
振蕩波檢(jiǎn)測
局部放電(簡稱局放)是電纜絕緣劣化的征兆,也是造成絕緣劣化發展的重要(yào)原因之一,局放作為(wéi)電纜線路絕緣故(gù)障早期的主要表現(xiàn)形式,既(jì)是引起絕緣老化的主要原因,又是表征絕緣(yuán)狀況的主要特征參數,是電(diàn)力電纜運行中的一個較大的安全隱患。局部放電測量用於現場測量時,外部噪聲幹擾嚴重,測量(liàng)很困難。雖然有困難,但已有測量結果也證明值(zhí)得花時間(jiān)和代價(jià)進行局部放電的測(cè)量。特別當懷疑有缺陷或破壞或者要求保證電纜工作最大可靠性時,這是一種典型的方法。隻(zhī)要把噪聲等級降低到(dào)局部放電水平以下,測量的局(jú)部放電可以提供很多有用的診斷信息。通過觀察局部放電信號的幅度與相位以及信(xìn)號與升降壓之間(jiān)的變化關係,可以知道缺陷的形式和位置以及它們對電纜絕緣的影(yǐng)響。
其實,局部放電作(zuò)為(wéi)電纜絕緣非破壞性電氣檢驗的主(zhǔ)要項目。從50年代後期開始,世界各國紛(fēn)紛采用寬頻帶放大檢測器對電纜絕緣進行局部放(fàng)電檢(jiǎn)測。1963年,荷蘭NKF電纜廠F.H.Kreuger博士發表了(le)他1957-1960年實驗研究的論文和”局部放電檢測“一書,奠定(dìng)了局部放電(diàn)的測量技術基(jī)礎。此後,國際大電網會(huì)議(CIGRE)第21技術委員會(高壓電纜)成立了局部放電工作組,針對電纜局部放電的(de)特點(diǎn)進行確定試驗方法標準的工作。1979年德(dé)國5家主要電纜工廠同漢諾威大學西林研究所合作研究,提出了長電纜上局部放電測試(shì)的科學方法(fǎ)。1980年德國(guó)正式批準這一建議為國家標準。1982年國際電工委員會((IEC)第17工作組采納為IEC標準草案,1985年經各國IEC分委會多數表決,同意將該(gāi)草案作為電纜(lǎn)局部(bù)放電的試驗方法標(biāo)準。
1996年(nián)日本株式會社的Katsumi Uchida等人通過在電(diàn)氣設備上(shàng)製作氣隙和電樹,施加振蕩波電壓檢(jiǎn)測擊穿電壓。研(yán)究發現振蕩波電壓在這兩種(zhǒng)缺陷上的效果與交流電壓較接近。
1998年(nián)荷蘭代爾夫特理工大學的Edward Gulski等為了比較了振(zhèn)蕩波(bō)電壓和交流電壓下(xià)的局放特性,製作了不同的電纜終端缺(quē)陷進行檢測。研究發現兩者的起始放電電壓有很高(gāo)的等效性,但(dàn)是在局放量上存在一定的差異。振蕩波的頻率並(bìng)不(bú)影響其局放起始電壓,但是頻率和(hé)放電量(liàng)有很大(dà)關係,頻率越小,放(fàng)電量越大。
據目前國內外技術文獻記(jì)載,該技術采用的振蕩波電壓是一(yī)種用於(yú)交(jiāo)聯聚乙烯電纜局部放電(diàn)檢測和定(dìng)位的(de)電源,檢測時,首先通過振蕩波電路(lù)與電纜連接,產生振蕩波電壓作用於電纜。當電纜中存在缺陷時,會(huì)在振蕩波電壓的作用下,產生局部放(fàng)電,經(jīng)過(guò)電路中的局部放電檢測設備檢測放電信號,從而判斷電纜的運行狀(zhuàng)態。
2008年1月,北京電(diàn)力電纜公司吸取新加坡等國家在(zài)狀(zhuàng)態檢測方麵的成功經驗,嚐(cháng)試采用振蕩波法電纜局部放電定(dìng)位(OWTS)測試技術對配(pèi)網10kV電纜進行局部放電測試。在(zài)測試過程中,檢測發現數條電纜有嚴重局部放電現象,經過對電纜的解(jiě)剖分(fèn)析證實了這些電纜存在的不同方麵、不同程度的問題(tí),通(tōng)過對數百條電纜的(de)局放檢測情況進(jìn)行總結分(fèn)析,應(yīng)用振蕩波法對電纜局部放電進行測試並定位是一個非(fēi)常有效(xiào)的技術,而且方法操(cāo)作簡單,容易判斷。得悉北京奧運保電引(yǐn)進振(zhèn)蕩(dàng)波技術檢測配網電(diàn)纜取得不錯的效果(guǒ)後,國內電纜線路規模較大(dà)的城(chéng)市,如(rú)上海、蘇州、廣州、深圳、武漢等城市都先後跟進,在10kV配網電纜上購(gòu)置設備並組織開展,檢測出大量10kV問題接頭和電纜,及時消缺避免了很多跳閘事(shì)故。
