OWTS振荡波电缆局放检测和定位技术基本原理研究

10kV配电电缆线路震荡波局放检测技术应用研究摘要：由于我国配电网络对电能的需求量持续增加，配电网络的建设也在逐步增加，新接入的电缆也在逐步增加。

本论文以10kV配电系统在运营中的线缆为对象，以震荡波对线缆造成的损伤为切入点，对震荡波局放的检测技术进行深入的理论和实验研究。

以OWTS检测系统为基础，对10kV配电电缆线路的性能指标进行综合测试，从而判断其有没有问题，以期能够在一定程度上提高电缆线路运行的安全效益和经济效益。

关键词：电缆线路；震荡波；局放检测；技术方案引言：由于工程质量差，运行时间长，环境恶劣，外力破坏等原因，导致电缆主体及附属设备的绝缘破坏，最终导致电缆失效。

这种缺陷是不能用眼睛直接看到的，通常都要用专门的仪器进行测量，才能确定其绝缘性能和缺陷的位置。

震荡波PD法因其对电缆损伤小、缺陷定位精确等特点，在电缆线路检测中得到了日益广泛的使用。

1震荡波局放检测技术概述1.1电缆线路局放危害10kV配电系统中的电缆在正常工作时，由于其自身的绝缘特性及电场的作用，从而导致震荡波的产生。

这样的局部放电虽然不会立即形成贯穿通路，但是它对电缆的绝缘特性有很大的负面作用，长期下去必然会导致电缆的绝缘失效。

通常情况下，10kV配电网的电缆线路压接管的包绕绝缘带不达标，应力锥的安装位置不正确，绝缘混合剂的涂抹不到位，绝缘屏蔽层的损坏等都会引起局部放电。

这种类型的放电是一种非常微小的现象，例如，当有杂质，有毛刺，有空气间隙时，很可能会导致绝缘材料的放电。

在低功率的情况下，仅使电缆的绝缘特性降低。

如果释放的电流很大，将会对电缆的绝缘层或者是绝缘物质造成损伤，从而导致电缆的失效。

目前，在国内，因局放导致的电力系统失效占到了1/5。

因此，在10kV配电系统的运行和维护中，必须给予充分的关注。

1.2震荡波局放检测原理采用震荡波检测技术对XLPE电力电缆进行检测，是一种行之有效的离线检测方法。

拟采用LCR衰减振动法，以试品为研究对象，利用高压电抗器和实时高压固态电源，对其产生一种衰减振动的谐振电压，并对其产生一个接近工作频率的正弦波，从而在其内部产生一个可能存在缺陷的地方产生一个放电。

10kV电缆振荡波局放诊断和定位技术1 概况随着对局放监测的关注度增加，更多的局放检测设备被研发出来，基本可分为以下两种：在线检测和离线检测。

在线检测设备的优点是不需要断电即可测量，但缺点也是显而易见的：在线测量的信号干扰很大，现有条件和技术无法准确区分出局放信号和外界干扰，而且大多数设备安装后不能移动，需要重复投资购买多套设备才能构建起监测体系，投资巨大。

