故障分析与反措高压XLPE电缆线路局放测试系统
应用研究
赵宇2刘青2高援利2周作春1李华春2张文新1陈平2（１.北京市电力公司100031；２.北京市电力公司电缆公司100027）
摘要高压电缆尤其是电缆接头局部放电测试技术是大家都非常关注的问题，市场上局部放电设备比较多，选择一种有效、快捷、便于现场使用的设备非常重要。本文将介绍一种高压电缆局放测试系统（PDCheck）以及该系统在北京地区的应用。Techimp公司的PDCheck实现了放电脉冲的分离识别诊断技术，通过对信号进行高速宽带采样获取信号完整的时域波形，针对不同放电及噪声间的差异提取多种信号特征，从而将不同的放电分离开来，对每一类放电进行甄别，推断出受检设备可能存在的绝缘问题，经实验室测试和现场使用，效果良好。
关键词电缆局部放电PDCheck
0引言
截至2007年底，北京市共有220kV电缆70路152公里，110kV线路486路604公里，35kV 线路94路77公里，以过去的人工计划检修方式来管理如此庞大的电缆网已经很难满足发展要求。
统计数据表明，电力设备50%以上的故障来自于绝缘故障，对电缆而言，这一比例要高得多。绝缘事故通常都是由于绝缘部件体内或体表产生贯穿性放电引起高低压间短路而导致设备烧损、爆炸及系统短路、跳闸。除雷击等偶发性因素外，贯穿性放电通道一般都是从微小的局部的放电发展而来的。北京市电力公司电缆公司早在2003年就开展了电缆局放测试的工作，在理论和经验上有了一定的积累。吸收新加坡新能源公司经验，结合北京地区多年局放研究经验，并对国内外多种局放测试方法进行认真比较后，北京市电力公司选取意大利TechImp局放测试设备进行深入分析，先安排该设备到华北电力大学电缆实验室进行测试，然后在北京高压电缆线路上进行现场试验，经测试和试用效果良好，现在已经推广使用
1电缆局部放电的产生及测量
交联聚乙稀电缆（XLPE）电缆在制造和接头制作过程中，绝缘层内部出现的杂质、微孔、半导电层突起和分层缺陷，油纸绝缘（PILC）电缆由于负荷过大或缺油导致的绝缘材料干燥和外护套被侵蚀后引起的进水，均会引起局部放电的发生。局部放电经过积累发展成电树，最终导致主绝缘的击穿[1]。如果能够在设备绝缘恶化的早期就能发现，就可防范于未然，提高系统可靠性和稳定性。
由于局放信号是在强场环境下微弱的暂态信号，放电电压低、放电量小，产生的放电电流脉冲
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也远低于电力系统中的杂散脉冲，极易被背景噪声淹没。另外，各种放电信号及干扰通过不同的途径到达传感器，传播过程中所产生的各种畸变和衰减也大不相同，故检测系统在电缆终端处采集电缆线路局部放电信号非常困难,采集到的信号容易失真,从而造成较大的测量误差,甚至得到错误的结论[2-3]。测量局部放电的方法很多，主要有：差分法，主要由日本、韩国公司采用，现场在接头表面贴金属箔和接头金属屏蔽构成电容传感器，现场使用耗时长，测试和分析需要长期专业经验；方向耦合法，由欧洲公司开发，需要在电缆接头内安装传感器，破坏密封结构，在接头制作时容易留下质量隐患，极少使用；电磁耦合法，利用高频CT从接地线和交叉互联线或电缆本体取局放信号，适合现场使用;超高频电感耦合法,是荷兰公司提出的一种利用线圈作为传感器对螺旋状金属屏蔽电缆进行局部放电在线检测的方法[9]，这种检测方法要求被测电缆金属屏蔽为螺旋带状绕制而成的，无法用于国内的高压电缆。还有超高频电容耦合法，还停留在实验室测量阶段。经过比较可以看出，以前大部分电缆局放检测试验通常仅局限在实验室内完成[4-5]，近几年一些方法开始用于实际现场的测试；电磁耦合法，利用高频CT从接地线和交叉互联线或电缆本体取局放信号，适合现场使用。本文研究分析的意大利TechImp局放测试方法就是采用电磁耦合法，利用高频CT套从接地线和交叉互联线提取信号。
2 PDCheck系统的测试原理
基于局放信号的特点，如果不能把放电信号与环境中存在的各种杂散信号分离开来，测量是不可能进行的。另外，线路的电晕放电、套管的沿面放电、旋转电极碳刷的火花放电都属于局放，但对设备的危害性却远低于绝缘内部的放电，因此要运用局放信号来诊断设备状态，必须要能在强噪声环境下检测到局放信号，并将局放信号同噪声信号区分开来，最终确定不同局放的种类，这样的测试才是有意义的，得出的结论才是全面的。
所以，分离和识别局放信号是获得有效绝缘诊断、避免错误局放评估的重要基础，但要做到这一点并不容易，尤其在局放信号比较相似或者重叠的时候。PDCheck是基于不同的放电信号会产生具有不同随机特征的脉冲这一假设的基础上，利用高频CT对放电的电流脉冲信号进行高速宽带采样获取信号完整的时域波形，针对不同放电及噪声间的差异提取多种信号特征，从而将不同的放电分离开来，在此基础上，运用模糊逻辑的方法对采集数据进行分析判断，剔除噪声干扰，分类识别
局部放电类型，达到发现运行电缆绝缘缺陷，预防电力电
缆突发性运行故障，实现状态检修的目的。
PDCheck局放测量系统如图1所示。从传感器中取
得的局放信号与低频同步信号都通过同轴电缆传入主机
内，主机对数据进行初步处理，提取波形特征，并通过
光纤、光电转换器与便携式电脑的RS232串口或USB口
通讯，将特征传到电脑，再用专门的软件进行分离、分
类及放电模式的识别。其诊断技术包括如下几个方面：
信号采集与传输、信号特征提取、噪声干扰的剔除、专
家系统识别及诊断[6-7]。
图1PDCheck系统示意图
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2.1信号的采集与传输
以往的研究表明不同局放会产生大量不同形状不同时长脉冲，脉冲的时长可以在纳秒级别（频率高达1G Hz）。为了采集到这么快速的信号，根据Nyquist准则，系统的采样频率必须比信号频率高两倍以上。鉴于局放信号的特点，采用滤波器和放大器很容易使信号原始波形畸变，影响最后结果的判断。所以，PDCheck另辟蹊径，采取高速宽带的广谱收录方式，将所有可以采集到的高频信号全部录入，在软件上实现对干扰信号的分离，这样可以最大限度上保证采集到的放电信号是最真实的。考虑到局放信号固有的统计特征及可能的局放脉冲信号的组合，评定设备状况就要有大量的信号样本，需要通过固定采样频率进行长时间的持续采样，这也需要比较大的缓存以及存储空间。
采集大量数字信号需要有非常高的采样率以避免频带混淆，为了采集到足够量的可以进行随机分析的有效脉冲信号，就需要通过一个可触发分离的在线记忆缓存系统来解决。只有当数字信号的幅值超过预设触发值的时候，系统缓存才会将它采集下来。处理器通过一个时间指针识别控制采集相似信号，并指定存储区记录下来。
PDcheck具有100MHz、1GSa/s的高速宽带采样系统以及精确的触发技术，这样的设备配置足以满足系统对PD信号的采集。一台笔记本电脑可以通过IEEE-488或者以太网实现对系统的控制。
2.2信号特征提取
传统的基于放电电流脉冲的局放检测手段是基于IEC60270标准，频带局限于10～200kHz，测量的是局放总量，最后绘出O-Q-N（放电相位－放电量－放电次数）谱图，以此进行放电种类识别，这种方法不足以获取足够的信息区分局放和噪声以及不同种类的局放，抗噪声能力较弱。
PDCheck是把局放信号的实际时间转化为等效时间，这样就可以将信号时长与信号的其它信息联系起来（比如说TF图形）。这种转化首先将局放信号标准化[8]，s(t)(t是时间)，公式（1）就是根据传统的通讯理论得出的标准化的PD信号表达式
（1）
接着，对信号特征进行计算，得到关于时间和频率的函数
（2）
（3）
公式（2）（3）是公式（1）中s(t)在时域和频域的标准偏差。S(f)是s(t)的傅立叶变换，t o是
