第16章-振蕩波檢測(cè)技術(shù)

1、目錄第十六章 振蕩波檢測(cè)技術(shù)1第一節(jié) 振蕩波檢測(cè)技術(shù)概述11發(fā)展歷程12技術(shù)特點(diǎn)13應(yīng)用情況2第二節(jié) 振蕩波檢測(cè)技術(shù)基本原理21振蕩波檢測(cè)的電源技術(shù)22振蕩波檢測(cè)的抗干擾技術(shù)33振蕩波檢測(cè)的定位技術(shù)44振蕩波局部放電檢測(cè)儀器的組成及基本原理5第三節(jié) 振蕩波檢測(cè)及診斷方法61檢測(cè)方法62診斷方法9第三節(jié) 振蕩波檢測(cè)案例分析111振蕩波檢測(cè)發(fā)現(xiàn)電纜應(yīng)力錐安裝失效缺陷112振蕩波檢測(cè)發(fā)現(xiàn)電纜接頭制作工藝不良缺陷13參考文獻(xiàn)：151參考論文152參考標(biāo)準(zhǔn)17第16章 振蕩波檢測(cè)技術(shù)第1節(jié) 振蕩波檢測(cè)技術(shù)概述1 發(fā)展歷程振蕩波通常是指頻率在20Hz800Hz范圍內(nèi)的衰減振蕩電壓（Oscillating

2、waveform 或Damping AC Voltage）。使用振蕩波電壓替代工頻交流電壓對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)統(tǒng)稱(chēng)為振蕩波檢測(cè)技術(shù)，該技術(shù)主要應(yīng)用于電力電纜的耐壓、介質(zhì)損耗及局部放電等測(cè)試。由于振蕩波檢測(cè)儀器集成度高、測(cè)試接線(xiàn)及操作簡(jiǎn)單、功耗較小、整體輕便，并且一次加壓可同時(shí)完成電纜局部放電的測(cè)試和介質(zhì)損耗因數(shù)的測(cè)量，相對(duì)于工頻交流電壓測(cè)試具有明顯優(yōu)勢(shì)，因此，近年來(lái)振蕩波檢測(cè)技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。1988年，荷蘭第一次應(yīng)用振蕩波法對(duì)電纜進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。1990年，首次應(yīng)用振蕩波法在長(zhǎng)電纜上進(jìn)行了測(cè)試。2004年，美國(guó)、日本和新加坡等國(guó)陸續(xù)開(kāi)始使用該技術(shù)進(jìn)行電纜局部放電測(cè)試。隨著高速電力電子開(kāi)關(guān)

3、等關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展，輸出電壓為250kV的振蕩波檢測(cè)儀器研制成功，滿(mǎn)足了220kV電纜的測(cè)試需求。2007年，振蕩波測(cè)試與工頻交流電壓測(cè)試的等效性在試驗(yàn)及理論分析中得到了驗(yàn)證，為振蕩波檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了重要的理論基礎(chǔ)。2008年，輸出電壓為350kV的振蕩波檢測(cè)儀器研制成功，可以滿(mǎn)足500kV高壓電纜的測(cè)試需求。同年，北京市電力公司等國(guó)內(nèi)電力企業(yè)開(kāi)始引進(jìn)該技術(shù)用于10kV電纜的局部放電測(cè)試。2 技術(shù)特點(diǎn)振蕩波檢測(cè)方法是基于LC阻尼振蕩原理對(duì)被測(cè)電纜施加近似的工頻正弦電壓，即在近似電纜運(yùn)行狀態(tài)下完成電纜的局部放電測(cè)試，其結(jié)果與工頻電壓下的局部放電測(cè)試高度等效，符合相關(guān)IEC及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。振蕩

4、波檢測(cè)方法可以有效檢測(cè)10kV及以上交聯(lián)聚乙烯（XLPE）絕緣電纜和油紙絕緣（PILC）電纜的本體、終端和中間接頭部位發(fā)生的各類(lèi)局部放電缺陷，能有效發(fā)現(xiàn)由于生產(chǎn)質(zhì)量、安裝工藝和運(yùn)行環(huán)境造成的主絕緣層、半導(dǎo)電層和屏蔽層等多種缺陷，因此可以有效減少由于電纜突發(fā)性擊穿故障造成的意外停電事故。振蕩波檢測(cè)法的主要優(yōu)點(diǎn)包括：（1）相比于工頻交流電壓下的局部放電測(cè)試，振蕩波檢測(cè)儀器為加壓和測(cè)試一體化裝置，具有系統(tǒng)容量小、接線(xiàn)及測(cè)試操作簡(jiǎn)單、儀器重量輕、移動(dòng)搬運(yùn)方便等優(yōu)勢(shì)。（2）振蕩波測(cè)試時(shí)，一次加壓過(guò)程持續(xù)時(shí)間僅為幾百毫秒，不會(huì)對(duì)電纜造成損害，因此振蕩波檢測(cè)方法屬于無(wú)損檢測(cè)。（3）由于采用振蕩波法測(cè)試時(shí)沒(méi)有

