魏建祥

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)和科技水平的快速發(fā)展，電纜投入運(yùn)行后，會(huì)受到電、熱、機(jī)械和化學(xué)的作用逐漸老化。在制造中和施工中存在的微小缺陷，也會(huì)隨著運(yùn)行時(shí)間逐漸發(fā)展和惡化?；痣姀S內(nèi)一般主變進(jìn)線、啟備變進(jìn)線、聯(lián)絡(luò)變壓器出線以及重要輔機(jī)均采用高壓電纜，電纜一旦發(fā)生故障將導(dǎo)致嚴(yán)重后果。如重要輔機(jī)電纜故障將造成輔機(jī)停機(jī)，啟備變進(jìn)線電纜出現(xiàn)故障將會(huì)造成機(jī)組在失去備用電源下運(yùn)行的情況，主變進(jìn)線電纜故障會(huì)直接導(dǎo)致機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)。同時(shí)由于電纜處于電纜溝、甚至是直埋于地下，一旦出現(xiàn)問題查找和處理都會(huì)相當(dāng)困難。同時(shí)由于電纜的訂貨和更換都需較長時(shí)間，需根據(jù)長度進(jìn)行訂貨，訂貨和生產(chǎn)周期都很長，很難在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行修復(fù)。通過設(shè)計(jì)基于高頻局部放電檢測的高壓電纜帶電監(jiān)測系統(tǒng)，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)高壓電纜缺陷、判斷類別并進(jìn)行定位，便于發(fā)電企業(yè)準(zhǔn)確掌握高壓電纜健康狀況，并為電纜檢修、運(yùn)行、技術(shù)改造工作提供相應(yīng)的意見和支持，提升設(shè)備可靠性水平，降低非計(jì)劃停運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)和電量損失。同時(shí)也為發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)管理和科學(xué)、精準(zhǔn)決策做好技術(shù)數(shù)據(jù)支撐工作，提高企業(yè)設(shè)備管理效率、及時(shí)性和有效性。

關(guān)鍵詞：電纜;局部放電;帶電檢測

引言

隨著運(yùn)行環(huán)境的變化、運(yùn)行時(shí)間的增長，電纜故障逐漸增多。電纜線路發(fā)生故障概率較低，一旦發(fā)生基本就是永久性故障。但電纜線路的增多、運(yùn)行時(shí)間的增長、溫濕度的變化，均會(huì)導(dǎo)致電纜絕緣老化，甚至擊穿引發(fā)火災(zāi)，而電纜線路運(yùn)行可靠性直接影響發(fā)電側(cè)和用電側(cè)的企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。為此，在電纜線路發(fā)生故障時(shí)需快速、準(zhǔn)確、有效地找出電纜線路上的故障點(diǎn)進(jìn)行處理，以減少配電電纜故障導(dǎo)致的停電時(shí)間;還需對電纜進(jìn)行溫度、濕度的實(shí)時(shí)監(jiān)測，提前處理缺陷，預(yù)防故障的發(fā)生，提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。

1測試系統(tǒng)基本概況

本次測試的高壓電纜局部放電在線監(jiān)測與定位系統(tǒng)可廣泛用于10～500kV電纜的局部放電在線監(jiān)測與定位。在線監(jiān)測系統(tǒng)采用高頻電流傳感器方式從接地線上采樣局部放電信號，通過光纖對所有數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行納秒級授時(shí)，可實(shí)現(xiàn)對電纜局部放電在線監(jiān)測和故障點(diǎn)雙端精確定位。本次測試的高壓電纜局部放電在線監(jiān)測與定位系統(tǒng)采用脈沖電流法方式，可在電纜終端接頭、中間接頭接地線上或電纜本體上安裝高頻電流傳感器（單相電纜接地點(diǎn)每相各安裝1只，三相共體電纜接地點(diǎn)可安裝1只）。高頻電流傳感器通過雙屏蔽的同軸電纜連接至就地采集單元，信號經(jīng)降噪、濾波、識(shí)別和存儲(chǔ)，就地采集單元間通過光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和精確對時(shí)，將局部放電的幅值、脈沖數(shù)、相位、原始脈沖和到達(dá)時(shí)刻等信息送至后臺(tái)診斷平臺(tái)。后臺(tái)診斷平臺(tái)系統(tǒng)完成對局部放電信號的診斷和定位，生成相關(guān)放電圖譜和報(bào)警信息，通過61850規(guī)約或I2規(guī)約將監(jiān)測數(shù)據(jù)、報(bào)警信息、放電圖譜和定位信息發(fā)送至用戶數(shù)據(jù)中心。

2電纜局部放電帶電檢測技術(shù)的應(yīng)用

2.1超聲局部放電驗(yàn)證情況

為進(jìn)一步驗(yàn)證高頻及特高頻局部放電信號的真實(shí)性，將超聲波傳感器放置在GIS終端法蘭附近，取背景信號，然后再將傳感器分別對U、V、W三相電纜終端進(jìn)行檢測。在W相終端上檢測到了幅值約為3.5mv的，較為明顯且連續(xù)的超聲波信號，而U、V相均未檢測到異常超聲波信號，說明該信號具備工頻特性，且其內(nèi)部應(yīng)已發(fā)生局部懸浮放電。通過分析診斷，鑒于物資備貨及供電保障原因，決定一方面采取24h局部放電重癥監(jiān)測，另一方面縮短帶電檢測周期，全方位掌控電纜的運(yùn)行狀態(tài)。從各項(xiàng)監(jiān)測數(shù)據(jù)來分析，自發(fā)現(xiàn)之日起至2月中旬的局部放電數(shù)值比較大，但發(fā)展較為平穩(wěn)，2月中旬至今的局部放電量開始逐漸震蕩衰減，且變化區(qū)間波動(dòng)平穩(wěn)，其中較為嚴(yán)重的W相終端原來檢出的異常超聲信號，后期各項(xiàng)數(shù)值已無明顯激增或劣化跡象。