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标准信号的时间中心，t o表达式是
（4）
上面这种转换将一个PD的信号特征转化成一些数字量，就是说数字化，这些数字量里保存了信号的时间和频率信息。同一个PD源产生的信号是十分相似的，通常采集数据中包含的信号来源不止一个，较强的噪音信号会覆盖内部PD信号，为了分离、记录信号的来源，消除干扰，系统应用模糊逻辑方法来获得PD脉冲的分类。在这张代表着不同类型脉冲特性的TF分布图中可以将不同类型的信号进行分离，对下一步的噪声分离和类型分析起着非常重要的作用。
图2测试信号的放电谱图和TF图
图2中（a）是测试得到的放电谱图，（b）是将所测的脉冲信号数字化转化后得到的时间－频率图，即TF图。在TF图中将信号分为了红色和白色两类，这样就可以在放电谱图里分别对这两类信号进行分析。
图3中（a）、（b）分别是测量信号的放电谱图和TF图。在（b）图中信号分为两类，把这两类分别选出就可以将放电谱图中不同种类的信号进行分离，如图（c）、（d）；图（e）、（f）分别为这两类信号的典型放电脉冲波形。
图3信号分离
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2.3噪声干扰的剔除
第二步中通过计算和分类，将不同特征的信号分成不同部分，这一步要做的就是在不同部分信号中将噪声信号剔除出来。对于一般的噪声信号，由于信号的随机性，它的相位与外加电压的相位没有必然联系，这点在局放谱图里表现的十分明显，就是代表这些噪声脉冲的点散布在所有时间段上，没有任何规则，我们在分类后可以很容易将这类噪声信号剔除出来。另外一种噪声信号是固定在某一个或者某几个相位上，它们有着相对固定的相角，例如AC/DC整流器。这种重复出现的周期性的出现在同一相位的信号谱图也可以通过傅利叶变换得到。在TF图中选取不同部分，观察其放电谱图，就可以找出其中的噪声信号。
图4就是在放电谱图中利用TF图将噪声信号从放电信号中剔除的例子，其中红色的为噪声信号，白色的为内部放电信号。
图4噪声干扰的剔除
2.4专家系统识别及诊断
放电信号类型识别的目的就是准确找出局放信号的局放源，判断其危害性。从原理上讲，采集信号的样本越多，分析结果越准确，然而由于各种噪声和局放源都在持续发射着脉冲信号，信号过多会导致信号的重叠，导致信号难以分离。所以，采集信号的数量只要能够保证提取完整的信号特征就可以了。
当信号分离后，局放信号可以通过统计学计算得到标准参数（IEC60270中定义的）和局放脉冲的分布参数（与脉冲的数量、相位和幅值有关），这些参数可以帮助鉴定信号的类型。
PDCheck系统配备一个功能强大的专家识别系统，在这个系统中包括了一个庞大的局放波形特征数据库，对每一个放电脉冲波形分析软件按照一定步骤提取几十种放电特征，再将其放电特征与专家库中的放电“指纹”相比较，运用模糊逻辑的方法，判断被测放电类型与已知放电类型的相似性，从而得出相应判断结论。一般来说，一个信号的识别可以分为两级，第一级首先判断
局放类型，主要分为内部放电、表面放电和电晕放电，如果数据类型不明确，系统会认为是无效数据。这一步的判断是通过分析放电信号的随机特征得到的。在代表信号特征的参数里，只有非常恰当的、准确的信号特征才能被定义为该类信号的特征数据库，判断时根据测试信号的特征参数与数据库中的参数进行比对得到判断结果。
二级识别功能是进一步对局放的类型进行判断。例如，一个局放缺陷在一级识别中被判断为内部放电，二级识别则可以判断该缺陷离高压电极近还是离低压电极近；在一级识别为噪声或无效数据时，二级识别会说明产生此结果的原因。这些信息对判断放电信号的危险性起着重要作用，利于我们判断该类型放电对绝缘系统危害的大小。
图5是判断局放类型的两组参数，Weibull形状参数（即Beta因素）和相角分布参数（即Hn因素），通过将测试信号参数与数据库的比较得到不同的放电类型。
图6放电信号类型鉴定实例
图5Weibull形状参数和相角分布参数
图6是一组测试实例，在图6（a）中，我们发现放电信号很难区分开，而在图6（b）中信号可以分为三个部分，图6（c）是TF图里白色的部分，认定为70％内部放电和30％表面放电，第二级识别认为放电主要是内部分层导致的。另外两个局放谱图（图6（e）和图6（g））都认为是无效数据，说明这些放电的参数在专家数据库中没有相对应的类型。
3 实例分析
PDCheck作为便携式仪器进行局放测量的基本操作非常简单，只需将高频CT卡在被测相接地线上，同步信号线圈卡在被测相电缆本体上，并把主机通过网线（或者光纤）与笔记本电脑相连，接线就完成了。采集数据是通过调整测试系统的满刻度、触发电压以及显示时长把所需的广谱信号全部采集进来，以备分析。下边是在实验室和实际现场的测试结果。
（1）实验室测试
对一个内置缺陷110kV电缆中间接头加压，图7是当电压升高到30kV时的放电谱图，从图中可以看到信号大致分为两类，一类是分布在一、三象限的包罗状的放电信号，另一类是分布在所有时间段上的干扰信号。
图7加压为30kV时的放电谱图图8加压为30kV时的特征谱图
图8是对分类谱图的波形进行特征提取后的特征谱图，在特征谱图上信号明显分为四类，对每一类信号进行分析。绿色信号是与相位无关的干扰信号，最大幅值不超过10mV，判断为噪声；紫色信号在分离之前湮没在绿色的噪声信号中，不分离很难发现和识别，经过分离后判断为第三象限的内部放电信号，最大幅值不超过10mV；蓝色信号是分布在一、三象限的明显的内部放电信号，频率在5－9MHz，最大幅值不超过50mV，与紫色信号相比，虽然同为内部放电信号，但两种放电信号的波形是不一样的，即为两个放电源所产生的；红色信号是随机杂散的脉冲噪声信号，由于相位与蓝色放电信号和绿色噪声信号重合，不分离是不可能发现识别的。测试后，经实验室证实，该接头中内置了一处电树枝缺陷，另一个内部放电的信号源应由之前电压加压击穿后应力锥表面所留下的划痕造成。
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（a）绿色信号（b）紫色信号
（c）蓝色信号（d）红色信号
图9 信号分离后四类信号的分类谱图
（2）实际现场测试
在某实际运行中的35kV出线B相交联聚乙稀电缆终端，从接地线上采集信号，获得放电谱图，如图10所示：
图10放电谱图图11在特征谱图上对信号进行分类
从放电谱图上可以看出，实际现场测得的信号比较复杂，提取信号特征后得到放电特征谱图，在特征谱图上对信号进行分类，选出分布在一、三象限的放电信号。
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特征谱图右侧灰色部分的放电谱图、放电波形及频谱图如图12所示。此类信号幅值不超过500mV，主要分布在5－10MHz频段范围内，信号脉冲波形为负放电，初步判断该信号为来自被检测相电缆接头内部的局放信号，专家系统判断该信号为表面放电。
（a）放电谱图（b）放电波形图
（c）频谱图
图12灰色信号放电谱图、放电波形图和频谱图
图13专家系统自动识别结果
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图14是是特征谱图左侧红色部分的放电谱图、放电波形图和频谱图。这类信号幅值不超过250mV左右，分布在1－3MHz频段范围内，信号脉冲为正放电，是与第一类信号不同放电源的局放信号，由于信号的频段较低，信号源应该不是被测电缆接头上，而是外部放电信号从远端传来。另外两种信号均为随机杂散的脉冲噪声信号，在此不再列出。
（a）放电谱图（b）放电波形图
（c）频谱图
图14红色信号放电谱图、放电波形图和频谱图
图15专家系统自动识别结果
