一、电缆振荡波检测技术简介
(一)振荡波试验简介
- 基于RLC阻尼振荡原理
- 电缆充电
- 通过内置的高压电抗器、高压实时固态开关与电缆形成阻尼振荡回路,在电缆上施加近似工频的正弦电压波
- 激发电缆潜在缺陷处的放电信号,进行采集和分析。
(二)振荡波检测技术特点
应用场景
检测6kV~35kV交联聚乙烯(XLPE)和油纸绝缘(PILC)电缆本体、终端及中间接头部位发生的各类局部放电缺陷,有效发现由于生产质量、安装工艺和运行环境造成的主绝缘层、半导电层和屏蔽层多种缺陷。
优势
1. 对电缆损坏小 单次测试过程短,仅仅需要一分钟左右,测试效率高,与电缆耐压试验相比,对电缆的损坏较小。
2. 准确测量局放点的位置 利用波反射原理可以准确测定局放产生位置,这点相比于高频局放和超低频介损具有优势。
3. 与50Hz试验结果一致 谐振频率在20Hz~500Hz之间,属于短时工频试验,近似50Hz正弦波,可模拟电缆真实的运行状态。
4.设备简单。设备组成简单,操作比较方便。
(三)振荡波检测应用情况
目前,国网天津市电力公司已将电缆线路振荡波试验SYEfj纳入交接试验,并要求对在运线路开展振荡波检测。
设备情况 |
试验周期 |
新线路 |
3年1次 |
二级及以上重要用户 |
6年 |
运行超过15年 |
6年 |
故障修复 |
更换后 |
接收资产 |
移交时 |
大型活动保电线路 |
根据保电方案安排 |
二、电缆振荡波检测技术基本原理
(一)局部放电
在电场作用下,绝缘系统中只有部分区域发生放电,而没有贯穿施加电压的导体之间,即尚未击穿,这种现象称之为局部放电。
电缆附件:
1. 剥切中绝缘损伤
2. 半导电断口不平
3. 硅油润//www.58yuanyou.com滑脂的吸收
4. 均匀电场部分放置位置不对
5. 橡胶材料机械压力减弱
6. 水分侵入
(二)震荡波
振荡波:频率在20~500Hz范围内,波幅按指数衰减的交流电压波。
要求:连续8个周期内的幅值衰减不超过最高幅值的50%。电压容许偏差3%以内。
(三)原由网阻尼振荡
(点击可查看大图 )
振荡波检测仪原理
(四)缺陷定位
波反原由网射原理
(点击可查看大图 )
- 电缆全长
- 脉冲时差
- 脉冲传播速度
三、电缆振荡波检测方法及注意事项
(一)试验设备
ONSITE MV30 |
设备 主机 |
|
测距仪 | ||
校准器 及试验线 |
(二)试验步骤
勘察分析
↓
现场准备
↓
震荡波测试
↓
数据分析、设备恢复
↓
生成试验报告
1. 勘察分析
(1) 查询线路台帐,明确电缆型号、长度、首端、终端形式、中间接头类型等。
(2) 组织现场勘查,明确停电范围、保留的带电部位、作业现场的条件、环境及危险点。
(3) 确定试验位置、进行安全工器具、检修工具准备,人员及车辆安排。
(4) 分析危险点,做好风险预控措施,组织召开班前会进行工作布置。
(5) 填写工作票。
振荡波检测常见风险因素
- 工作范围不清楚,变电站内误入带电间隔
- 现场安全交底不全面,作业人员不清楚危险点
- 杆塔高处作业存在高坠危险
- 换相或试验结束时,电缆未经充分放电,接触电缆造成触电
2. 现场准备
(1) 试验设备应摆放在平整的地面上,且周围一米范围内不要有金属物体,防止试验干扰。
(2) 在试验设备周围设置安全围栏,并按照标准化现场要求摆放好需要使用的安全工器具和检修工具。
(3) 核对被试电缆信息,电缆两端验电、挑火,并与周围其他设备保持安全距离。
(4) 绝缘电阻测量,测量后充分放电。
(5) 测量电缆长度及中间接头距离并记录。
3. 震荡波测试
(1) 试验接线,连接电源,被测电缆其他两相两端接地。
(2) 启动电源,连接设备。
(3) 启动软件,输入电缆信息。
(4) 进行电缆脉冲校准,校准完成后拆除校准器。
校准需要在多个挡位进行,主要是考虑电缆线路现场噪声、信号衰减问题。
(5) 分别进行A、B、C相加压测试,测试完成后充分放电。
