基于振蕩波的10kV電纜缺陷定位分析

凌偉方　陳世鵬　郭營生　張永申　李永生

摘 要：當(dāng)電纜線路發(fā)生缺陷和故障時(shí)，常常無法用肉眼直觀發(fā)現(xiàn)，增大了電纜故障時(shí)巡視人員的巡視難度。針對這一現(xiàn)象，本文以平頂山市育英路#1環(huán)為例，介紹了振蕩波的工作原理，通過對振蕩波試驗(yàn)結(jié)果的分析，發(fā)現(xiàn)了電纜的缺陷情況，制定了合理的解決方案。

關(guān)鍵詞：電纜線路;振蕩波;缺陷定位

近年來，電纜線路的增長速度十分迅猛，其中10kV及以下配電電力電纜線路所占比例最大，架空配電線路逐漸被地下電纜所替代。

電纜線路帶來便利的同時(shí)也帶來了一些問題。比如當(dāng)電纜線路發(fā)生缺陷和故障時(shí)，常常無法用肉眼直觀發(fā)現(xiàn)，增大了電纜故障時(shí)巡視人員的巡視難度。針對這一現(xiàn)象，對電纜線路進(jìn)行振蕩波試驗(yàn)顯得很有必要，通過試驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)電纜的缺陷并對缺陷定位，為電纜的維護(hù)帶來了極大方便。

本文以平頂山市育英路#1環(huán)為例，介紹了振蕩波的工作原理，通過對振蕩波試驗(yàn)結(jié)果的分析，發(fā)現(xiàn)了電纜的缺陷情況，制定了合理的解決方案。

1 振蕩波工作原理

振蕩波電壓試驗(yàn)方法的基本思路是利用電纜等值電容與電感線圈的串聯(lián)諧振原理，使振蕩電壓在多極性變換過程中電纜缺陷處會(huì)激發(fā)出局部放電信號，通過高頻耦合器測量該信號從而達(dá)到檢測目的。

系統(tǒng)由高壓恒流電源、高壓開關(guān)、高壓電感、分壓器/局放耦合器和測控主機(jī)組成，若按電壓發(fā)生裝置等效電路動(dòng)態(tài)元件儲(chǔ)能時(shí)工作狀態(tài)區(qū)分，屬于直流激勵(lì)振蕩式。阻尼振蕩波電壓釋放作用過程基于RLC串聯(lián)欠阻尼振蕩原理，恒流電源首先通過線性連續(xù)升壓方式對被測電纜進(jìn)行逐步充電蓄能（充電電流恒定）、加壓至預(yù)設(shè)電壓值Umax。整個(gè)充電過程電纜絕緣中無穩(wěn)態(tài)直流電場存在。從對交聯(lián)電纜充電到預(yù)設(shè)電壓值至振蕩波衰減為零的整個(gè)過程，稱為一次阻尼振蕩波電壓作用。通過合理配置系統(tǒng)中高壓電感以產(chǎn)生符合IEC60840和IEC60270等標(biāo)準(zhǔn)要求的20～300Hz的阻尼振蕩波;在振蕩電壓作用下，電纜內(nèi)部潛在缺陷激發(fā)局部放電;測控主機(jī)整體協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，并采集、存儲(chǔ)和分析分壓器/耦合器采集的阻尼振蕩波信號和局放信號。

2 10kV電纜振蕩波試驗(yàn)

2.1 加壓流程（表1）

2.2 判斷標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)《DL/T 1576-2016 6kV～35kV電纜振蕩波局部放電測試方法》，10kV配電交聯(lián)聚乙烯電纜（XLPE）局放判斷標(biāo)準(zhǔn)見下表2：

新投運(yùn)及投運(yùn)1年以內(nèi)的電纜線路：最高試驗(yàn)電壓2U0，接頭局部放電超過300pC、本體超過100pC應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換;終端超過3000pC時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換。

已投運(yùn)1年以上的電纜線路：最高試驗(yàn)電壓1.7U0，接頭局部放電超過500pC、本體超過100pC應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換;終端超過5000pC時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換。

2.3 育英路#1環(huán)至宏圖路#1環(huán)電纜振蕩波試驗(yàn)

（1）電纜信息。育英路#1環(huán)至宏圖路#1環(huán)電纜于2016年投運(yùn)，額定電壓8.7kV，電纜型號為3*400，電纜長度為1320米，測試端地點(diǎn)為育英路一環(huán)2開關(guān)，遠(yuǎn)端地點(diǎn)為宏圖路一環(huán)1開關(guān)。

（2）絕緣電阻搖測。使用5000V絕緣搖表測量電纜絕緣阻值：試驗(yàn)前絕緣電阻值分別為：A相10.3MΩ，B相71.6MΩ，C相76.2MΩ;試驗(yàn)后絕緣電阻值分別為：A相/，B相41.2MΩ，C相73.3MΩ。

注：振蕩波試驗(yàn)要求電纜相對地絕緣阻值不小于50MΩ，相差不大于1.5倍。

（3）試驗(yàn)結(jié)果。通過對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，A相（L1）電纜接頭絕緣過低。

3 結(jié)論

現(xiàn)場勘查結(jié)果，發(fā)現(xiàn)電纜溝內(nèi)積水過多，建議對電纜溝內(nèi)的積水進(jìn)行排水，A相（L1）電纜接頭絕緣過低，已做耐壓試驗(yàn)擊穿接頭，并重新制作電纜接頭，一年后進(jìn)行復(fù)測。