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4 结论
（1）PDCheck利用放电脉冲的分离识别诊断技术，将噪音信号与局放信号实现有效分离，可以有效去除噪音干扰，避免噪音淹没局部放电信号的现象，还可以实现不同局放信号有效分离，从而在线准确检测到电缆接头中的局放信号，判断放电类型，确定电缆绝缘缺陷。
（2）采取高速宽带的广谱收录方式，将所有高频信号全部录入，在软件上实现对干扰信号的分离，这样同时可以测量电缆接头还可以测量接头两侧各约500米长度的电缆本体，实现电缆线路全线路测量的目标，而且可以最大限度上保证采集到的放电信号是真实性，避免部分局放信号遗漏造成误判。
（3）专家识别系统数据库完善、功能强大、使用方便，可以帮助操作人员进行有效判断，大大降低了局放测试对操作人员的技术经验要求。
（4）采用高频CT从接地线和交叉互联线采样的方法，简单易行，测试时间短，与强大的专家系统结合起来适合操作人员现场测试。
参考文献
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作者简介
赵宇（1983-），男，工学硕士，助理工程师，毕业于西安交通大学电气工程及其自动化专业，从事高压电缆状态监测技术工作。联系电话：（010）63677637 ；E-mail：zhaoyu107@https://www.doczj.com/doc/5b5824878.html,
周作春（1973-），男，高级工程师,北京市电力公司生产技术部电缆主管，主要从事高压电缆生产技术管理工作。联系电话：（010）63121767，E-mail：zhouzuochun@https://www.doczj.com/doc/5b5824878.html,
李华春（1971-），男，工学硕士，高级工程师，北京市电力公司电缆公司副经理，主管高压电缆运行、技术、状态监测工作。联系电话：（010）63677771；E-mail：lhc92@https://www.doczj.com/doc/5b5824878.html,
张文新（1966-），男，高级工程师,北京市电力公司电缆专业首席工程师，主要从事电缆技术工作，联系电话：（010）63678137；E-mail：zwx@https://www.doczj.com/doc/5b5824878.html,
试验过程 1、闭上总电源开关、闭上控制电源开关。 2、确认屏蔽室大门已关闭，系统处于通电状态。 3、根据电缆长度和截面，选择好适当的电抗器，高压抽头。当电抗器内电动切换抽头开关已处于完毕定（流）状态时，蜂鸣器应停止声响，表明高压抽头已就绪。 4、选择合适的电压测量量程。 5、检查“调谐速度”，将它调整到最大值的约30%。 6、接通高压电源主回路。 7、升压，以升高“励磁变压器的输出电压”直到所需试验电压值的1%处，例如：试验电压为10KV，那么励磁变压器的输出电压即为0.1KV。 8、在该励磁电压下，调节高压电抗器间隙位置，使试验回路达到谐振。应注意高压输出电压，输出值达到最高时，说明回路已达到谐振状态。 9、当试验回路处于谐振状态时，再按下“升压”按钮以升高输出电压至试验电压值。 10、当试验时间到，按下“降压”按钮，降低输出电压至最小值，再按下“高压分”按钮，试验系统便切断回路高压电源。注意：切勿在试验电压很高情况下直接按下“高压分”按钮，以防造成试品击穿。 11、试验结束后，断开调压器上的“空开”，必要时应断开整个设备电流的进线开关，以保证操作人员的安全。 试验前准备工作： 剥电缆头：1）半导体屏蔽剥（10kV）100~150mm长，（35kV）剥500~700mm长；要求：剥切口要光滑，不允许有尖端点。2）屏蔽铜带剥切长度要比半导体屏蔽长约100mm。3）铠装钢带要剪平并清理干净。 变压器油（氟里昂）准备：过滤、干燥，击穿场强应在40KV 以上。 注意事项：1、做试验时不能随意开操作室的门和窗，此时，如有放电，将会出现滤电的现象，导致出现误导数据。2、试验电缆两端都应浸入到油杯中，高压引到电缆上的叫近油杯，油杯内有弹性铜针。另一短为远油杯，无弹性铜针。3、油要浸过半导体屏蔽约5~10mm，以免放电，远油杯端电缆端部要离油杯底部约10mm。
高压电缆试验方案
麻栗坡县雅郡上苑小区配电工程高压主进线电缆试验方案 编制人：杨会美 审核人：吕明礼 编制日期： 09月07日 云南嘉佑电力工程有限公司
一、工程概况： 本工程为麻栗坡县雅郡上苑小区高压主进线电力电缆试验，10kV电力电缆的绝缘种类为交联聚乙烯绝缘，型号为ZR-YJV22-8.7/15KV-3×300。 二、施工依据： 1、GB50150-91《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 2、DL5009.1- 《电力建设安全工作规程》 三、主要工器具： 2500V兆欧表一只； 30-75谐振式耐压装置一套； 干湿温度计一只；刀闸开关； 试验用联接线；保险丝； 塑料带；放电棒； 警戒绳等； 四、施工作业方案： 电力电缆施放就位，电缆两端的电缆头制作完毕，电缆头表面清洁无杂物，监护人员到达指定位置后方可进行试验准备及工作。 五、工艺流程：
六、施工注意事项： 1、试验前充分学习本措施，并严格按本措施施工。 2、试验前使用仪器、仪表必须经校验合格，试验时应检查设备完好。 3、试验前应熟悉所用仪器设备。 4、耐压过程中应注意仪器及电缆情况，如有异常现象应立即降压并切
断电源。 5、试验时，不可冲击合闸，升压速度不可太快，以免充电电流过大损 坏试验设备。 6、应记录试验时的温度和相对湿度，相对湿度不应大于85%，温度应 高于5℃。 7、试验时应及时作好记录。 七、安全注意事项： 1、进入施工现场正确佩戴好安全帽。 2、试验区域应拉设警戒绳，并悬挂“止步，高压危险”的警示牌。 3、所用仪器外壳接地应可靠，保护仪器及人身安全。 4、试验时专人接溿，专人操作，专人监护，分工应明确。 5、每次升压前要确认无关人员及工作人员已离开危险区。 6、试验过程中如发生异常现象，先切断电源，并用放电棒充分放电后，方可进行处理。 7、试验全过程，电缆两端均有人监视，保持通讯畅通。出现问题及时联系。 8、试验完毕后的电缆经过一段时间的自放电且经过适当的放电棒进行 放电后，才可拆除接线。 9、试验过程中，应正确穿戴绝缘手套、绝缘靴等防护用品。 10、耐压试验严格执行《电气设备耐压试验》安全措施。 八、安全风险分析及其控制措施
系统功能 ●能检测放电量、放电相位、放电次数等基本局部放电参数， 并可按照客户要求，提供有关参数的统计量。 ●最小测量放电量：5mV；表贴电极传感器的频率范围： 800kHz～500MHz；电感传感器的频率范围为500kHz～20MHz；放电脉冲分辨率：10μs。 ●能显示工频周期放电图、二维（Q-φ,N-φ,N-Q)及三维 （N-Q-φ)放电谱图。 ●可记录测量相序、放电量、放电相位、测量时间等相关参 数，可提供放电趋势图并具有预警和报警功能，可对数据库进行查询、删除、备份及打印报表等。 ●系统能够识别常见现场放电信号类型：如电晕放电、被测 电缆外部的放电、内部的放电。 ●系统应有录波功能，保存原始测试数据，及回放测试状态 时原始数据，三相电缆交叉互联下可进行放电源判相，以便离线后能清楚分析原始数据。 系统特点 ●抗干扰能力强，系统采用宽频带检测技术，应用双传感器 定向耦合脉冲信号并利用宽频差动电流脉冲时延鉴别法进行在线的干扰抑制，以剔除最难消除的随机脉冲型干扰
（发明专利）；再加上设置阀值电压、小波分析等其他综合抗干扰措施，使测量结果准确可靠。 ●采用虚拟仪器技术，将硬件模块与计算机结合，利用 LabVIEW编写软件，通过界面操作，实现各种功能，并便于进一步开拓。 ●电缆接头在线检测系统分布式结构，即电缆接头局放信号 通过分布在各个监测点的高速采集模块对信号进行选通、放大、采集，转换成数字信号，经过局域网TCP/IP通信协议，把数据传送到数据服务器，由数据服务器统一对信号进行计算、分析操作。 ●本监测方法可根据用户要求应用于在线监测或便携式带 电检测。 软件界面