5、使用額外的高壓電源，所以從根本上避免了系統(tǒng)內(nèi)部高壓電源產(chǎn)生的局部放電干擾。（4）振蕩波局部放電的測(cè)試結(jié)果為確切的局部放電量，因此可準(zhǔn)確評(píng)估電纜局部放電缺陷的嚴(yán)重程度。（5）振蕩波局部放電測(cè)試可精確定位電纜局部放電源位置。振蕩波檢測(cè)儀器采用脈沖傳播時(shí)差法定位局部放電源，并且應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理從成百上千個(gè)局部放電源中選取數(shù)百個(gè)位置集中的點(diǎn)，因此有效避免了其他干擾源對(duì)檢測(cè)和定位結(jié)果的影響。振蕩波測(cè)試法的主要缺點(diǎn)包括：（1）振蕩波測(cè)試時(shí)需要將電纜停電，并拆除電纜兩端連接的其他電力設(shè)備，因此對(duì)供電可靠性產(chǎn)生一定的影響，并且對(duì)于GIS終端和變壓器終端的高壓電纜而言，測(cè)試流程較繁瑣和復(fù)雜。（2）振蕩波測(cè)試對(duì)電纜

6、長(zhǎng)度有特定限制，被測(cè)電纜一般不超過(guò)5 km。3 應(yīng)用情況上世紀(jì)80年代，振蕩波檢測(cè)技術(shù)首次應(yīng)用于電纜的局部放電測(cè)試，目前已在德國(guó)、日本、新加坡、中國(guó)等60多個(gè)國(guó)家的大中型城市的高低壓電纜線(xiàn)路中廣泛應(yīng)用。2008年，北京市電力公司為加強(qiáng)奧運(yùn)保電工作，借鑒新加坡國(guó)家能源公司的經(jīng)驗(yàn)，引進(jìn)10kV電纜振蕩波檢測(cè)儀器投入奧運(yùn)保電工作，對(duì)北京地區(qū)主要的配電網(wǎng)電纜開(kāi)展了振蕩波測(cè)試，保證了奧運(yùn)期間的供電安全。2009年，廣東電網(wǎng)公司為提高亞運(yùn)會(huì)供電可靠性，借鑒北京市電力公司奧運(yùn)保電的成功經(jīng)驗(yàn)，引進(jìn)了10kV振蕩波電纜局部放電檢測(cè)與定位系統(tǒng)。2011年深圳供電局利用250kV振蕩波測(cè)試設(shè)備對(duì)3回220kV及14

7、回110Kv XLPE電纜線(xiàn)路進(jìn)行了高壓振蕩波檢測(cè)試驗(yàn)。目前，國(guó)家電網(wǎng)公司已將電纜振蕩波局部放電檢測(cè)技術(shù)加入Q/GDW 643-2011配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程中。近年來(lái)，隨著電纜振蕩波局部放電檢測(cè)技術(shù)的全面開(kāi)展，國(guó)家有關(guān)部門(mén)已將10kV電纜振蕩波局部放電檢測(cè)項(xiàng)目納入2009年國(guó)家能源局發(fā)布的20kV及以下配電工程預(yù)算定額（第四冊(cè)電纜工程）和北京市建設(shè)工程預(yù)算定額（2013版）指導(dǎo)手冊(cè)中，為電纜振蕩波局部放電檢測(cè)技術(shù)的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。第二節(jié) 振蕩波檢測(cè)技術(shù)基本原理1 振蕩波檢測(cè)的電源技術(shù)電力電纜由于其電容量大，很難在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行工頻電壓下的局部放電檢測(cè)。過(guò)去充油電纜采用直流試驗(yàn)，可以大大降低電

8、源的要求。但對(duì)于XLPE電力電纜，由于其絕緣電阻較高，且在交流和直流電壓作用下的電壓分布差別較大，直流耐壓試驗(yàn)后，在電纜本體和缺陷處會(huì)殘留大量的空間電荷，電纜投運(yùn)后，這些空間電荷極容易造成電纜的絕緣擊穿事故。而采用超低頻（0.1Hz）電源進(jìn)行試驗(yàn)，其測(cè)試時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)電纜絕緣損傷較大，并可能引發(fā)新的電纜缺陷。振蕩波檢測(cè)電源產(chǎn)生的基本原理是：首先由整流元件將AC 220V的交流電轉(zhuǎn)換成所需的直流電，然后對(duì)直流電壓幅值進(jìn)行調(diào)整，最后對(duì)輸出直流電壓進(jìn)行濾波和穩(wěn)壓調(diào)整，以確保輸出精度和穩(wěn)定性。實(shí)際檢測(cè)時(shí)，根據(jù)測(cè)試加壓的幅值要求，通過(guò)調(diào)整直流電壓幅值和控制直流電源對(duì)被測(cè)電纜的充電時(shí)間來(lái)控制所產(chǎn)生振蕩波的幅