2.2故障定點(diǎn)檢測技術(shù)

是針對電纜實(shí)行測定時(shí)常有技術(shù)，涵蓋多種檢測技術(shù)，主要涉及音頻感應(yīng)測定技術(shù)、聲磁同步測定技術(shù)、聲測測定技術(shù)、跨步電壓測定技術(shù)、行波測定技術(shù)。音頻感應(yīng)故障定點(diǎn)檢測技術(shù)是依據(jù)人聽力為標(biāo)準(zhǔn)的測定技術(shù)，經(jīng)過研究音頻信號進(jìn)而評估電纜具有故障隱患與否，且參考電纜故障位置所發(fā)射的磁場信號，針對故障部位予以準(zhǔn)確定位及評定，進(jìn)而提升電纜故障測定效率，改善電纜故障測定效果;聲磁同步故障定點(diǎn)檢測技術(shù)是針對電磁波與聲波相結(jié)合的測定技術(shù)。此外，聲測故障定點(diǎn)檢測技術(shù)、跨步電壓故障定點(diǎn)檢測技術(shù)、行波故障定點(diǎn)檢測技術(shù)等同樣屬于多見的一些電纜故障測定技術(shù)。在開展電纜故障測定時(shí)應(yīng)參考實(shí)際狀況及測定要求，正確選用合適電纜故障定點(diǎn)檢測技術(shù)，進(jìn)而明確電纜故障出現(xiàn)位置情況。

2.3二次脈沖檢測方法

二次脈沖檢測方法是利用所產(chǎn)生的高強(qiáng)度脈沖發(fā)送到電纜故障所發(fā)生的位置，在對故障位置進(jìn)行擊穿后，增加故障位置所產(chǎn)生電弧的時(shí)間，在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)，可以對二次脈沖觸發(fā)器和電纜檢測設(shè)備進(jìn)行引發(fā)，通過這種形式就會(huì)在二次脈沖自動(dòng)引發(fā)設(shè)備啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)低壓脈沖，在故障線路上傳送，刺穿電纜。運(yùn)用檢測設(shè)備來觀察電壓波動(dòng)形狀的特征和電弧的反射波的長度，對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和計(jì)算。

2.4電壓實(shí)驗(yàn)檢測方法

對于電纜采取該方法時(shí)需開展電壓實(shí)驗(yàn)，主要測定電纜耐受電壓性能，維持電纜在較高電壓值影響下還可維持較好狀態(tài)，使電纜保證高電壓下較佳絕緣性能。針對電纜實(shí)施電壓實(shí)驗(yàn)檢測，可保證電纜絕緣層于較高電壓作用下不出現(xiàn)熱擊穿情況或電擊穿狀況，規(guī)避電纜漏電情況，減少電纜在較高電壓值影響下受損狀況。依據(jù)電壓實(shí)驗(yàn)檢測方法測定電纜耐受電壓性能情況時(shí)，針對電纜差異性厚度值絕緣層采取對應(yīng)電壓值實(shí)行影響，明確電纜在5min高電壓值影響下能否維持完好沒有受損，如電纜完好而無損則評估電纜質(zhì)量合格，表明電纜可以耐受較高電壓值。

2.4高壓電橋檢測方法

高壓電橋在電纜檢測中是運(yùn)用最為常見的故障排查技術(shù)。高壓電橋檢測方法其實(shí)是利用恒流電源擊穿電纜產(chǎn)生故障的位置，使電橋電流的流動(dòng)性較大，讓電橋線路的兩端出現(xiàn)電位差值，在平衡電橋的穩(wěn)定性的條件下測算故障產(chǎn)生的距離差。利用高壓電橋檢測方法，不僅可以擴(kuò)展電橋高阻檢查的范疇，而且還可以迅速精準(zhǔn)的測算其檢測結(jié)果。高壓電橋檢測方法的原理：電纜核心線路電阻和整條線路依據(jù)比例進(jìn)行支配的特征，能夠有效推動(dòng)高壓電橋檢測體系的構(gòu)成。

結(jié)語

輸電電纜帶電檢測應(yīng)以高頻、特高頻局部放電檢測為主，以超聲波局部放電檢測為驗(yàn)證手段，提高檢測準(zhǔn)確性。利用局部放電檢測技術(shù)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行電纜中存在的缺陷，對電纜提前進(jìn)行處理，可有效預(yù)防類似事故的發(fā)生。在輸電電纜的運(yùn)行維護(hù)中普及局部放電帶電檢測，能夠通過大數(shù)據(jù)分析，及時(shí)了解電纜運(yùn)行狀態(tài)，并能夠發(fā)現(xiàn)運(yùn)行電纜數(shù)據(jù)的異常變動(dòng)，有利于缺陷的及時(shí)消除并降低電纜故障率。

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