高压电缆局放在线监测系统 设计方案 福州亿森电力设备设备有限公司 2016年9月
摘要：在XLPE电缆投入运行后，由于绝缘的老化变质、过热、机械损伤等，使得电缆在运行中绝缘裂化，为了防止由于绝缘劣化造成电缆运行事故，需要对电缆的运行状态进行即时监测，监测系统控制着电缆及其附件的质量。局部放电是目前比较有效的在线监测方法，局部放电检测目前相应有电磁耦合法、超高频法和超声波法、光学测量法等，本文将着重论述这些方法各自的优势与不足，同时对目前发展起来的PD混沌监测方法进行讨论。 关键词：XLPE电缆；在线监测；局部放电；混沌法 0引言 随着电力系统的飞速发展以及旧城改造工程的进行，电力电缆在电力网络中的应用愈发广泛。电力电缆的基本结构包括线芯、绝缘层、屏蔽层和保护层四个部分。其中线芯即导体，是电力电缆中传输电能的部分，是电缆的主要结构。绝缘层将线芯与外界电气上隔离。屏蔽层包括导体屏蔽层和绝缘屏蔽层，一般存在于15kV及以上电缆中。保护层是用来防止外界的杂质和水分的渗入和外力的破坏[1]。 电力电缆按照电压等级分类有低压电缆(35kV及以下输配电线路)、中低压电缆(35kV及以下)、高压电缆(110kV及以上)、超高压电缆(275～800kV)、特高压电缆(1000kV及以上)。 按照绝缘材料电力电缆可以分为塑料绝缘电缆和橡皮绝缘电缆。其中油纸绝缘电缆应用历史最长。它安全可靠，使用寿命长，价格低廉。主要缺点是敷设受落差限制。塑料绝缘电缆主要用于低压电缆，常用的绝缘材料有聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯。橡皮绝缘电缆弹性好，适合用于移动频繁弯曲半径小的敷设地点。 我国早期使用的多是油纸绝缘电缆，但自1970 年以来，交联聚乙烯(XLPE)电力电缆得以广泛应用，并逐渐取代了油纸绝缘电缆的地位。XLPE电缆电气性能优越，具有击穿电场强度高、介质损耗小、载流量大等优点因而得到了广泛的应用。 在线检测电缆故障的方法有很多，如直流分量法、损耗电流谐波分量法、局部放电法等，其中，局部放电法是目前用于现场比较有效的在线检测方法。XLPE电缆发生局部放电时一般会产生电流脉冲、电磁辐射、超声波等现象，根据检测物理量的不同，局部放电检测相应有电磁耦合法、超高频法和超声波法等，其中，电磁耦合法由于传感器灵敏度高、安装方便，且与电缆无电气连接，是目前应用最为广泛的一种方法。 本文主要论述了XLPE电缆局部放电在线监测的一些基本方法的优势与缺陷，并对电缆局部放电的混沌监测方法进行了讨论[2]。 1 PD在线监测的意义以及技术 难点 局部放电，是绝缘介质中的一种电气放电,这种放电仅限制在被测介质中一部分且只使导体间的绝缘局部桥接，这种放电可能发生或可能不发生于导体的邻近。电力设备绝缘中的某些薄弱部位在强电场的作用下发生局部放电是高压绝缘中普遍存在的问题。虽然局部放电
10kV电力电缆 阻尼振荡波局部放电检测试验方案 （试行）
10kV 电力电缆振荡波局部放电检测试验方案 一、试验标准和目的 根据要求，通过现场试验，在不损害电缆本体绝缘的情况下检查10kV 电缆的绝缘状况及其内部局部放电情况，以对其绝缘进行评估。 二、试验仪器 ONSITE MV 10 型电缆振荡波局放检测系统 三、试验内容 10kV 电缆振荡波局部放电检测基本原理如图1所示： 图1 电缆振荡波局放测试原理 用交流电源将被测试电缆在几秒中内充电至工作电压(额定电压)。实时快速状态开关S 闭合，将被测电缆和空心电感构成串联谐振回路，回路开始以的频率进行振荡。空心电感值根据谐振频率的要求进行选择，频率范围5O ～1000Hz ，相近于工频频率。图1中的中压电路一般具有相对低的介质损耗角的特点，与具有低损耗的空心电感相配，可得到具有高品质因数的谐振回路。回路品质Q 一般为30～100，振荡波以谐振频率在0.3～1s 内衰减完毕，这一过程只有几十分之一周波，并对被测试电缆充电，与50Hz(60Hz)时局部放电非常相似。 振荡波所产生的局放脉冲符合lEC60270推荐值，局放脉冲定位可由行波方法完成，进而生产电缆故障图，电缆电容C 和δtan 值可通过振荡波的时间和频率特性来计算。 LC f π2/1=
1、被测电缆要求及测试前准备 1）局放测试前，将电缆断电、接地放电，两端悬空，布置好安全围栏； 2）尽量将电缆接头处PT、避雷器等其它设备拆除； 3）电缆头擦拭干净，电缆头与周边接地部位绝缘距离足够； 4）收集电缆长度、型号、类型、投运日期等电缆参数； 5）电缆长度L：电缆一侧测量方式：50m≦L≦6km； 电缆两端测量方式：L＞6km。 6）测试用电缆用发电机、10KV放电棒、接地线、220V电源插盘。 2、振荡波局部放电试验 2.1 电缆局放校准。 采用ONSITE MV 10型电缆振荡波局部放电测试和定位仪，图2所示为校准界面： 图2 局放校准界面 测试要求： 1）将局放校准仪连线的接线端分别夹在被测电缆的线芯和屏蔽上； 2）注意在高压测试开始时将校准器连线拆除； 3）局放校准仪的输出频率设定在100Hz； 4）校准区间从100pC～100nC均要校准。
开关柜局部放电在线监测系统 技 术 资 料 福州亿森电力设备有限公司
开关柜局部放电在线监测系统简介 前言： 高压开关柜是使用极广且数量最多的开关设备。由于在设计、制造、安装和运行维护等方面存在着不同程度的问题，因而事故率比较高，在诸多性质的开关柜事故中，绝缘事故多发生于10千伏及以上电压等级，造成的后果也很严重。特别是小车式开关柜，绝缘事故率更高，而且往往一台出现事故，殃及邻柜的现象更为突出。因此，迫切需要对开关柜实行状态检修，对设备运行状况进行实时在线监测，根据设备的运行状态和绝缘的劣化程度，确定检修时间和措施，减少停电时间和事故的发生，提高电力系统运行的安全可靠性及自动化程度。 高压开关柜的绝缘故障主要表现为外绝缘对地闪络击穿，内绝缘对地闪络击穿，相间绝缘闪络击穿，雷电过电压闪络击穿，瓷瓶套管、电容套管闪络、污闪、击闪、击穿、爆炸，提升杆闪络，CT闪络、击穿、爆炸，瓷瓶断裂等。
各类绝缘缺陷发展到最终击穿，酿成事故之前，往往先经过局部放电阶段，局部放电的强弱能够及时反映绝缘状态，因此通过在线监测局部放电来判断绝缘状态是实现开关柜绝缘在线监测和诊断的有效手段。 本系统采用声电联合检测方法，即通过同时检测局部放电产生的暂态对低电压（TEV，国内俗称地电波）和超声波信号实现对开关柜绝缘状态的监测。 一、局放产生 局部放电，是绝缘介质中的一种电气放电，这种放电仅限制在被测介质中一部分且只使导体间的绝缘局部桥接，这种放电可能发生或可能不发生于导体的邻近。电力设备绝缘中的某些薄弱部位在强电场的作用下发生局部放电是高压绝缘中普遍存在的问题。虽然局部放电一般不会引起绝缘的穿透性击穿，但可以导致电介质（特别是有机电介质）的局部损坏。若局部放电长期存在，在一定条件下会导致绝缘劣化甚至击穿。对电力设备进行局部放电试验，不但能够了解设备的绝缘状况，还能及时发现许多有关制造与安装方面的问题，确定绝缘故障的原因及其严重程度。因此，对电力设备进行局部放电测试是电力设备制造和运行中的一项重要预防性试验。 基于对发生局部放电时产生的各种电、光、声、热等现
https://www.doczj.com/doc/5b5824878.html, 高压电力电缆局放测试的方法 高压电力电缆局放测试的方法首先是交流耐压试验电源处理，交流耐压试验电源处理用到的装置是串联谐振 1、交流耐压试验电源处理 高压电缆交流耐压采用的是变频谐振装置产生试验电源，变频柜是装置的核心部件，变频柜通过晶闸管的整流和逆变获取试验所需的频率，在电源变换过程中引入了大量的高频脉冲电流成份。