9、值，振蕩波頻率通過(guò)串入的空心電抗器進(jìn)行調(diào)節(jié)，振蕩波的衰減阻尼系數(shù)由電纜等效電容和空心電抗器確定。2 振蕩波檢測(cè)的抗干擾技術(shù)由于電纜的電容量大（F級(jí)），允許的局部放電量很?。◣譸C），而電力電纜局部放電測(cè)量中不可避免的存在著環(huán)境噪聲和外部干擾，局部放電信號(hào)往往湮沒(méi)于這些噪聲和干擾中，使得測(cè)量變得非常困難，因此提高抗干擾性能就顯得尤為重要。干擾信號(hào)按其時(shí)域和頻域特征不同，可分為窄帶干擾、脈沖型干擾和背景噪聲三類(lèi)。（1）對(duì)于窄帶干擾，由于其本身頻域特征與局部放電信號(hào)的頻域特征有較大差異，而且頻帶十分窄，故大多采用頻域?yàn)V波的方法進(jìn)行抑制。（2）對(duì)于脈沖型干擾，由于它和局部放電信號(hào)非常相似，從單個(gè)波形上

10、很難將它們區(qū)分開(kāi)來(lái)。目前主要采取時(shí)延鑒別法進(jìn)行鑒別。時(shí)延鑒別法是利用外來(lái)干擾脈沖及發(fā)射波到達(dá)測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間差與內(nèi)部放電及反射波到達(dá)測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間差的不同進(jìn)行鑒別。（4）對(duì)于背景噪聲，由于其在時(shí)域中表現(xiàn)為無(wú)規(guī)律的隨機(jī)脈動(dòng)，在頻域中則表現(xiàn)為整個(gè)頻帶上的均勻分布，因而現(xiàn)有的頻域和時(shí)域方法都不能對(duì)其進(jìn)行有效地抑制。在小波去噪算法提出之前，往往采用時(shí)域平均的方法來(lái)抑制這種隨機(jī)性的背景噪聲，但效果并不理想。小波去噪算法的提出有效地解決了這個(gè)問(wèn)題。電纜振蕩波局部放電檢測(cè)和定位裝置具有帶通濾波、小波分析、時(shí)延分析等抗干擾功能，可根據(jù)信號(hào)特點(diǎn)，方便的進(jìn)行放電脈沖的取舍，如圖16-1所示。該裝置還可以生成清晰的局部放

11、電圖形（如電壓波形與局部放電信號(hào)關(guān)系圖、三維譜圖等），以便確定局部放電的類(lèi)型，如圖16-2所示。（a）帶通濾波功能 （b）小波分析功能圖16-1 OWTS軟件抗干擾功能（a）電壓波形與放電關(guān)系 （b）三維譜圖分析圖16-2 OWTS局部放電圖譜顯示功能3 振蕩波檢測(cè)的定位技術(shù)局部放電源定位技術(shù)即是在振蕩波加壓測(cè)試過(guò)程中，利用檢測(cè)到的脈沖時(shí)差、電纜全長(zhǎng)和脈沖在不同絕緣類(lèi)型電纜中的傳播速度計(jì)算出局部放電脈沖的產(chǎn)生位置。首先利用脈沖測(cè)距儀向電纜注入低壓脈沖，該脈沖經(jīng)過(guò)電纜末端斷路點(diǎn)形成反射波，通過(guò)計(jì)算反射脈沖與發(fā)射脈沖的時(shí)間差得到電纜全長(zhǎng)。其次，利用局部放電信號(hào)脈沖時(shí)域反射法（TDR）對(duì)局部放電源進(jìn)