电压(U0) |
说明 |
0 |
测背景噪声 |
0.5 |
原由网寻找起始放电 |
1 |
正常运行电压 |
1.1~1.7 |
高电压影响 |
2 |
新设 |
1 |
检验电缆损伤 |
0 |
放电 |
4. 试验数据整理,现场恢复
(1) 试验设备应摆放在平整的地面上,且周围一米范围内不要有金属物体,防止试验干扰。
(2) 试验数据分析,重点关注放电位置、起始放电电压、放电次数等信息。
(3) 电缆搭火,恢复现场。
5. 生成试验报告
(三)试验注意事项
试验测试前
- 小于300米的电缆测试应加补偿电容器,超过6kM的电缆建议从两端测量;
- 环境温度应在-10~40 。 C,相对湿度不大于85%;
- 试验相要有足够的绝缘距离,非试验相接地;
- 电缆绝缘电阻不小于30兆欧。
试验测试中
- 校准时显示波速度偏差较大时,应重新测定电缆长度;
- 测试时根据局放水平选择合适量程;
- 使用围栏将试验人员、设备与其他人员隔开,防止无关人员进入试验区;
- 试验过程中发生异常情况,及时断开电源。
试验测试后
- 每相电缆试验结束,需要对电缆充分放电后方可接触;
- 及时对测试结果进行分析处理,提出解决方案;
- 对于更换后的电缆接头及时复测;
- 对于有轻微放电但继续运行观测的电缆线路适当缩短试验周期。
四、电缆振荡波试验案例分析
(一)局放位置
局放一般发生在电缆本体、终端以及中间接头,由于中间接头是电缆的薄弱环节,在中间接头处发生局放的概率比较大。
(二)判别依据
国网天津市电力公司电缆振荡波局放试验电压及评价标准
在现有评价标准的基础上,针对中间接头增加“起始放电电压”和“放电次数”两个参考指标,并综合考虑这两项指标,适当调整放电参考临界值。
(三)试验案例
处理过程利用统计学原理,将试验结果进行汇总分析的过程。单一放电点并不能说明该位置存在局部放电现象。
某线路2001年投运,全长1350m,中间接头5个,经振荡波检测发现I号缆距离测试端变电站620m处热缩接头存在局部放电缺陷,A相放电量集中在900pC。
起始放电电压:0.5U0
放电次数:0<U<=U0, 8次; 0<U<=1.7U0,13次
电缆公司带电检测柔性团队对35kV某线路检测发现局放异常,为了进一步对该线健康状况进行评估,电缆运检东部中心于4月3日对该线路进行了振荡波检测,该线路2008年投运,全长3315m,中间接头10个,经振荡波检测发现II号缆距离测试端变电站2300m处热缩接头存在局部放电缺陷,A相放电量集中在2500pC。
起始放电电压:0.5U0
放电次数:0<U<=U0,22次; 0<U<=1.7U0,32次
发现缺陷后,对该中间接头进行了更换,更换后进行复测,原放电异常点未检测到放电现象。
接头外观整体情况良好,内护套外存留轻微水渍
三相接头主体外铜网完整,热缩管端部密封情况良好
将热缩管、应控管打开后,正常相黄色填充胶情况完好,半导电端口齐平,未发现下刀过深情况。
异常相红色密封管与黑红管之间有黄色粉末,分析为当初接头制作时涂抹硅脂固化后的呈现。
应控管在压接管端部存在轻微放电迹象
将应控管去除后未发现端部绝缘有放电迹象,分析可能为当初接头制作时加热时间过长,对应控管端部造成一定损害,从而引起局部放电。异常相整体情况如下:
工作启示
1. 针对重要线路,开展振荡波检测是提前发现电缆接头缺陷,避免故障发生的一种十分有效的方法。
2. 振荡波检测检出率大概为3%左右,且是一种离线检测手段,直接采用盲检的方式效率比较低,建议采用带电检测+振荡波离线检测的方法提升检测效率。
3. 目前比较缺乏针对高压线路的振荡波检测标准和检测经验。
4. 针对已检测出的局放量不大的线路,通过缩短检测周期,观察放电量变化情况,积累检测经验,这对于后续进一步优化检修策略是非常有帮助的。
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