https://www.doczj.com/doc/5b5824878.html, . 变频谐振系统输出的电源不能直接作为电缆局放试验的电源直接施加于被试对象进行局部放电测试，必须采取有效措施对试验电源进行预处理，通过设置串联电抗、防晕导线、均压环进行对试验电源质量进行改善，其电气原理所下图所示。 . 2、电缆终端局放测试回路 电缆终端的局放测试回路如下图，当被试电缆内部发生了局部放电时，耦合电容瞬时对电缆终端充电，形成高频的脉冲充电电流波形，脉冲电流的幅值、发生的频度反映了电缆
https://www.doczj.com/doc/5b5824878.html, 内部局部放电的严重程度，通道1、通道2两个传感器将局放信号传送至局放诊断系统进行分析处理。 . 在电缆的中间接头，测试原理如图所示，一侧电缆的铠装与电缆导体之间存在电容Ca，另一侧电缆的导体与铠装之间存在电容Cb，如果在电缆的中间接头发生局部放电，那么形成两个电容C1和C2，此时Ca和Cb就会通过导体向C1和C2充放电，从而形成局放电流回路，在两侧电缆屏蔽层桥接一个高频低阻的电容臂C0和高频电流传感器，就可以检测到局放的脉冲电流信号。 .
https://www.doczj.com/doc/5b5824878.html, . 3、高压电缆局放测试的技术难点 a) 测试系统灵敏度要求高 高压电缆发生局放时产生的脉冲信号微弱，要求传感器及测试系统有相当高的检出灵敏度。 b) 现场干扰因素复杂 在现场实施电缆局放试验时干扰信号会严重影响电缆局放的检测和诊断，主要有临近试验现场的运行设备产生的电晕或者局部放电信号、交流耐压试验装置自身的局部放电信号、交流耐压试验回路的引线产生的电晕信号三个方面的因素。 因此甄别并排除干扰信号、提取有效的信息并根据其特征诊断电缆的绝缘状态是一项具有挑战性的技术难题。 c) 对测试人员的要求高 高压电缆局放的信号主要集中在0-30MHz范围内，信号频带较宽，加上现场存在一定的干扰信号，测试人员通过信号抑制、识别、分类、提取、判断等技术手段，准确的解析复杂的电子信号成份实现电缆的状态诊断。这项技术要求测试人员熟练使用示波器、频谱仪、滤波器等电子设备，并具备高频电子信号分析判断能力。u d) 国家标准及行业标准没有明确的指引 高压电缆局放测试是目前国内比较新的技术应用课题，国内仅有北京供电局进行过类似尝试，佛山局在这一技术领域走在了国内前列。 4、局放诊断判据
电缆耐压试验 1.电缆串联谐振试验装置采用调节电源的频率的方式，使得电抗器与被试电容器实现谐振，在被试品上获得高电压大电流，是当前高电压试验的一种新的方法和潮流，在国内外已经得到广泛的应用。电缆串联谐振试验装置采用了专用的SPWM数字式波形发生芯片，频率分辨率16位，在20~300Hz时频率细度可达;采用了正交非同步固定式载波调制方式，确保在整个频率区间内输出波形良好;功率部分采用IPM模块，在最小重量下确保仪器稳定和安全 组成部件 电缆串联谐振试验装置由调频调压电源、励磁变压器、电抗器、电容分压器组成 主要用于 高压交联电缆的交流耐压试验; 2. 6kV-500kV变压器的工频耐压试验 ; 和SF6开关的交流耐压试验 ; 4.发电机的交流耐压试验 5.其它电力高压设备如母线，套管，互感器的交流耐压试验。 原理 我们已知，在回路频率f=1/2π√LC时，回路产生谐振，此时试品上的电压是励磁变高压端输出电压的Q倍。Q为系统品质因素，即电压谐振倍数，一般为几十到一百以上。先通过调节变频电源的输出频率使回路发生串联谐振，再在回路谐振的条件下调节变频电源输出电压使试品电压达到试验值。由于回路的谐振，变频电源较小的输出电压就可在试品CX上产生较高的试验电压。 技术参数 *工作电源;220V/380V,50HZ *试验容量:30-30000KVA
*试验电压:1000KV及以下 *谐振频率范围:20-300Hz *试验电压波形:正弦波波形畸变率小于等于% *试验电压冷确度:1级 *频率调节: *保护响应时间 :小于1微秒 *系统具有过电压保护、过电流保护、放电保护、击穿跳闸保护、过热保护。 产品的别称 变频串联谐振耐压试验装置、调频串联谐振耐压设备、工频谐振试验装置、变频串联谐振试验变压器、变频串联谐振试验系统、变频串联谐振耐压试验仪、电缆交流耐压试验装置、串联谐振装置、串联谐振耐压设备、GIS耐压试验装置等 技术特点 *通过国家权威部门--电力工业电气设备质量检验测试中心(武汉高压研究所)严格的型式试验鉴定，质量可靠，确保试验人员、被试品和试验设备本身的安全; *便携式交流工频耐压仪(由干式试验变压器、控制箱两部分组成)体积小，重量轻;，结 构简单、可靠性高;可方便在现场使用。 * 变频串联谐振耐压试验装置由变频电源、励磁变压器、电抗器和电容分压器组成: 体积小，重量轻，特别适合现场使用;结构复杂、接线繁多、成本高;
上海宜商实业发展有限公司 电缆终端接头局部放电及护套环流在线监测 系统 技术方案
目录 一、概述 (2) 二、国内外现状和发展趋势 (3) 三、系统指标及功能 (3) 1．技术指标 (3) 2．系统功能特点 (4) 四、技术方案 (4) 1．系统结构图 (4) 2．前端采集单元介绍 (5) 五、现有工作基础、装备水平及实验测试能力 (11) 六．售后服务及培训 (11)
一、概述 由于交联聚乙烯（XLPE）电缆具有绝缘性能好、易于制造和安装方便、供电安全可靠、有利于美化城市等优点，在60年代初问世以来的40余年中得到了迅速发展。在中低压领域几乎替代了油浸纸绝缘电缆，并已在高电压等级中使用。近十年来，我国城市电网中大量采用XLPE电力电缆输配电。但是这种电缆的绝缘结构中往往会由于加工技术上的难度或原材料不纯而存在气隙和有害性杂质，或者由于工艺原因，在绝缘与半导电屏蔽层之间存在间隙或半导电体向绝缘层突出，在这些气隙和杂质尖端处极易产生局部放电（PD），同时在电力电缆的安装和运行过程当中也可能会产生各种绝缘缺陷导致局部放电。由于XLPE等挤塑型绝缘材料耐放电性较差，在局部放电的长期作用下，绝缘材料不断老化最终导致绝缘击穿，造成严重事故。 我公司生产的电缆接头局放测量系统已应用到国内多个供电局，因该系统结构复杂、成本较高，所以目前主要是便携式的带电监测方式应用。经过多年的技术积累，我们已完成对国内近千个110KV、220kv、330KV电缆接头的带电检测。通过对这些数据的对比分析，发现电缆接头处的局放水平与监测的脉冲幅值有密切的联系；在此基础上，拟对原有的局放测量系统进行简化设计，只以接头处接地线上的脉冲幅值大小和接地电流值所为主要监测参量，进行实时监测，从而以较低成本，并有效方便的实现对电缆接头局放水平的在线监测。 当电缆线芯中有电流流过时，将会使金属护套上产生感应电势。在护套开路时，这个感应电势可能会很大，有时不但会危及人身安全，还会击穿金属护套的外护层，尤其是电缆线路发生过电压及短路故障时, 在金属护套上会形成很高的感应电压, 使电缆外护套绝缘发生击穿, 故应在金属护套的一定位置采用特殊的连接方式和接地方式这些不同类型的接地电流成分不仅可以反映电力电缆金属护层自身的状态，也可以反映主绝缘的品质状态（如老化以及缺陷等）引起的局部放电在内的多类故障。
