高壓電纜交接試驗中分布式局部放電檢測技術的應用

吳昊 趙睿 王瑞 王孜旭 廉斌 周傲雪

摘 要：高壓電纜的處理涉及較多環節，除了安裝基礎性的附件之外，還需要對運輸、敷設這兩個過程加強控制，同時還需要進一些還需要完成一系列的試驗，試驗的目的在于了解電纜的電氣性能是否正常。此外，盡管部分電纜能夠通過試驗，但這并不意味著其電氣性能完好，并且一旦出現問題，就會嚴重影響電網的正常供電，為了避免發生此類問題，必須完成交接試驗，必須了解放電信號在傳輸過程中所表現出的特點，進而在此基礎上明確檢測方法及要點。

關鍵詞：高壓電纜；交接試驗；分布式局部放電；檢測技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.161

0 引言

交接試驗的作用在于可盡快明確電纜的性能及質量，及時發現一些較為明顯的缺陷，但其檢測范圍十分有限，難以發現局部放電缺陷。這就使得一些問題無法及時得到處理，進而會變得越發嚴重，導致電纜正式投運之后故障較為嚴重，影響了電網的正常供電。因此除了將交接試驗落到實處之外，還應合理應用局部檢測方法及技術，及時明確一些較為隱蔽的絕緣缺陷并加以控制，本文就對此問題進行了具體分析。

1 信號傳輸特性

（1）傳輸規律。在計算波阻抗時所采用的公式為=，在該式中，G、C、L、R分別指代的是等效電導、電容、電感以及電阻。此外，為了能夠完全掌握局部放電信號的規律，可運用這一公式，這樣就可得出電纜的傳播系數，該公式又可進行轉化，最終的表達形式為，這樣就可得出信號輸入及輸出之間的關系，即=×=×=，在該式中指的是信號輸出，指的是信號輸入，L指的是電纜的總長度。通過觀察上式可明確傳播系數會決定信號相位變化的實際情況。此外，信號的頻率會直接影響傳播系數的值，并且信號的衰減情況與信號傳輸的距離直接相關，隨著距離的增大，衰減幅值會逐步下降。但如果在傳播過程中距離沒有任何變化，這時頻率則會起主要作用，并且隨著頻率的增加衰減速度會逐步降低[1]。另外，在線路傳輸時頻率、距離等一系列的因素會對信號造成一定的影響，甚至會出現信號失真的狀況。為避免出現此類問題，必須應用檢測系統，否則如果電纜傳輸距離較長，就難以檢測出放電信號的衰減情況。

（2）電路模型。如果電纜內部本身就存在絕緣缺陷，那么在這種狀況下進行交接試驗必然會影響絕緣電阻的值，并且電阻會持續下降。在此過程中，電流的損耗會越發嚴重，并且存在局部放電現象，此時必須運用等效電路加以分析。另外，在此過程中電阻的數量級較高，并且電感值的影響程度十分之小。另外，如果電纜內部完好，并且波阻抗的匹配程度較高，則不會出現反射信號[2]。但如果缺陷較為嚴重，則會使原本就存在問題的波阻抗不匹配現象越發嚴重，進而出現反射信號，而這些缺陷正是故障檢測的要點，這樣就能準確定位故障并加以處理。

2 檢測系統

（1）檢測方法。TA法優勢在于檢測電流時可利用電磁耦合，并且在檢查過程中可避免出現電氣連接的現象，這樣便能將噪音降低至最小。另外，相對實驗室內部的檢測工作，現場檢測的難度較高，受到外部因素的干擾也更為嚴重，并且在受到干擾的狀況下很難通過屏蔽室加以處理，電纜在傳播時也會夾雜著其他的干擾信號，這就使得局部放電現象無法得到控制，并且檢測結果的準確性也會受到影響。針對此問題，必須應用抗干擾設備，避開干擾較為嚴重的頻段。結合當前的檢測情況來看，選頻技術應用效果較好，因此可選擇該技術抵抗干擾信號。該技術的作用在于可調控測量頻率，進而有效控制外界因素的影響。另外，如果測量頻率低于800kHZ，則能夠有效控制信號衰減現象，但在這種狀況下干擾也較為嚴重，導致電纜中容易流入干擾信號[3]。為避免出現此類問題，在測量過程中必須確保測量頻率較高，并控制好監測點的位置，進而再次基礎上選擇合適的檢測頻率，促使檢測結果更加準確。

（2）檢測系統。通過檢測系統能夠提取信號并完成定位，在此基礎上就可為接頭配置檢測單元。另外，在檢測時可以串聯的方式連接電纜，之后通過測量軟件就可完全掌握每個接頭的狀況，進而了解放電的實際情況。另外，在測量過程中測量人員可實時檢測各接頭能否識別干擾，如果不符合測量要求，則必須及時加以調整。在調整之后系統可自動監測，一旦出現故障就可發出警報，并在短時間內準確識別局部放電信息，了解信號的可靠性。在信號足夠可靠的狀況下就可分析放電缺陷的特點并加以歸類[4]。如果缺陷較為嚴重，則可通過檢測系統連接并監測信號，在獲取數據的基礎上可完全掌握放電特性，這時就可準確識別電纜放電缺陷并加以處理，進而及時對故障加以控制，避免其演變成更大的問題。

3 檢測技術的應用

為了能夠更加明確檢查技術的應用特點及效果，可以某電纜的敷設為例，其長度為10千米，電壓為220千伏。在進行交接試驗的過程中使用了不同類型的檢測單元，并且以放電檢測單元數量最多。在檢測過程中線路的不同相位均符合耐壓試驗的要求，沒有發生絕緣擊穿問題。另外，在檢測過程中共存在ABC三個相位，AC相位在檢測不存在放電現象，而B相卻存在此問題，并且信號位于B相終端，但在實驗過程中并未發生擊穿現象。另外，當試壓電路適當降低時，B相放電量及信號幅值較高。當電壓處于190千伏以上時，放電信號較為明顯。在這種狀況下，檢測人員立即拆卸了終端，發現問題在于屏蔽罩被嚴重劃傷，因此相關人員在短時間內對該缺陷進行了處理，進而使得電纜盡快恢復了正常。

4 結語

總而言之，局部放電缺陷通常情況下較為隱蔽，難以被及時發現，但這也就提高了電纜故障的概率，進而對電網供電造成嚴重影響。因此為了能夠準確識別局部缺陷，必須合理應用局部檢測方法并對故障加以處理，進而有效保障電纜的敷設質量，本文就對此問題進行了深入探究。

參考文獻：

[1]胡玉林.電線電纜絕緣檢測技術的研究[J].電力系統及其自動化學報，2013（12）：72-75.

[2]陳志雄，沈良平.XLPE電力電纜局部放電檢測技術綜述[J].湖北電力，2015，28（08）：28-29.