12、行定位，定位的原理如圖16-3所示，振蕩波局部放電檢測(cè)儀器通過(guò)對(duì)電力電纜加壓誘發(fā)缺陷部位產(chǎn)生局部放電嗎愛(ài)吃，同一局部放電脈沖同時(shí)向電纜兩端傳播，其中一個(gè)脈沖波直接傳播到儀器接收端，稱(chēng)為入射波，另一個(gè)脈沖波經(jīng)過(guò)電纜對(duì)端反射后傳回儀器接收端，稱(chēng)為反射波，利用入射波和反射波到達(dá)的時(shí)間差、脈沖傳播速度和電纜長(zhǎng)度計(jì)算得到局部放電缺陷的精確位置。圖16-3行波法定位原理其中，Ck為高壓電容，ZA為檢測(cè)阻抗。設(shè)t0時(shí)刻，在電纜x處發(fā)生放電，產(chǎn)生的兩個(gè)脈沖波沿電纜反向傳播，t1時(shí)刻第一個(gè)脈沖波到達(dá)測(cè)試儀，第二個(gè)脈沖波經(jīng)電纜對(duì)端反射后在t2時(shí)刻到達(dá)測(cè)試儀，如圖16-3所示。由于電纜中脈沖的傳播速度對(duì)于確定電纜絕

13、緣類(lèi)型是已知的常數(shù)，因此可以算出放電點(diǎn)距離測(cè)試端的距離。 （16-1） （16-2） （16-3）其中l(wèi)為電纜長(zhǎng)度，v為脈沖波在電纜中的速度。電纜振蕩波局部放電檢測(cè)儀器采用該原理對(duì)電力電纜局部放電源進(jìn)行定位，如圖16-4所示為單個(gè)放電脈沖的定位情況和最終放電源與放電量檢測(cè)結(jié)果。 （a）單個(gè)脈沖分析及定位情況 （b）放電量及放電位置圖16-4 脈沖分析及定位情況4 振蕩波局部放電檢測(cè)儀器的組成及基本原理振蕩波局部放電檢測(cè)儀器原理如圖16-5所示。被試電纜線(xiàn)芯的一端接高壓直流源的高壓輸出端，另一端懸空，電纜屏蔽層接地。測(cè)試時(shí)，高壓直流電源通過(guò)一個(gè)電感對(duì)被測(cè)電纜充電，高壓電子開(kāi)關(guān)并聯(lián)在高壓直流源兩端

14、，從0V開(kāi)始逐漸升壓，當(dāng)所加電壓達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)閉合高壓電子開(kāi)關(guān)，同時(shí)直流源退出整個(gè)回路，被測(cè)電纜和電感形成LC阻尼振蕩回路，產(chǎn)生振蕩波電壓，并以此振蕩波電壓信號(hào)來(lái)激發(fā)出電纜絕緣缺陷處的局部放電。測(cè)量回路分兩路，一路為阻容分壓器，用來(lái)測(cè)量振蕩波電壓信號(hào)；另一路為局部放電耦合單元，局部放電信號(hào)經(jīng)放大器、濾波器放大、濾波后傳給信號(hào)采集卡，信號(hào)采集卡與計(jì)算機(jī)通過(guò)信號(hào)電纜連接，測(cè)試人員通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與分析。圖16-5 振蕩波局部放電檢測(cè)儀器原理圖振蕩波局部放電檢測(cè)儀器的關(guān)鍵參數(shù)包括輸出電壓、充電電流及波形匹配算法等。其中輸出電壓及充電電流參數(shù)均是越大越好。對(duì)于10kV電纜檢測(cè)，其振蕩波局部放電檢測(cè)

15、儀器的輸出電壓要高于28kV，充電電流要大于6mA。對(duì)于110kV電纜檢測(cè)，其振蕩波局部放電檢測(cè)儀器的輸出電壓要高于190kV，充電電流要大于20mA。第三節(jié) 振蕩波檢測(cè)及診斷方法1 檢測(cè)方法1.1 檢測(cè)步驟35kV及以下配電電纜檢測(cè)步驟：（一） 被試電纜已停電，具備試驗(yàn)條件。（二） 將電纜接地并充分放電。（三） 測(cè)量電纜三相絕緣電阻，做好記錄。（四） 使用時(shí)域脈沖反射儀測(cè)量電纜長(zhǎng)度及電纜接頭位置。（五） 進(jìn)行振蕩波檢測(cè)儀器接線(xiàn)，確認(rèn)無(wú)誤后，啟動(dòng)系統(tǒng)，輸入電纜基本信息。（六） 局放校準(zhǔn)：（1） 校準(zhǔn)前，要檢驗(yàn)校準(zhǔn)儀的電量是否充足，校準(zhǔn)儀標(biāo)定脈沖的頻率設(shè)置是否正確。（2） 校準(zhǔn)儀信號(hào)輸出線(xiàn)正極接