交流高压电缆局部放电的在线监测 陈敬德，1140319060；指导老师：李旭光 （上海交通大学电气工程系，上海，200240） 摘要：在XLPE电缆投入运行后，由于绝缘的老化变质、过热、机械损伤等，使得电缆在运行中绝缘裂化，为了防止由于绝缘劣化造成电缆运行事故，需要对电缆的运行状态进行即时监测，监测系统控制着电缆及其附件的质量。局部放电是目前比较有效的在线监测方法，局部放电检测目前相应有电磁耦合法、超高频法和超声波法、光学测量法等，本文将着重论述这些方法各自的优势与不足，同时对目前发展起来的PD混沌监测方法进行讨论。 关键词：XLPE电缆；在线监测；局部放电；混沌法 0引言 随着电力系统的飞速发展以及旧城改造工程的进行，电力电缆在电力网络中的应用愈发广泛。电力电缆的基本结构包括线芯、绝缘层、屏蔽层和保护层四个部分。其中线芯即导体，是电力电缆中传输电能的部分，是电缆的主要结构。绝缘层将线芯与外界电气上隔离。屏蔽层包括导体屏蔽层和绝缘屏蔽层，一般存在于15kV及以上电缆中。保护层是用来防止外界的杂质和水分的渗入和外力的破坏 [1]。 电力电缆按照电压等级分类有低压电缆(35kV 及以下输配电线路)、中低压电缆(35kV及以下)、高压电缆(110kV及以上)、超高压电缆(275～800kV)、特高压电缆(1000kV及以上)。按照绝缘材料电力电缆可以分为塑料绝缘电缆和橡皮绝缘电缆。其中油纸绝缘电缆应用历史最长。它安全可靠，使用寿命长，价格低廉。主要缺点是敷设受落差限制。塑料绝缘电缆主要用于低压电缆，常用的绝缘材料有聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯。橡皮绝缘电缆弹性好，适合用于移动频繁弯曲半径小的敷设地点。 我国早期使用的多是油纸绝缘电缆，但自1970 年以来，交联聚乙烯(XLPE)电力电缆得以广泛应用，并逐渐取代了油纸绝缘电缆的地位。XLPE电缆电气性能优越，具有击穿电场强度高、介质损耗小、载流量大等优点因而得到了广泛的应用。 在线检测电缆故障的方法有很多，如直流分量法、损耗电流谐波分量法、局部放电法等，其中，局部放电法是目前用于现场比较有效的在线检测方法。XLPE电缆发生局部放电时一般会产生电流脉冲、电磁辐射、超声波等现象，根据检测物理量的不同，局部放电检测相应有电磁耦合法、超高频法和超声波法等，其中，电磁耦合法由于传感器灵敏度高、安装方便，且与电缆无电气连接，是目前应用最为广泛的一种方法。 本文主要论述了XLPE电缆局部放电在线监测的一些基本方法的优势与缺陷，并对电缆局部放电的混沌监测方法进行了讨论[2]。 1 PD在线监测的意义以及技术 难点 局部放电，是绝缘介质中的一种电气放电,这种放电仅限制在被测介质中一部分且只使导体间的绝缘局部桥接，这种放电可能发生或可能不发生于导体的邻近。电力设备绝缘中的某些薄弱部位在强电场的作用下发生局部放电是高压绝缘中普遍存在的问题。虽然局部放电一般不会引起绝缘的穿透性击穿，但可以导致电介质（特别是有机电介质）的局部损坏。若局部放电长期存在，在一定条件下会导
目录 1 目的 (2) 2 依据 (2) 3 项目 (2) 4 条件 (2) 5 仪器设备 (2) 6 步骤 (2) 7 数据处理及结果判定 (3) 8 注意事项 (3) 9 记录表格 (4)
1.目的 电缆安装后的现场交流耐压试验目的是检查其绝缘性能是否完好,以防止因制造质量不良、意外缺陷 (如安装错误、异物、运输和安装过程的损坏等)导致运行中发生内部绝缘故障。 2.依据 2.1GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 2.2 Q/FJG 10029.2-2004《福建省电力有限公司电力设备交接及预防性试验规程》 3.项目 3.1绝缘电组测量 3.2交流耐压试验 3.3直流电阻测量 4.条件 4.1 人员要求：2～4人，试验负责人需高压电气试验中级工以上水平，其余至少是接受过电气培训的电气试验初级工； 4.2对于安装户外的试品：绝缘项目试验应该避免在雨天或空气湿度大于80%的情况下进行，其它项目应避免雨天进行，应记录周围环境温度。对于安装户内的试品，试验应在湿度不大于80%的环境状况下进行。 4.3现场试验电源容量应满足试品试验要求，至少应有30A电源。 5.仪器设备 6.步骤 6.1绝缘电阻测量 绝缘电阻测量：用5000V摇表，主回路对地、各相间绝缘、绝缘电阻值均应在1000MΩ以上。在交流耐压试验前后都应进行绝缘电阻测试，前后两次测试数据比较应无明显差别。电缆外护套绝缘电阻用500 V摇表，每千米绝缘电阻值不低于0.5MΩ 6.2交流耐压试验 该项试验可利用调感或调频串联谐振耐压装置进行。一般使用变频谐振耐压装置。 6.2．1试验接线图
PDT-1200kVA/120kV局部放电试验系统 电脑控制台使用说明书 上海蓝波高电压技术设备有限公司 一．系统简介
串联谐振试验装置的自动控制及测量系统由两大部分组成： 1.上位机；2.下位机及执行机构。上位机包括操作台、工业控制计算机以及操作软件。下位机包括PLC 及其扩展模块；执行机构由继电器、开关、接触器等器件构成。上下位机之间由光纤相连。 上位机能够接收下位机发送的状态信息，实时采集各个模拟量，并给下位机发送动作指令。操作人员通过操作上位机实现对整个系统的控制。 二．软件安装 1．概述 软件部分由四方面组成：操作系统，DAQBench控制器，ActiveX组件，控制软件。 在安装完Windows XP操作系统后，首先应该安装DAQBench控制器和ActiveX组件，最后安装控制软件。 2．安装DAQBench控制器 打开安装光盘，运行\\DAQBench\DISK1\SETUP.EXE，SN：A04-65534559。 3．安装ActiveX组件 打开安装光盘，运行\\ActiveX Register\ActiveX Register.exe。 4．安装控制软件 打开安装光盘，复制“SRS Tester”文件夹到硬盘驱动器。 全部安装完毕后，打开“SRS Tester”文件夹，运行“NSRS.exe”。 三．软件界面介绍 图1是系统的主界面，显示试验的相关数据信息，接受用户的操作。
图1 1.1 数显表 1.1.1 输出电流表 显示电抗器输出高压电流，其中包括了负载电流、高压滤波器电流，电流值是通过串接在励磁变压器次级低压端与接地端之间的电流互感器来测量的。精度为±5%。1.1.2 高压输出表 显示电抗器输出端的高压电压值,是通过电容分压器低压端耦合至测量回路来测量的，高压电压表精度为±3%。 1.1.3 励磁电压表 显示励磁变压器的输出电压，这个数值是参考值，试验员可以在远低于试验电压（相当于1%试验电压）的水平下稍加励磁，并将试验系统调至谐振状态，然后，升高励磁电压，直至所需试验电压。 1.1.4 间隙表 该表以百分数的形式来显示电抗器铁芯气隙位置，当该表指示在10％以下或90％ 以上时,应控制调谐速度在25%以下,以防止损坏驱动系统。
国内外几种电缆局部放电在线检测方法技术分析 李华春周作春张文新从光 北京市电力公司 100031 [摘要]：本文简要的介绍国内外几种电缆局部放电在线检测方法的原理和特点，并进行了简单的分析比较。结合国内外电缆局部放电在线检测方法研究和应用情况提出当前XLPE电缆局部放电在线监测存在的问题以及在高压XLPE电缆附件局部放电在线检测研究方面今后还需要做的工作。 [关键词]：电缆、局部放电、在线检测、分析 前言 常规XLPE电缆局部放电测量多采用IEC60270法，但是其测量频带较低，通常在几十到几百kHz范围内，易受背景干扰的影响，抗干扰能力差。理论研究表明，XLPE电力电缆局部放电脉冲包含的频谱很宽，最高可达到GHz数量级。因此，选择在信噪比高的频段测量有可能有效地避免干扰的影响。目前国内外已把电缆局部放电测量的焦点转移到高频和超高频测量上。 [2][1]。 迄今为止，国内外用于XLPE电缆局部放电检测的方法有很多。但由于X LPE电缆局部放电信号微弱，波形复杂多变，极易被背景噪声和外界电磁干扰噪声淹没，所以研究开发电缆局部放电在线检测技术的难度在所有绝缘在线检测技术中是最高的。由于电缆中间接头绝缘结构复杂，影响其绝缘性能的原因很多，发生事故的概率大于电缆本体，同时在电缆中间接头处获取信号比从电缆本体获取信号灵敏度要高且容易实现，因