2 电缆振荡波局放诊断和定位技术主要内容OWTS又称振荡波局放测试系统，是德国SebaKMT公司开发的用于检测、定位和评估电缆绝缘及附件中局放缺陷的产品。

OWTS M28-S系统适用于10kV及以下电压等级的各类型电缆。

系统由控制单元、高压单元和相关附件组成。

控制单元是一台带有无线局域网（WLAN）功能的笔记本电脑。

高压单元中包含高压源、谐振电感和晶闸管开关，可产生测试所需要的阻尼振荡电压。

高压分压器和嵌入式控制模块被集成于高压单元中，共同来完成数据的采集和局放信号的处理。

局放信号的存储、分析以及评估均在笔记本电脑上完成，而数据分析和评估可以在现场或办公室进行。

局放测试时，首先用高压源对被测电缆进行充电，然后闭合开关加压。

系统内部和被测电缆共同构成一个LC振荡回路，从而产生了一个阻尼较低的正弦振荡电压。

根据被测电缆电容的不同，电压的频率会在几十到几百赫兹的范围内变化。

其激发局放的效果接近于50Hz工频，因此我们可以对测量到的局放进行有效评估。

对典型局放的分析评估以及对局放故障点的定位，可为维护和维修计划的制定提供可靠的依据，提高电网运行和管理的水平。

2.1 主要技术难点振荡波局放的主要技术难点是系统内部用于切断直流高压瞬间，形成振荡的固态开关和分析软件中对局放信号衰减的补偿。

2.1.1 高压切断开关振荡波局放定位设备中的高压切断开关是该套系统中硬件部分最为关键的部分，也是此项技术得以在实践中应用的技术保证。

此开关采用特殊的材质和特殊的工艺制成，可确保系统高压关断的次数和振荡波电压输出曲线的平滑和稳定，从而保证测试结果的准确性和有效性。

振荡波局放检测设备在10kV电缆局放测试中的应用唐嘉婷2张皓2李上国2王立2薛强2周作春1张文新1李华春2（1.北京市电力公司1000312，北京市电力公司电缆公司100027）摘要本文简单介绍了电缆局部放电的原因和危害，以及振荡波局放检测设备(OWTS)的工作原理，通过实例验证了该系统在电缆局部放电测试与定位上取得了良好的现场应用效果。

关键词电缆局部放电振荡波0引言在电力系统中，判断电缆绝缘好坏的惯用测试方法是对被测电缆绝缘施加直流高压，检测直流泄漏电流的大小。

但是，这种方法仅能对电缆整体绝缘情况做出诊断，无法对局放部位进行定位。

更重要的是，直流耐压试验实际上是一种破坏性试验，尤其对交联聚乙烯（XLPE）电缆，由于在去掉直流高压之后的一段时期内绝缘层仍旧维持着极化状态的分子排列，特别是在因老化而生成的各种树枝结构内，其分子排列更不容易恢复到施加直流高压之前的状态[1]，因此经直流耐压试验测试合格的电缆，在重新投入运行后很快发生绝缘击穿事故的例子屡见不鲜。

由于直流耐压试验具有加速XLPE电缆绝缘早期劣化及大大缩短电缆运行寿命等弊端，一些电缆使用量较大的发达国家在XLPE电力电缆的预防性试验中相继推出振荡波电压试验、0.1Hz超低频电压试验和工频电压试验方法[2]。

2008年1月，北京电力电缆公司吸取新加坡等国家在状态检测方面的成功经验，尝试采用振荡波法电缆局部放电定位（OWTS）测试技术对配网10kV电缆进行局部放电测试。

在测试过程中，检测发现数条电缆有严重局部放电现象，经过对电缆的解剖分析证实了这些电缆存在的不同方面、不同程度的问题，通过对数百条电缆的局放检测情况进行总结分析，应用振荡波法对电缆局部放电进行测试并定位是一个非常有效的技术，而且方法操作简单，容易判断。

本文将阐述振荡波法电缆局部放电定位（OWTS）测试技术的原理，并对案例做简要介绍。

1电缆局部放电原因及危害XLPE电缆在制造和接头操作过程中，绝缘层内部易出现的杂质、微孔、半导电层突起和分层缺陷，以及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。

103科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 动力与电气工程随着城市化的发展,城市配电网中压电缆数量越来越多,其运行可靠性直接影响到用户的供电可靠性。

因此及时发现电缆的绝缘缺陷,例如局部放电,对于保障用户供电可靠性有着重要意义。

振荡波(O WTS )局放检测对发现中压电缆局部放电有一定的优势,能发现电缆中的局部放电的同时,还可以对缺陷位置进行定位,且振荡波电压与交流电压有一定的等效性,在进行振荡波检测的同时,也相当于对电缆进行了一次交流耐压试验。