16、電纜導(dǎo)體，負(fù)極接電纜屏蔽接地線(xiàn)，保證校準(zhǔn)信號(hào)線(xiàn)與電纜終端連接可靠。（3） 對(duì)于三芯電纜，校準(zhǔn)其中一相即可，單芯電纜則應(yīng)各相單獨(dú)校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時(shí)由高到低從100nC到100pC依次校準(zhǔn)，當(dāng)某一量程由于衰減或干擾校準(zhǔn)失敗時(shí)，停止后面較低量程的校準(zhǔn)。（4） 校準(zhǔn)時(shí)必須保證入射波波峰達(dá)到當(dāng)前量程的80%，否則將造成實(shí)際測(cè)試放電量出現(xiàn)偏差。（5） 校準(zhǔn)過(guò)程要注意儀器顯示的電纜波速，當(dāng)波速偏差較大時(shí)（XLPE電纜波速為165-175m/us，油紙電纜波速為150-160m/us），應(yīng)從新進(jìn)行電纜長(zhǎng)度的測(cè)量。（七） 加壓測(cè)試，分別對(duì)三相電纜按表16-1順序和要求進(jìn)行測(cè)試并保存數(shù)據(jù)。（1） 要根據(jù)每檔電壓作用下儀

17、器檢測(cè)的電纜局部放電水平選擇合適量程。量程選擇過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果偏大；量程選擇過(guò)小，局部放電脈沖幅值超量程會(huì)導(dǎo)致定位分析過(guò)程中丟失部分脈沖信息，影響分析結(jié)果。（2） 在第一次出現(xiàn)局部放電信號(hào)的電壓下保存起始放電電壓，在最高測(cè)試電壓（新電纜為2.0 U0）下選擇并保存熄滅放電電壓。表16-1 加壓測(cè)試步驟電壓等級(jí)（U0）加壓次數(shù)測(cè)試目的01次測(cè)量環(huán)境背景局部放電水平0.5，0.7，0.9各1次1、測(cè)試局部放電起始電壓2、測(cè)試電纜在U0電壓下的局部放電情況3、電纜在1.7 U0電壓下測(cè)試局部放電熄滅電壓1.03次1.2，1.3各1次1.53次1.75次2.03次對(duì)新投運(yùn)電纜所加最高電壓，測(cè)試局部

18、放電熄滅電壓01次放電（八） 測(cè)量電纜三相絕緣電阻，做好記錄。（九） 恢復(fù)電纜和檢測(cè)儀器到試驗(yàn)前狀態(tài)。（十） 做好測(cè)量數(shù)據(jù)記錄，并出具檢測(cè)報(bào)告。110kV及以上高壓電纜檢測(cè)步驟：（一） 對(duì)被測(cè)電纜線(xiàn)路停電、驗(yàn)電、接地。（二） 斷開(kāi)電纜與其它設(shè)備的連接，包括電纜終端上的連接端子及PT、避雷器等其他附件，露出電纜終端出線(xiàn)導(dǎo)桿以安裝振蕩波檢測(cè)裝置的高壓連接套件。（三） 對(duì)端電纜終端若為GIS終端，短接終端與GIS倉(cāng)之間的護(hù)層保護(hù)器，并聯(lián)系變電專(zhuān)業(yè)人員短接GIS倉(cāng)帶電顯示器、拆除線(xiàn)路PT。（四） 保持電纜兩側(cè)終端金屬屏蔽接地。將除兩側(cè)終端外的全線(xiàn)交叉互聯(lián)箱、直接接地箱、保護(hù)接地箱開(kāi)箱，將屏蔽相序變?yōu)锳

19、-A、B-B、C-C，即保證電纜屏蔽同相的連接，并保持三相屏蔽間的絕緣；將接地箱接地連板拆除。（五） 拉開(kāi)電纜線(xiàn)路兩側(cè)接地刀閘。（六） 檢測(cè)裝置接線(xiàn)并檢查無(wú)誤，確保滿(mǎn)足高壓對(duì)地安全距離。（七） 使用時(shí)域脈沖反射儀測(cè)量電纜全長(zhǎng)及中間接頭位置，并做好記錄。（八） 再次檢查檢測(cè)裝置接線(xiàn)，確保無(wú)誤后，啟動(dòng)電源及各裝置組件。（九） 啟動(dòng)測(cè)試裝置，輸入測(cè)試基本信息。（十） 電纜線(xiàn)路局部放電校準(zhǔn)。設(shè)定交聯(lián)聚乙烯電纜波速160-172m/s，油紙絕緣電纜波速154-166m/s。從最高校準(zhǔn)值(100nC)開(kāi)始，從100nC 到100 pC進(jìn)行校準(zhǔn)。（十一） 電纜線(xiàn)路局部放電測(cè)試。分別對(duì)三相，按順序進(jìn)行逐級(jí)加壓