此通常电缆局部放电在线检测方法亦多注重于电缆附件局部放电的检测，或者在重点检测电缆中间接头和终端的同时兼顾两侧电缆局部放电的检测。电缆局部放电在线检测方法中主要的检测方法有差分法 耦合法[6、7、8、9][3、4]、方向耦合法、电磁[13、14、15、16][5]、电容分压法[10]、REDI局部放电测量法 [18][11、12]、超高频电容法、超高频电感法[17]、超声波检测法等。在众多检测方法中，差分法、方向耦合法、电 磁耦合法检测技术目前已成功应用到现场测量中。下面简要的介绍这些方法的原理和特点。 1. 电缆局部放电在线检测方法中主要的检测方法 1.1. 差分法（the differential method） 差分法是日本东京电力公司和日立电缆公司共同开发的一种方法。其基本原理见图1。将两块金属箔通过耦合剂分别贴在275kV XLPE电缆中间接头两侧的金属屏蔽筒上（此类中间接头含有将两端金属屏蔽筒连接隔断的绝缘垫圈），金属箔与金属屏蔽之间构成一个约为1500～2000pF 的等效电容。两金属箔之间连接50欧姆的检测阻抗。金属箔与电缆屏蔽筒的等效电容、两段电缆绝缘的等效电容（其电容值基本认为相等）与检测阻抗构成检测回路。当电缆接头一侧存在局部放电，另一侧电缆绝缘的等效电[3] 容起耦合电容作用，检测阻抗便耦合到局部放电脉冲信号。耦合到的脉冲信号将输入到频谱分析仪中进行窄带放大并显示信号。研究发现，频谱分析仪中心频率设在10～20MHz时，信噪比最高。差分法的检测回路
浅谈10kV电力电缆局部放电测试及缺陷处理 ——OWTS振荡波局放测试及定位系统 摘要：本文简单介绍了电缆局部放电的原因和危害，以及振荡波测试系统的工作原理，以某路电缆为例，重点介绍了振荡波测试系统在电缆局部放电测试定位中的现场应用，总结了OWTS测试、分析中的经验和技巧，并对存在局放缺陷电缆的消缺进行新方法的尝试，为日后处理电缆的局放现象提供参考意见。 关键词：电缆，局部放电，振荡波，消缺方法 1前言 随着现代社会经济的飞速发展，人们对中心城区的环境、安全及形象的关注，越来越多的电力电缆已经逐步代替了配电架空线路运行。电力电缆将成为未来中心城区配电网运行的主流设备，因电缆故障引起的线路跳闸也日渐增多，电缆本体和附件的电气绝缘损坏是造成配网设备故障率高的主要原因，如何预防及控制电缆本体和附件的电气绝缘损坏已成为当前电缆配电网运行维护的关键。 2 绝缘的老化 2.1 概述 电气设备的绝缘在运行中会受到各种因素如电场、热、机械应力、环境因素等的作用，其内部将发生复杂的化学与物理变化，导致性能逐渐劣化，这种现象称为老化。在设备正常运行的条件下，老化是渐进的、长期的过程。 绝缘材料的老化以有机绝缘材料的老化问题最为突出。液体有机绝缘材料老化时表观上发生混浊、变色等；高分子有机绝缘材料老化时表观上发生变色、粉化、起泡、发粘、脆化、出现裂纹或裂缝、变形等。多数情况下、绝缘材料的老化是由于其化学结构发生了变化，即由于降解、氧化、交联等化学反应，改变了其组成和化学结构；但是有的老化仅仅是由于其物理结构发生了变化所致，例如绝缘材料中的增塑剂不断挥发或其中球晶不断长大，这些都会使材料变硬、变脆而失去使用价值。通常绝缘材料性能的劣化是不可逆的，其最终将会引起击穿，直接影响电力设备和电力系统的运行可靠性。 绝缘劣化过程的发展需要一定能量，亦即依赖于外界因素的作用，如电场、热、机械应力、环境因素等。运行情况下常常是多种因素同时作用，互相影响，过程复杂。
试验方案 10kV XLPE电力电缆交流耐压试验 编写： 审核： 批准： 变电管理所试验班 2008年8月8日
1 试验目的： 为了检查110kV银滩变电站，10 k V银滩线903电缆的绝缘性能和运行状况是否良好，保证电网的安全运行，参照Q/GX D 126.01-2006《电力设备交接和预防性试验规程》，对其进行试验。 2 电缆规范： 电缆型号：YJV22－3×300 电缆规格：3×300mm2 电缆电压：8.7/15kV 电缆电容量：0.37 uF/km 电缆长度：1.1km 生产厂家：浙江万马集团 出厂日期：2007-01 3 试验依据： GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》中18.0.5条表18.0.5之规定。依该标准确定试验电压为21.75kV（2.5U0），试验时间为5min（2.5U0时）。 4 试验仪器： HDSR-F162/162串联谐振试验设备一套； 干湿温度计一块； 5000V兆欧表一块； 工具箱一套； 三相电源线若干。 5 试验项目： ①耐压前电缆主绝缘电阻测量； ②串联谐振法交流耐压试验； ③耐压后电缆主绝缘电阻测量； 6 试验步骤及技术措施： 6.1电缆主绝缘电阻测量 6.1.1 测量方法 用5000V兆欧表，依次测量各相线芯对其他两相及金属套的绝缘电阻，金
属套及非被试相线芯接地。测量前将被测线芯接地，使其充分放电，放电时间一般为2－5分钟。由于存在吸收现象，兆欧表的读数随时间逐步增大，测量时应读取绝缘电阻的稳定值，作为电缆的绝缘电阻值。 6.1.2 测量步骤 1）测量并记录环境温度、相对湿度、电缆铭牌、仪器名称及编号； 2）将所有被试部分充分放电，非被试相电缆线芯及金属套接地； 3）将兆欧表地线端子（E）用接地线与接地导体连接好，兆欧表火线端子（L）接至被测部位的引出端头上，兆欧表读数稳定后记录绝缘电阻值。拆除兆欧表相线； 4）将被试电缆对地放电并接地； 5）依照此步骤测试其他两相。 6.1.3 注意事项 在试验中读取绝缘电阻后，应先断开接至被试品的火线端子，然后再将兆欧表停止运转；由于电缆的吸收现象比较严重，特别是对于大电容电缆，兆欧表开始读数可能非常的低，这一现象是正常的。 6.1.4试验标准 1）电缆绝缘电阻不小于10MΩ·km。 2）耐压试验前后，绝缘电阻测量应无明显变化。 6.2电缆主绝缘交流耐压试验 6.2.1本试验采用串联补偿谐振法，试验接线如图1所示。
国家电网合肥供电公司 10kV长电力电缆阻尼振荡波 测试方案 安徽立翔电力技术服务有限公司 二零一七年七月
目录 一、试验标准和目的............................................................................................................... - 2 - 二、试验仪器........................................................................................................................... - 2 - 三、试验内容........................................................................................................................... - 3 - 1、术语及定义.................................................................................................................. - 3 - 2、试验原理介绍.............................................................................................................. - 3 - 