但(dàn)目前國內僅僅開展了配(pèi)電網中壓電纜(lǎn)線路在阻尼振蕩波電壓(yā)下絕緣性能檢測與診斷的現場應用,而在高壓電纜線路上的研究與應用處於一片空白,相關的經驗和數據(jù)完(wán)全(quán)缺失(shī)。
2010年3月,武漢供(gòng)電公司(sī)與國網電科(kē)院武漢高壓研究所聯(lián)合(hé),首次在國內嚐試引進瑞士OWTS HV150係統的DAC電壓下現場測試(shì)、診斷2條110kV交聯電纜線路的絕緣健康狀況。研究分析和現場實測證明(míng),用(yòng)DAC電壓代替(tì)工頻正弦波電(diàn)壓作為試驗電壓,結(jié)合耐壓試驗、局放檢測與定位、介質損耗(hào)測量多種絕緣性(xìng)能檢測方(fāng)法,可有效覆蓋線路全(quán)長範圍內電纜本(běn)體及附件,較好地彌補了現(xiàn)有高(gāo)壓交聯電纜絕緣性能檢測手段存在的局限和不足。
2010年4月,為保障(zhàng)亞運會主網電(diàn)纜安全,廣州供電(diàn)局引進了新加坡新能源公司所有權的瑞士OWTS HV150係統進行對亞運保電幾條重要的110kV電纜進行檢測,同時進行了(le)技術交流和探討。
盡管如(rú)此,在110kV , 220kV高壓(yā)交聯電纜(lǎn)線路現場試驗和狀態檢測中,阻尼振蕩波(DAC)電壓(yā)下絕緣性能檢測的研究與應用在國內的相關經驗和數據仍相當缺乏。2011年深圳供電局采(cǎi)用OWTS (HV250)阻尼振蕩波測試技術對3回220kV及14回(huí)110kV交聯聚乙(yǐ)烯(xī)電力電纜線路進行高壓振蕩(dàng)波檢測(cè)試驗,收獲了大量現場實測數據。
IEC及世界各(gè)國都製定了相關的局部放電測試標準,通過對局部放(fàng)電的(de)檢測及時發現絕緣係統中的薄弱環節,找出故障原因,保證電力電纜質量,保障電力係統安全可靠運行。國際大電網(GIGRE)也在(zài)2009年成立了電纜及接(jiē)頭現場(chǎng)局放(fàng)檢測技術的工作組,對該方麵技術發展進行研究(jiū)梳理。
阻尼振蕩波局放檢測技術在中低壓電力(lì)電纜(lǎn)領域(yù)的應用效果,已為世人所認可(kě)並廣(guǎng)泛應用,但在110kV及以上高壓電纜領域仍(réng)是最尖端前沿的技術。瑞士Seitz公司研發成功的OWTS係統設備具備測試110kV及以(yǐ)上高壓電纜,最高輸出電壓峰值達350kV可對220kV及以下電壓(yā)等級電纜進行局放測試及耐壓實驗,在歐洲、中東、亞洲已有不少的成功案例。它具有與交流電源等(děng)效性好(hǎo),作用時間短、操作方便、易於攜帶等特點,可有效檢測交聯聚乙(yǐ)烯電纜中的各種缺陷,不會對電纜造成傷害。高壓(yā)電纜振蕩波(bō)局放
測試主要用於(yú)檢測電纜係統內部(包括電(diàn)纜本體、接頭、終端)存在的局部放(fàng)電(絕(jué)緣層中存在的(de)未擊穿的放電通道,簡稱局(jú)放。局放會在電場作用下逐漸升(shēng)級,最終轉化為擊穿故障),確保電纜處(chù)於健(jiàn)康(kāng)狀(zhuàng)態。其原理(lǐ)是通過檢測(cè)感性元件與被試電纜的高頻(pín)脈衝信
號,結合信號補償技術,達到測量並精確定位電纜線路局部(bù)放電的目的。
基於此,2011年深圳供電(diàn)局采用DAC電壓下現場測試、診斷3條220kV及14回110kV交聯電纜(lǎn)線路(lù)的絕緣健康狀況,開展了國(guó)內至今最大規模的DAC電壓下電纜局部放電檢(jiǎn)測、放電源定位和介質損耗測量等試驗(yàn)工作,為全麵了解典型高壓交聯電纜DAC測試係統(OWTS)的功能與組成,探討研究用DAC電壓代替工頻正弦波電壓(yā)作為試驗電壓的可行性,結合對(duì)比了耐壓試驗、局放檢測與定位、介質損耗測量多(duō)種絕緣性能檢測方法,初步認可阻尼振蕩(dàng)波(bō)檢測局放可比較(jiào)有效覆蓋線路全(quán)長範圍內的電纜本體及附件,較(jiào)好地彌(mí)補了現有高壓交聯電(diàn)纜絕緣性能檢測(cè)手(shǒu)段存在的局限和不足。