20、測(cè)試并保存數(shù)據(jù)（110kV電纜見(jiàn)表16-2，220kV電纜見(jiàn)表16-3）。表16-2 110kV電纜局部放電測(cè)試步驟加壓值（U0）加壓次數(shù)測(cè)試目的01次測(cè)量環(huán)境噪音0.5，0.7，0.9各3次觀察電壓逐級(jí)升高時(shí)的局部放電現(xiàn)象1.03次測(cè)試電纜在運(yùn)行電壓下的局部放電情況1.1，1.2，1.3，1.4，1.5各3次觀察電壓逐級(jí)升高時(shí)的局部放電現(xiàn)象1.63次參考主絕緣耐壓狀態(tài)檢修試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)2.03次對(duì)新投運(yùn)電纜。參考主絕緣耐壓交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)01次放電表16-3 220kV電纜局部放電測(cè)試步驟加壓值（U0）加壓次數(shù)測(cè)試目的01次測(cè)量環(huán)境噪音0.5，0.7，0.9各3次觀察電壓逐級(jí)升高時(shí)的局部放電現(xiàn)象1.0

21、3次測(cè)試電纜在運(yùn)行電壓下的局部放電情況1.1，1.2，1.3各3次觀察電壓逐級(jí)升高時(shí)的局部放電現(xiàn)象1.363次參考主絕緣耐壓狀態(tài)檢修試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（限于檢測(cè)設(shè)備的最高輸出電壓）01次放電（十二） 恢復(fù)設(shè)備到試驗(yàn)前狀態(tài)。（十三） 做好測(cè)量數(shù)據(jù)記錄，并出具檢測(cè)報(bào)告。 （a）35kV及以下配電電纜檢測(cè)步驟（b）110kV及以上高壓電纜檢測(cè)步驟圖16-5 電纜振蕩波局部放電檢測(cè)流程圖2 診斷方法在振蕩波局部放電檢測(cè)試驗(yàn)結(jié)束后，一般需進(jìn)入檢測(cè)儀器的分析軟件，對(duì)電纜三相加壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)中的脈沖波形文件進(jìn)行逐個(gè)分析，通過(guò)脈沖波形特點(diǎn)、放電量大小和局部放電源位置等因素來(lái)綜合判斷電纜狀態(tài)。2.1.1 局部放電脈沖分析原則

22、（一） 同一個(gè)局部放電源產(chǎn)生的放電脈沖的入射波和反射波應(yīng)具有相似的波形形狀，反射波由于經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)距離的衰減，其幅值和頻率都比入射波小，表現(xiàn)為幅值下降，脈沖變寬。典型的入射波與反射波波形如下圖16-6所示，不具備相似性的脈沖波形圖譜如圖16-7所示。 圖16-6典型局部放電脈沖圖譜 圖16-7不具備相似性的脈沖波形圖譜（二） 當(dāng)電纜存在一個(gè)或多個(gè)局部放電源時(shí)，不同位置發(fā)生的局部放電脈沖對(duì)應(yīng)的反射波幅值應(yīng)與距首端距離成正比，即放電源距首端距離越近時(shí)其反射波傳播的路徑越長(zhǎng)，衰減越大，幅值越小，同一條電纜不同位置發(fā)生局部放電時(shí)的入射波與反射波對(duì)應(yīng)圖譜如圖16-8、16-9所示。 圖16-8 距離首端95

23、0米處放電脈沖圖譜 圖16-9距離首端350米處放電脈沖圖譜（三） 當(dāng)入射波與反射波位置很近時(shí)，往往較難區(qū)分入射波與反射波的波形特征，這時(shí)就需要將當(dāng)前脈沖圖譜與標(biāo)定波進(jìn)行對(duì)比分析，當(dāng)脈沖波形與標(biāo)定波形基本重合時(shí)即可判斷此反射波為假反射波，典型的假反射波圖譜如圖16-10所示。圖16-10 典型的假反射波圖譜（四） 按照以上三個(gè)條件分析局部放電脈沖波形后，即可通過(guò)分析軟件接受當(dāng)前選擇的入射波與反射波，每接受一對(duì)入射波與反射波，軟件就在局部放電定位圖中生成相應(yīng)的點(diǎn)，當(dāng)同一位置的局部放電點(diǎn)較密集時(shí)，即可判斷此位置存在局部放電缺陷，如圖16-11所示，橫坐標(biāo)顯示缺陷距離測(cè)試端的位置，縱坐標(biāo)顯示視在放電