3、被测电缆要求及测试前准备...................................................................................... - 5 - 4、绝缘电阻测试.............................................................................................................. - 5 - 5、测试电缆中间接头位置及电缆长度.......................................................................... - 5 - 6、振荡波局部放电试验.................................................................................................. - 6 - 6.1 电缆局放校准...................................................................................................... - 6 - 6.2 振荡波局放测试.................................................................................................. - 6 - 1）试验接线步骤：................................................................................................... - 6 -2）加压测试程序....................................................................................................... - 7 -3）测试要求及注意事项：....................................................................................... - 7 - 7、振荡波局放诊断评价.................................................................................................. - 8 - 1）绝缘电阻：........................................................................................................... - 8 -2）电缆局部放电量：............................................................................................... - 8 - 8、电缆振荡波局放异常处理决策.................................................................................. - 8 - 1）绝缘电阻异常情况处理措施............................................................................... - 8 -2）电缆振荡波局放量超标异常情况处理措施....................................................... - 8 - 9、试验时间：1.5～2.5 小时/段..................................................................................... - 9 - 四、人员安排：....................................................................................................................... - 9 - 五、安全措施：....................................................................................................................... - 9 -
10kV电力电缆交流耐压试验 编写: 审核: 批准: 配电************* 年月日
1试验目的： 为了检查10kV线电缆的绝缘性能和运行状况是否良好，保证电网的安全运行，参照Q/GXD126.01-2006 《电力设备交接和预防性试验规程》，对其进行试验。 2电缆规范： 电缆型号：YJV22 —3X 240 电缆规格：3X 240mm2 电缆电压：8.7/15kV 电缆电容量：0.37uF/km 电缆长度：km 生产厂家： 出厂日期：年月曰 3试验依据： 。依该标准确定试验电压为21.75kV ( 2.5U Q)，试验时间为5min( 2.5U。时)。 4试验仪器： HDSR-F162/162串联谐振试验设备一套； 干湿温度计一块； 10000V兆欧表一块； 工具箱一套； 三相电源线若干。 5试验项目： ①耐压前电缆主绝缘电阻测量； ②串联谐振法交流耐压试验； ③耐压后电缆主绝缘电阻测量； 6试验步骤及技术措施： 6.1电缆主绝缘电阻测量 用10000V兆欧表，依次测量各相线芯对其他两相及金属套的绝缘电阻，金属套及非被试相线芯接地。测量前将被测线芯接地，使其充分放电，放电时间一般为2—5分钟。由于存在吸收现象，兆欧表的读数随时间逐步增大，测量时应读取绝缘电阻的稳定值，作为电缆的绝缘电阻值。 1）测量并记录环境温度、相对湿度、电缆铭牌、仪器名称及编号；
2）将所有被试部分充分放电，非被试相电缆线芯及金属套接地； 3）将兆欧表地线端子（E）用接地线与接地导体连接好，兆欧表火线端子（L） 接至被测部位的引出端头上，兆欧表读数稳定后记录绝缘电阻值。拆除兆欧表相线； 4）将被试电缆对地放电并接地； 5）依照此步骤测试其他两相。 在试验中读取绝缘电阻后，应先断开接至被试品的火线端子，然后再将兆欧表停止运转；由于电缆的吸收现象比较严重，特别是对于大电容电缆，兆欧表开始读数可能非常的低，这一现象是正常的。 1）电缆绝缘电阻不小于10MQ ? km 2）耐压试验前后，绝缘电阻测量应无明显变化。 6.2电缆主绝缘交流耐压试验 图1试验接线图 图中：谐振电抗器额定电压为27kV，每台额定电感量为85H，额定最大工作电流为1.0A ；分压器额定电压为200kV,变比为12000 : 1，电容量为500PF ± 5%。 1.谐振频率计算 a） 10kV3 x 300mm2交联聚乙烯电缆每公里电容量按0.37（卩F/km），电缆长度按1.1km 计算，贝U Cx=0.37 x 1.仁0.407 卩F。 b）补偿电抗器电感采用三节电抗器并联使用，L=85/3=28.33H 。 1 c）------------------ 谐振频率按f = 计算，则f=46.88Hz 。 2 兀JCxL 2.电缆（Cx）电容电流估算 当试验电源频率为46.88Hz、被试品电压为21.75kV 时，通过试品的电容电流约为： 3 l x = 3 C x U=6.28 x 46.88 x 0.407 x 21.75 x 10- =2.61A 3.串联补偿电抗器（L）电流及电压估算 当试验电源频率为46.88Hz、被试品电压为21.75kV 时，通过串联补偿电抗器