本文通过一起电缆局放典型案例的检测和分析过程,探讨电缆长度对振荡波局放检测灵敏度的影响。

1 检测诊断原理1.1振荡波电压的产生系统振荡波电压的产生是通过对试品电缆施加直流电压,充电至设定电压后合上切换开关,令被试电缆的对地电容与检测系统的电感等构成回路,电缆上将产生阻尼衰减的振荡电压波,即称之为振荡波,电压的频率和阻尼系数由回路参数决定。

检测系统产生的振荡波电压的频率接近工频,等效于工频电压施加在试品电缆上,对发现运行状态下的局放缺陷有很好的等效性,由此产生的局部放电脉冲也符合l E C 60270推荐值。

1.2局放检测及定位中压电缆局放振荡波检测的应用与讨论①洪海程 陈志平 葛永超(佛山供电局试验研究所 广东佛山 528000)摘 要:电缆的局部放电与其绝缘状况密切相关,预示着电缆存在缺陷,危害电缆的安全运行。

近年来OWTS振荡波电缆局放检测和定位技术在国内外得到比较广泛的应用,本文简要阐述电缆局部放电振荡波检测和定位的原理,通过一起电缆局放典型案例的检测和分析过程,探讨电缆长度对振荡波局放检测灵敏度的影响。

关键词:振荡波 电缆 局部放电中图分类号:T M247文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)12(b)-0103-02图1用时域反射法进行局放故障定位的原理图2 事故前局放定位图图3 事故后局放定位图图4 新城甲线电缆解剖图5 996m 电缆200pC 校准图图6 4625m 电缆2000pC 校准图①作者简介:洪海程(1980—),男,汉族,广东化州,工程师,主要从事电气试验工作。

OWTS振荡波检测技术在10kVXLPE电缆局部放电检测中的应用摘要：本文简单介绍了OWTS振荡波局放检测系统检测电缆局部放电状态的基本原理、技术参数及测试步骤等相关内容。

通过振荡波检测技术发现的电缆中间接头缺陷的应用案例，对比分析OWTS振荡波检测技术在10kVXLPE电缆局部放电检测中的应用。

关键词：电缆局部放电OWTS振荡波检测受潮绝缘1、引言城市建设的快速发展，电缆线路已广泛用于中压电网中。

而交联聚乙烯（XLPE）电缆以其合理的结构、工艺以及优良的电气性能等优点，在国内外广泛使用。

XLPE电缆在出厂试验时要做局部放电检测，但在电缆出厂之后，由于施工工艺、人为外力破坏及运行环境恶劣、绝缘老化等因素会造成电缆特别是电缆附件的缺陷，严重影响了电缆的安全运行。

随着人民生活水平的提高，对供电可靠性的要求也在不断增加，配网设备的安全运行问题已经受到越来越多的关注。

电缆线路因其特殊的结构，其运行后的缺陷很难通过有效手段进行发现。

通常，一条电缆是否具备投运条件，我们都是以直流耐压试验、工频交流耐压试验或超低频耐压试验的方法来判断。

但这种判断无非两种结果：不具备投运条件和具备投运条件。

从设备上看，电缆运行后发生故障，均为终端头爆炸、中间头爆炸、本体击穿等不同击穿部位的绝缘击穿。

除外力破坏外，绝缘在击穿前夕必然先形成各类缺陷，各类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电缆绝缘状态，因此通过局部放电检测来提前发现电缆设备的缺陷是一种有效的手段。

2、局部放电及其检测技术2.1、局部放电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，而不会立即形成贯穿性通道，称为局部放电。

而绝缘内部存在缺陷是难免的，例如固体绝缘中的空隙、杂质，当场强达到一定值时，就会发生局部放电。

电力电缆局部放电量与电力电缆绝缘状况密切相关,局部放电量的变化预示着电缆绝缘存在着可能危及电缆安全运行寿命的缺陷。

振荡波电缆局部放电检测和定位技术基本原理研究随着城市电网电缆化率的程度不断提高,社会发展和进步对供电可靠性的要求也不断提高，如何准确掌握配电电缆的健康状态，制定正确的检修对策，避免因电缆本身质量问题导致的突发性事故的发生，变得尤为重要。

