)應(yīng)用狀況北京：北

13、京：在在2007年底，購入兩臺年底，購入兩臺OWTS M28系統(tǒng)，用于奧運場館及重要設(shè)系統(tǒng)，用于奧運場館及重要設(shè)施的電纜局放測試。共檢測電纜施的電纜局放測試。共檢測電纜300余條（諧振試驗通過后），發(fā)現(xiàn)接頭缺余條（諧振試驗通過后），發(fā)現(xiàn)接頭缺陷陷20多個，及時地排除了故障隱患。多個，及時地排除了故障隱患。 2009年，建國年，建國60周年大慶及全運會的保電工作中，周年大慶及全運會的保電工作中，OWTS系統(tǒng)也得到系統(tǒng)也得到很好的應(yīng)用。很好的應(yīng)用。 目前，北京已應(yīng)用了目前，北京已應(yīng)用了9套套OWTSM28系統(tǒng)，并已在北京地區(qū)推廣使用。系統(tǒng)，并已在北京地區(qū)推廣使用。濟南：濟南：2009年夠入年夠入1

14、臺臺OWTS M28，用于大運場館及重要設(shè)施的電纜局放，用于大運場館及重要設(shè)施的電纜局放測試。使用效果良好。測試。使用效果良好。廣東：廣東：廣州等地也已購入多臺廣州等地也已購入多臺OWTS M28，用于第，用于第16屆亞會會的保電工作。屆亞會會的保電工作。OWTS國內(nèi)應(yīng)用狀況國內(nèi)應(yīng)用狀況北京：北京：在在2007年底，購入兩臺年底，購入兩臺OWTS M28系統(tǒng)，用于奧運場館及重要設(shè)系統(tǒng)，用于奧運場館及重要設(shè)施的電纜局放測試。共檢測電纜施的電纜局放測試。共檢測電纜300余條（諧振試驗通過后），發(fā)現(xiàn)接頭缺余條（諧振試驗通過后），發(fā)現(xiàn)接頭缺陷陷20多個，及時地排除了故障隱患。多個，及時地排除了故障隱患

15、。 2009年，建國年，建國60周年大慶及全運會的保電工作中，周年大慶及全運會的保電工作中，OWTS系統(tǒng)也得到系統(tǒng)也得到很好的應(yīng)用。很好的應(yīng)用。 目前，北京已應(yīng)用了目前，北京已應(yīng)用了9套套OWTSM28系統(tǒng)，并已在北京地區(qū)推廣使用。系統(tǒng)，并已在北京地區(qū)推廣使用。濟南：濟南：2009年夠入年夠入1臺臺OWTS M28，用于大運場館及重要設(shè)施的電纜局放，用于大運場館及重要設(shè)施的電纜局放測試。使用效果良好。測試。使用效果良好。廣東：廣東：廣州等地也已購入多臺廣州等地也已購入多臺OWTS M28，用于第，用于第16屆亞會會的保電工作。屆亞會會的保電工作。實例：安裝工藝粗糙引起局部放電實例：安裝工藝粗糙

16、引起局部放電 （a）（b）（c）（d） 10/8.7kV XLPE三芯電纜，383米，距離測試端100米處有一個熱縮中間接頭檢測發(fā)現(xiàn)該電纜在1.7U0時放電量達到10000pC左右，0.5U0時放電量達到1000pC左右，定位發(fā)現(xiàn)放電缺陷就在接頭處（a）校準波形 （b）加壓至9kV時電纜局部放電與施加電壓的關(guān)系（c）單個脈沖分析及定位情況 （d）放電量及放電位置解剖分析結(jié)果：解剖分析結(jié)果：經(jīng)過解體分析，該電纜內(nèi)、外半導(dǎo)電管端口不整齊有突起，且端部未纏繞半導(dǎo)電帶形成坡口，外屏蔽層剝離不整齊，有突起是造成嚴重局部放電的原因（a）外屏蔽剝削不整齊，有突起，未打磨；（b）黑色熱縮管是半導(dǎo)電材料，紅色熱

17、縮管是絕緣材料。黑色熱縮管端部不整齊，且未用半導(dǎo)電帶做過渡形成坡口，熱縮管表面有凹陷，不平滑。（c）里層黑色熱縮管與電纜導(dǎo)體接觸，表面有凹陷，不平滑。（d）內(nèi)、外半導(dǎo)電熱縮管的端部均沒有用半導(dǎo)電帶纏繞形成坡口。（a）（b）（c）（d）熱縮接頭制作工藝問題引起的滑閃放熱縮接頭制作工藝問題引起的滑閃放電電局放起始電壓（局放起始電壓（PDIV)： 5 kV Uo時局放等級時局放等級 10nC電纜長度電纜長度:660米米 電纜型號電纜型號:NA2XSF2Y 150/25 鋪設(shè)時間鋪設(shè)時間:1997 運行電壓運行電壓: 12/20 kV 更多實例更多實例1較高局放等級較高局放等級L 1 200米米 (

18、208米米)處接頭位處接頭位置置L2 / L3 365 米處接頭位置米處接頭位置電纜長度電纜長度:660米米 電纜型號電纜型號:NA2XSF2Y 150/25 鋪設(shè)時間鋪設(shè)時間:1997 運行電壓運行電壓: 12/20 kV 電纜長度電纜長度:660米米 電纜型號電纜型號: NA2XSF2Y 150/25 鋪設(shè)時間鋪設(shè)時間:1997 運行電壓運行電壓: 12/20 kV 接頭上收縮不完全的部位接頭上收縮不完全的部位 解剖結(jié)果解剖結(jié)果例例 2L1電纜長度電纜長度: 700米米電纜型號電纜型號: NA2XSF2Y 150/25 鋪設(shè)時間鋪設(shè)時間:2001 運行電壓運行電壓: 12/20 kV 較高局放等級：較高局放等級：L 1 20 米處接頭位置米處接頭位置電纜長度電纜長度:700米米 電纜型號電纜型號:NA2XSF2Y 150/25 鋪設(shè)時間鋪設(shè)時間:2001 運行電壓運行電壓: 12/20 kV L 1 20 米處接頭米處接頭 連接套管尺寸不對連接套管尺寸不對縫隙導(dǎo)致了局縫隙導(dǎo)致了局放放 解剖結(jié)果解剖結(jié)果混和電纜對接頭上的局放混和電纜對接頭上的局放 局放主要集中在接頭充油口處，紙絕緣層有零星局放