浅析局放试验对发现电缆绝缘故障的重要性

　　摘要：局放试验可以有效反应电缆的运行状态，了解其老化程度与存在的问题，可以有效判断电缆存在的故障，是确保电缆安全、稳定运行的重要试验方法，目前电缆局放试验有多种方法，本文以对一起使用振荡波局放试验发现10kV电缆绝缘故障的案例进行介绍，分析试验过程容易产生测量干扰的原因，提出优化处置建议。

　　关键词：10KV电缆;振荡波;局放试验;绝缘故障

　　1.前言

　　随着我国电网的不断改造升级，电力电缆已经在城市电网中占据非常重要的地位。高压电缆及其附件的设计、生产、安装工艺比较复杂，中间环节较多，使电缆系统存在一些缺陷。而且，随着电缆运行时间的增长，不可避免地会产生老化现象，进而引起安全事故。电缆绝缘老化会导致局部放电的发生，局部放电试验被认为是检测绝缘缺陷发展的最有效的手段。

　　2.局部放电检测试验

　　当电缆局部区域的电场强度达到电介质的击穿场强时，就会出现局部放电。通过局部放电时产生电、光、热、声等现象，就可以检测局部放电。局部放电检测分为电信号检测和非电信号检测两大类。电信号检测法是通过测量局放放电过程中产生的电气量来判断，其优点是灵敏度高、精确度高，但是容易受外界电磁环境的影响。非电信号检测法的测试过程和结果不易受电气设备的影响，抗干扰能力强，但灵敏度低于电信号检测法。

　　局部放电检测试验包括超声波检测法、脉冲电流检测法、差分法、超高频检测法、电容耦合检测法、电磁耦合检测法、振荡波检测法、分布式局放检测方法。

　　3.振荡波局放试验发现10kV电缆绝缘故障的案例

　　2019年8月22日，某供电公司按照工作计划对110kVA站10kVAB线C开关至10kV生活区6号公用电缆分接箱D开关段10kV电缆进行电缆振荡波局放试验，成功通过试验定位电缆缺陷位置，笔者针对该项试验工作进行分析。并对测试过程若干问题提出优化策略。

　　3.1电缆振荡波电缆局放测试技术

　　局部放电是指高压设备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，不会立即形成贯穿性放电通道，因此称为局部放电，简称局放。振荡波是指频率在20-500Hz范围内，波幅按指数衰减的交流电压波。电缆振荡波测试仪通过对电缆施加振荡波电压，激发电缆缺陷部位产生局部放电，通过采集单元定位电缆缺陷部位。与传统的电缆交流耐压试验相比，电缆振荡波试验且每次加压作用时间极短，不会对电缆造成伤害，并且能够准确定位出电缆绝缘的缺陷点，便于对电缆进行检修维护。

　　3.2测试及处置过程

　　绝缘电阻测量：电缆局放试验前使用2500V兆欧表对电缆三相绝缘测量结果为：A相：225兆欧;B相：140兆欧;C相：460兆欧。电缆三相绝缘偏低，初步判断电缆处于亚健康状态。

　　电缆长度及电缆中间头位置测量：使用震荡波局放仪配套的测距仪，测得电缆全场1600米，测得3处明显的中间头位置为距测量点395米、775米以及1150米。

　　局部放电量校准：使用仪器配套的校准仪对电缆施加模拟放电量进行校准，模拟量值为1000pC以下时反射波形已经失真，说明该次试验只能对高于1000pC的局部放电进行采集定位。

　　测试数据分析，逐相进行振荡波局放试验：

　　根据测试系统自动分析，B相电缆在1倍Uo电压以上有集中局放，最大局放量高达28000pC，在局放点定位图上有集中的“点集合”，且从信号波形中可明显地分辨出一对 “入射波””与“反射波”，因此判断局放点在距离A变电站775米处，该处恰好是测距仪测得的电缆中间头位置。

　　电缆中间头解剖：对距离测试地点775米处的电缆中间头进行解剖，发现该处电缆头已严重进水，电缆中间头主绝缘有明显的放电痕迹。成功通过电缆振荡波试验发现一起电缆中间头缺陷，并准确定位。

　　3.3影响电缆振荡波局放测试的主要原因及对策

　　(1)背景噪声的干扰。在进行在测试仪加压为0V的情况下进行测试，如果测得局放量较大，证明现场的干扰较为严重。此种情况下需要分辨出有效的电缆局放出来较为困难。建议可以采取的措施有：更改接地点位置确保接地牢固，或更换供电电源，如非变频发电机、移动电源。

　　(2)校准过程中存在的问题。校准是电力电缆局部放电检测过程中的关键环节，因此对电力电缆的校准必须正确，如果校准结果不准确会造成测试结果在定位上出现偏差。在校准过程中校准波形的开始脉冲波峰应设置在80%左右的地方，在末端会有反射脉冲的出现且相 当明显，而且由两个脉冲波峰决定的传播 度必须在正确的范围之内，也就是说在交联电缆 中脉冲的传播速度为170m每微秒。

　　(3)放电信号传输衰减。电缆长度过长的时候(如超过3公里)，反射波不明显，难以识别。此时即便升压过程中出现局部放电，由于放电信号在传播过程中出现衰减，将难以捕捉到反射信号。对于电缆长度超过3公里的电缆，建议采用双端的电缆局放测试仪进行测量。

　　(4)尖端放电的影响。升压过程中由于测试线与电缆连接部位接触不良，夹具部位出现放电被测试仪采集，而非电缆缺陷产生的局部放电，容易引起误判。此时宜使用专用的试验夹具进行连接，增加测试线与电缆的接触面积。对于电缆终端有T型肘头的，需对肘型头清洁干净，使用试验拉杆引出接线，或者将T型肘头拔出再进行试验，降低尖端放电。

　　(5)数据分析的误差。数据分析中，软件提供了自动分析的功能，但其结果往往存在较大误差 。同一组数据 , 人工分析和软件自动分析得到的结果不同。在人工分析的过程中，局部放电信号的筛选尤为重要，一般来说，观察波形，入射波“高而窄”，反射波“矮而宽”，如果在同一个电缆位置出现了多个类似波形的点集合，基本可以断定采集到的是放电信号。另外，需要分析出现局部放电的加压大小，一般来说，电压越高，激发的局部放电数值越高。数据分析能力是10kV电缆局部放电检测的难点，直接决定着电缆测试的结果。因此，数据分析需由具有大量测试经验和分析技巧的工作人员进行分析，以保证数据分析的准确性。

　　(6)电缆局部放电试验的局限性。对于某些特别明显的缺陷如压接管表面误用绝缘胶带、利用振荡波电压法能有效检测出来;而对于其它一些缺陷如对主绝缘表面涂有水膜、电缆受潮等情形，利用振荡波电压法并不十分明显。此时因采用其他电缆试验方法进行补充，例如可结合串联谐振交流耐压试验、超低频交流耐压试验、电缆介损测试等试验方法开展。

　　电力论文范例：电力电缆的故障检测技术分析

　　4.结语

　　10kV电缆振荡波试验作为近年来电缆预防性试验的新技术，为了能够精确测试电缆局部放电缺陷，对测试仪器来说，在抗噪声干扰、降低信号衰减等方面需要进一步的完善，对于现场测试人员来说，试验操作技巧和数据分析能力也起着相当重要的作用。

　　参考文献

　　[1]配电电力线路试验规程，国家电网有限公司企业标准，Q/GDW 11838-2018

　　作者：杨洋