24、量。圖16-11 典型電纜局放分析結(jié)果圖譜（五） 當(dāng)被測(cè)電纜由兩種及以上不同絕緣類(lèi)型電纜組成時(shí)，由于計(jì)算過(guò)程中采用脈沖平均傳播速度而可能出現(xiàn)局部放電缺陷定位誤差，此時(shí)可以分不同絕緣類(lèi)型電纜段分別定義傳播速度，從而校準(zhǔn)最終放電源。2.1.2 檢測(cè)判斷標(biāo)準(zhǔn)（一） 10kV配電電纜檢測(cè)判斷標(biāo)準(zhǔn)如表16-4所示：表16-4 10kV配電電纜檢測(cè)判斷標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)/周期投運(yùn)前正常運(yùn)行5年以?xún)?nèi)正常運(yùn)行5年以上正常100pC100pC=100pC 且 =300pC 且 =100pC=300pC=500pC（二） 35kV、110kV及以上電纜檢測(cè)判斷標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)參考表16-4的10kV配電電纜檢測(cè)判斷標(biāo)準(zhǔn)，并考慮本次檢

25、測(cè)數(shù)據(jù)與電纜出廠(chǎng)耐壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)變化量以及歷次振蕩波局部放電試驗(yàn)數(shù)據(jù)變化量進(jìn)行綜合判斷。第三節(jié) 振蕩波檢測(cè)案例分析1 振蕩波檢測(cè)發(fā)現(xiàn)電纜應(yīng)力錐安裝失效缺陷【案例經(jīng)過(guò)】被測(cè)10kV電纜全長(zhǎng)963米，兩處中間接頭位置分別在382米和540米處。經(jīng)振蕩波檢測(cè)發(fā)現(xiàn)距離一端變電站540米處的三相中間接頭都存在局部放電缺陷，A相最大放電量為2000pc，B相和C相最大放電量均為1000pc。經(jīng)電纜接頭解體分析發(fā)現(xiàn)應(yīng)力錐安裝失效是造成局部放電缺陷的主要原因?！景咐斀狻勘粶y(cè)10kV電纜2009年投運(yùn)，接頭型號(hào)為YJV22-8.7/10kV-3*240mm2，額定電壓8.7/15kV。振蕩波測(cè)試結(jié)果：A相最大放電

26、量為2000pc，B相和C相最大放電量均為1000pc，局部放電源定位結(jié)果如圖16-12所示。圖16-12 電纜局部放電檢測(cè)信號(hào)對(duì)此缺陷電纜接頭進(jìn)行了解體分析，發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題總結(jié)如下：（1）外護(hù)套沒(méi)有做防水根據(jù)3M公司中間接頭施工工藝，電纜中間接頭的內(nèi)、外護(hù)套均應(yīng)做防水處理，但實(shí)際上，該條電纜外護(hù)套未做防水，如圖16-13所示，中間接頭在長(zhǎng)期運(yùn)行后可能進(jìn)水受潮。圖16-13 外護(hù)套未做防水處理（2）應(yīng)力錐安裝失效3M公司提供的截面為3*240mm2電纜中間接頭安裝工藝見(jiàn)圖16-14所示。工藝要求兩端半導(dǎo)電斷口間距應(yīng)為250mm，實(shí)際測(cè)量約為350mm；銅屏蔽斷口間距離應(yīng)為350mm，實(shí)際測(cè)量為45

27、0mm。由于外半導(dǎo)電層剝離部分過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致應(yīng)力錐不能覆蓋剝開(kāi)的外半導(dǎo)電層斷口，使得應(yīng)力錐均勻電場(chǎng)的功能失效。為了彌補(bǔ)安裝過(guò)程中的失誤，施工單位在導(dǎo)體連接管兩側(cè)的外半導(dǎo)電層斷口至應(yīng)力錐位置纏繞半導(dǎo)電膠帶來(lái)均勻電場(chǎng)，如圖16-15所示，但由于三相纏繞的半導(dǎo)電膠帶未能將外半導(dǎo)電斷口與應(yīng)力錐進(jìn)行有效連接，其中2#電纜接頭漏出XLPE絕緣1.5cm，這樣在運(yùn)行電壓下，三相電纜中間接頭均會(huì)產(chǎn)生局部放電。圖16-14 3M公司接頭施工工藝(a) 中間接頭的初始狀況(b) 去除半導(dǎo)電膠帶的中間接頭(c) 中間接頭的測(cè)量尺寸圖16-15 應(yīng)力錐實(shí)際安裝情況基于上述解體情況，分析該電纜中間接頭局部放電產(chǎn)生原因如下：