研究发现，电缆的局部放电量与其绝缘状况密切相关，局部放电量的变化预示着电缆绝缘可能存在危害电缆安全运行的缺陷。

目前，国际上应用比较广泛的振荡波电缆局部放电检测和定位技术，能够有效检测和定位配电电缆局部放电的位置且检测本身不对电缆造成伤害。

本文主要从该系统的电源技术、抗干扰技术、定位技术、典型案例等方面进行介绍，为该技术的进一步推广应用、改进创新提供技术参考。

近十年来,挤塑型电力电缆特别是XLPE电力电缆由于其绝缘性能好、易于制造、安装方便、供电安全可靠、有利于城市和厂矿布局等优点，在城市电网中得到广泛使用.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介质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，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,造成重大事故。

根据北京市电力公司相关统计资料表明，电缆老化、附件质量和工艺不良在 10kV 电缆故障中占有较大比重。

随着电缆运行时间的不断增长，潜伏的局部缺陷对城市电网可靠性的危害将会越来越突出，对供电质量和公司形象造成的危害也会越来越大。

因此，引进先进技术及时检测出电缆潜伏性缺陷的要求也越来越迫切。

根据 2007 年北京市电力公司对新能源电网公司开展国际对标的重要成果并参考国内外相关文献资料,采用振荡波电缆局部放电检测和定位技术对配电电缆进行测试，能够及时发现和定位潜伏性局部放电缺陷且不会对电缆造成伤害，可以大大提高供电可靠性。

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。

OWTS振荡波电缆局部放电检测和定位装置应用初探冯义1武光宇1陶诗洋1涂明涛1王鹏2周作春2刘庆时2李华春3姜绿先3陈平31.北京市电力公司试验研究院2.北京市电力公司生产技术部3.北京市电力公司电缆公司摘要OWTS振荡波电缆局部放电检测和定位技术，是目前国际上应用比较广泛的能够有效检测和定位10kV配电电缆局部放电的位置且检测本身不对电缆造成伤害的先进技术。

北京市电力公司2008年初引进该技术，并成功的应用到奥运场馆及配套设施的电缆检测中，发现了多起电缆接头缺陷，取得了较好的成效，为奥运保电工作作出了一定的贡献。

本文主要从该装置的使用方法、现场经验、案例分析等方面进行介绍，为该技术的进一步推广应用、改进创新提供技术参考。

关键字：OWTS局部放电检测应用0. 前言OWTS振荡波电缆局部放电检测和定位技术，由于其电源与交流电源等效性好，作用时间短、操作方便、易于携带，可有效检测XLPE电力电缆中的各种缺陷，且试验不会对电缆造成伤害[1]，在国际上得到广泛应用。

为确保奥运场馆及配套设施的10kV电缆能够以健康的状态投入到奥运供电中去，根据2007年北京市电力公司对新能源电网公司开展国际对标的重要成果，公司决定引进OWTS 振荡波电缆局部放电检测和定位技术对奥运场馆及配套设施10kV电缆进行检测，以便及时发现潜伏性局部放电缺陷，提高供电可靠性。

下面主要对该装置的使用方法、现场经验、案例分析等方面进行介绍。

1. 检测情况及使用方法自2008年初引进OWTS振荡波电缆局部放电检测和定位装置开展奥运场馆及配套设施的10kV电缆的检测工作以来，共检测电缆300余条，发现接头缺陷20多个，缺陷原因主要是安装工艺粗糙、受潮和用错材料等几个方面。

在现场对电缆进行局放检测和定位技术性较强，需要掌握一定的技巧，遵循正确的步骤，才能够准确的排除干扰，得到正确的结论。

现场应用OWTS振荡波电缆局部放电检测和定位装置一般应遵循以下步骤。