由于電力電纜運(yùn)行在嚴(yán)重的電磁干擾環(huán)境中,電力電纜帶電定位技術(shù)基本不能滿足實(shí)際工程需求,因此目前應(yīng)用較為廣泛的是離線定位方法。對(duì)電力電纜中產(chǎn)生局部放電信號(hào)所處位置的定位的措施可以分為兩種,分別是阻抗法和行波法。
(1)阻抗法
通過阻抗法對(duì)電力電纜進(jìn)行局部放電定位時(shí),通常將電力電纜當(dāng)作一個(gè)整體,看成是一個(gè)集總元件,實(shí)驗(yàn)時(shí)假設(shè)在相同時(shí)刻電纜中各部分的電流數(shù)值大小一致、電壓相位相同,線路的電阻與長度成正比。電橋法電路結(jié)構(gòu)簡單,測(cè)量時(shí)操作方便,測(cè)量結(jié)果精度高,但應(yīng)用范圍較小,只能用于特定的幾種電纜故障類型。如果電纜的故障會(huì)產(chǎn)生較高的電阻,會(huì)導(dǎo)致通過電橋的電流減小,實(shí)驗(yàn)中所用的檢流計(jì)無法滿足檢測(cè)的要求,無法獲得到需要的故障點(diǎn)所處位置的定位數(shù)據(jù),判斷故障時(shí)就不能夠做到準(zhǔn)確無誤。
(2)行波法
在行波法中,對(duì)電力電纜故障點(diǎn)進(jìn)行定位的最初的方法是低壓脈沖法和脈沖電流法,后來在此基礎(chǔ)上對(duì)二次脈沖法進(jìn)行了研究和開發(fā)。低壓脈沖法通過向?qū)嶒?yàn)電纜中輸入原始脈沖,脈沖會(huì)在電纜中不停地流通,直到遇見產(chǎn)生局部放電的位置時(shí),會(huì)因?yàn)楣收宵c(diǎn)處的阻抗無法匹配造成反射回波,通過對(duì)反射波傳回輸入低壓脈沖波的位置的時(shí)間的統(tǒng)計(jì),再根據(jù)公式便可以求出電纜中故障點(diǎn)所在的位置;如果電纜的故障屬于高阻故障,無法通過低壓脈沖法進(jìn)行檢測(cè),脈沖電流法很好的彌補(bǔ)了這樣的缺點(diǎn),它定位故障位置的依據(jù)通過對(duì)電流信號(hào)的采集,當(dāng)輸入的高壓脈沖造成電纜的局部放電位置的絕緣發(fā)生擊穿時(shí),電纜上會(huì)出現(xiàn)短路電弧,產(chǎn)生躍變電流行波,再利用CT互感器讀取數(shù)據(jù)信號(hào),根據(jù)往返時(shí)間得到故障距離;為了獲得實(shí)驗(yàn)電纜在開路狀態(tài)下的全長波形,二次脈沖法會(huì)先向?qū)嶒?yàn)電纜發(fā)送一個(gè)低壓脈沖,在獲得全長波形后,再設(shè)定高壓脈沖對(duì)電纜中造成絕緣擊穿的位置,并輸入一個(gè)測(cè)試脈沖,低壓脈沖在碰到局部放電位置后會(huì)發(fā)生反射,由于先后分別檢測(cè)記錄的信號(hào)的極性不同,在對(duì)反射信號(hào)的極性的分析能夠得出局部放電的大概位置。
(3)波反射法
需要進(jìn)行局部放電現(xiàn)象檢測(cè)時(shí),通常采用的檢測(cè)措施包括低壓脈沖反射法、脈沖電流測(cè)試法和衰減法。波反射法是給實(shí)驗(yàn)電纜的端口加入脈沖波,脈沖波會(huì)在實(shí)驗(yàn)電纜中以既有的速度進(jìn)行傳播,在通過電纜擊穿點(diǎn)或達(dá)到電纜端部時(shí)產(chǎn)生反射,反射波會(huì)被電纜端口的傳感器接受并記錄時(shí)間,根據(jù)脈沖返回的時(shí)間差來定位電纜中局部放電點(diǎn)的位置。
近二十年里不斷研究和實(shí)驗(yàn)中,波反射法獲得了很大的發(fā)展,現(xiàn)在多使用弧反射法,電纜高壓燃弧后,低壓脈沖波會(huì)發(fā)生改變,通過前后收集到的兩種低壓脈沖波形進(jìn)行重合顯示,在顯示的波形上可以看到先后獲得的波形之間有著分叉點(diǎn),代表了實(shí)驗(yàn)電纜中局放現(xiàn)象的缺陷位置。電纜材質(zhì)的差異、事故類型的不同會(huì)產(chǎn)生不同的反射波形,通過對(duì)波形的研究可以實(shí)現(xiàn)對(duì)故障類型的分析以及故障點(diǎn)的定位。
綜上所述,交流耐壓法、直流耐壓法以及超低頻法有其各自的適用性,但總體來說檢測(cè)效果不是非常理想。此外,現(xiàn)有的電力電纜局放試驗(yàn)還存在以下幾個(gè)缺陷需要解決:1)交流耐壓法,試驗(yàn)設(shè)備所需電源容量大,設(shè)備數(shù)量多且繁重,增加現(xiàn)場試驗(yàn)的工作量和成本;2)直流耐壓法,其充電時(shí)間越長,越導(dǎo)致了電纜的進(jìn)一步絕緣老化。