28、 （1）中間接頭應(yīng)力錐安裝失效是產(chǎn)生局部放電的主要原因，其中2#相接頭失效情形較1#相和3#相接頭嚴(yán)重，局放檢測(cè)結(jié)果也表明A相接頭局部放電量是其余兩相的2倍。（2）電纜接頭制作過(guò)程中未做外護(hù)套防水處理，雖然不會(huì)直接導(dǎo)致電纜接頭局部放電量超標(biāo)，但可能會(huì)使電纜中間解體在長(zhǎng)期運(yùn)行后進(jìn)水受潮。2 振蕩波檢測(cè)發(fā)現(xiàn)電纜接頭制作工藝不良缺陷【案例經(jīng)過(guò)】被測(cè)10kV電纜全長(zhǎng)1743米，4個(gè)中間接頭位置分別在260米、750米、1150米和1400米處。經(jīng)振蕩波檢測(cè)發(fā)現(xiàn)755米處存在局部放電缺陷，分析確定局部放電缺陷位于750米處的中間接頭位置。經(jīng)電纜中間接頭解體分析發(fā)現(xiàn)壓接管外纏繞的半導(dǎo)電帶、電纜接頭制作工藝

29、粗糙等是造成局部放電缺陷的主要原因?！景咐斀狻勘粶y(cè)電纜額定電壓8.7/15kV，投入運(yùn)行7年。振蕩波局部放電測(cè)試結(jié)果：A相最大放電量為9100pc，C相最大放電量為3400pc，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析后得到的局部放電定位結(jié)果如圖16-16所示，電纜局部放電相位圖譜如圖16-17所示。 圖16-16電纜局部放電定位圖譜 圖16-17 電纜局部放電相位圖譜對(duì)此缺陷電纜接頭進(jìn)行了解體分析，發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題總結(jié)如下：（1）電纜接頭制作工藝粗糙在三相中間接頭的主絕緣上均發(fā)現(xiàn)劃痕，即未根據(jù)施工工藝要求進(jìn)行打磨。在電纜外半導(dǎo)電層剝切過(guò)程中，外半導(dǎo)電斷口留有尖角。電纜主絕緣切斷口留有毛刺，未經(jīng)過(guò)打磨，如圖16-18所示。

30、(a) 主絕緣劃痕(b) 半導(dǎo)電斷口有尖角(c) 絕緣環(huán)切有毛刺圖16-18 中間接頭解體情況（2）壓接管纏繞半導(dǎo)電帶產(chǎn)生放電根據(jù)中間接頭施工工藝要求，在電纜接頭壓接管外涂上絕緣混合劑后，直接將預(yù)制式冷縮中間接頭縮壓在壓接管上，從而使應(yīng)力錐與壓接管導(dǎo)體接觸形成均壓結(jié)構(gòu)。而實(shí)際中，該電纜中間接頭的壓接管上纏繞了多層半導(dǎo)電帶，如圖16-19所示，在半導(dǎo)電帶外涂上絕緣混合劑后與應(yīng)力錐接觸。半導(dǎo)電帶在涂上絕緣混合劑后變成絕緣材料，如圖16-20所示，這樣實(shí)際上就破壞了預(yù)制式冷縮中間接頭的應(yīng)力錐均壓結(jié)構(gòu)，從而形成了應(yīng)力錐半導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的懸浮點(diǎn)位，從而導(dǎo)致局部放電缺陷。圖16-19 壓接管外纏繞的半導(dǎo)電帶 (

31、a)半導(dǎo)電帶電阻測(cè)量 (b) 半導(dǎo)電帶上涂絕緣混合劑后的電阻測(cè)量圖16-20 半導(dǎo)電帶測(cè)量電阻基于上述解體情況，分析局部放電缺陷產(chǎn)生原因如下：（1）壓接管外纏繞的半導(dǎo)電帶是造成此次中間接頭產(chǎn)生局部放電缺陷的直接原因。工藝要求壓接管外不應(yīng)纏繞半導(dǎo)電帶，但該送檢接頭三相壓接管外均纏繞了半導(dǎo)電帶，半導(dǎo)電帶外涂有的絕緣混合劑使得半導(dǎo)電帶的電阻檢測(cè)顯示為絕緣材料，在實(shí)際運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生懸浮放電現(xiàn)象。（2）電纜接頭制作工藝粗糙是造成此次中間接頭局部放電缺陷的次要原因。該中間接頭主要存在主絕緣劃痕、半導(dǎo)電斷口有尖角、主絕緣切口有毛刺等工藝問(wèn)題，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，這些問(wèn)題均有誘發(fā)中間接頭產(chǎn)生局部放電缺陷的可能。參

32、考文獻(xiàn)：1 參考論文1 C Aucourt, M. Louis, After laying test of accessories of synthetic insulated cables with oscillating wave in Proceedings of the 6th International Symposium on High Voltage Engineering, New Orleans, Louisiana, 28 August - 1 September 19892 Farneti, F., Ombe llo, F., Bertani, E., Mosca, W.

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