振蕩波檢測(cè)
局部放電(簡(jiǎn)稱局放)是電纜絕緣劣化的征兆，也是造成絕緣劣化發(fā)展的重要原因之一，局放作為電纜線路絕緣故障早期的主要表現(xiàn)形式，既是引起絕緣老化的主要原因，又是表征絕緣狀況的主要特征參數(shù)，是電力電纜運(yùn)行中的一個(gè)較大的安全隱患。局部放電測(cè)量用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)，外部噪聲干擾嚴(yán)重，測(cè)量很困難。雖然有困難，但已有測(cè)量結(jié)果也證明值得花時(shí)間和代價(jià)進(jìn)行局部放電的測(cè)量。特別當(dāng)懷疑有缺陷或破壞或者要求保證電纜工作最大可靠性時(shí)，這是一種典型的方法。只要把噪聲等級(jí)降低到局部放電水平以下，測(cè)量的局部放電可以提供很多有用的診斷信息。通過觀察局部放電信號(hào)的幅度與相位以及信號(hào)與升降壓之間的變化關(guān)系，可以知道缺陷的形式和位置以及它們對(duì)電纜絕緣的影響。
其實(shí)，局部放電作為電纜絕緣非破壞性電氣檢驗(yàn)的主要項(xiàng)目。從50年代后期開始，世界各國紛紛采用寬頻帶放大檢測(cè)器對(duì)電纜絕緣進(jìn)行局部放電檢測(cè)。1963年，荷蘭NKF電纜廠F.H.Kreuger博士發(fā)表了他1957-1960年實(shí)驗(yàn)研究的論文和”局部放電檢測(cè)“一書，奠定了局部放電的測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)。此后，國際大電網(wǎng)會(huì)議(CIGRE)第21技術(shù)委員會(huì)(高壓電纜)成立了局部放電工作組，針對(duì)電纜局部放電的特點(diǎn)進(jìn)行確定試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)的工作。1979年德國5家主要電纜工廠同漢諾威大學(xué)西林研究所合作研究，提出了長(zhǎng)電纜上局部放電測(cè)試的科學(xué)方法。1980年德國正式批準(zhǔn)這一建議為國家標(biāo)準(zhǔn)。1982年國際電工委員會(huì)((IEC)第17工作組采納為IEC標(biāo)準(zhǔn)草案，1985年經(jīng)各國IEC分委會(huì)多數(shù)表決，同意將該草案作為電纜局部放電的試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)。
1996年日本株式會(huì)社的Katsumi Uchida等人通過在電氣設(shè)備上制作氣隙和電樹，施加振蕩波電壓檢測(cè)擊穿電壓。研究發(fā)現(xiàn)振蕩波電壓在這兩種缺陷上的效果與交流電壓較接近。
1998年荷蘭代爾夫特理工大學(xué)的Edward Gulski等為了比較了振蕩波電壓和交流電壓下的局放特性，制作了不同的電纜終端缺陷進(jìn)行檢測(cè)。研究發(fā)現(xiàn)兩者的起始放電電壓有很高的等效性，但是在局放量上存在一定的差異。振蕩波的頻率并不影響其局放起始電壓，但是頻率和放電量有很大關(guān)系，頻率越小，放電量越大。
據(jù)目前國內(nèi)外技術(shù)文獻(xiàn)記載，該技術(shù)采用的振蕩波電壓是一種用于交聯(lián)聚乙烯電纜局部放電檢測(cè)和定位的電源，檢測(cè)時(shí)，首先通過振蕩波電路與電纜連接，產(chǎn)生振蕩波電壓作用于電纜。當(dāng)電纜中存在缺陷時(shí)，會(huì)在振蕩波電壓的作用下，產(chǎn)生局部放電，經(jīng)過電路中的局部放電檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)放電信號(hào)，從而判斷電纜的運(yùn)行狀態(tài)。
2008年1月，北京電力電纜公司吸取新加坡等國家在狀態(tài)檢測(cè)方面的成功經(jīng)驗(yàn)，嘗試采用振蕩波法電纜局部放電定位(OWTS)測(cè)試技術(shù)對(duì)配網(wǎng)10kV電纜進(jìn)行局部放電測(cè)試。在測(cè)試過程中，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)數(shù)條電纜有嚴(yán)重局部放電現(xiàn)象，經(jīng)過對(duì)電纜的解剖分析證實(shí)了這些電纜存在的不同方面、不同程度的問題，通過對(duì)數(shù)百條電纜的局放檢測(cè)情況進(jìn)行總結(jié)分析，應(yīng)用振蕩波法對(duì)電纜局部放電進(jìn)行測(cè)試并定位是一個(gè)非常有效的技術(shù)，而且方法操作簡(jiǎn)單，容易判斷。得悉北京奧運(yùn)保電引進(jìn)振蕩波技術(shù)檢測(cè)配網(wǎng)電纜取得不錯(cuò)的效果后，國內(nèi)電纜線路規(guī)模較大的城市，如上海、蘇州、廣州、深圳、武漢等城市都先后跟進(jìn)，在10kV配網(wǎng)電纜上購置設(shè)備并組織開展，檢測(cè)出大量10kV問題接頭和電纜，及時(shí)消缺避免了很多跳閘事故。
但目前國內(nèi)僅僅開展了配電網(wǎng)中壓電纜線路在阻尼振蕩波電壓下絕緣性能檢測(cè)與診斷的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，而在高壓電纜線路上的研究與應(yīng)用處于一片空白，相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)完全缺失。
2010年3月，武漢供電公司與國網(wǎng)電科院武漢高壓研究所聯(lián)合，首次在國內(nèi)嘗試引進(jìn)瑞士OWTS HV150系統(tǒng)的DAC電壓下現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、診斷2條110kV交聯(lián)電纜線路的絕緣健康狀況。研究分析和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)證明，用DAC電壓代替工頻正弦波電壓作為試驗(yàn)電壓，結(jié)合耐壓試驗(yàn)、局放檢測(cè)與定位、介質(zhì)損耗測(cè)量多種絕緣性能檢測(cè)方法，可有效覆蓋線路全長(zhǎng)范圍內(nèi)電纜本體及附件，較好地彌補(bǔ)了現(xiàn)有高壓交聯(lián)電纜絕緣性能檢測(cè)手段存在的局限和不足。
2010年4月，為保障亞運(yùn)會(huì)主網(wǎng)電纜安全，廣州供電局引進(jìn)了新加坡新能源公司所有權(quán)的瑞士OWTS HV150系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)亞運(yùn)保電幾條重要的110kV電纜進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)進(jìn)行了技術(shù)交流和探討。
盡管如此，在110kV , 220kV高壓交聯(lián)電纜線路現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和狀態(tài)檢測(cè)中，阻尼振蕩波(DAC)電壓下絕緣性能檢測(cè)的研究與應(yīng)用在國內(nèi)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)仍相當(dāng)缺乏。2011年深圳供電局采用OWTS (HV250)阻尼振蕩波測(cè)試技術(shù)對(duì)3回220kV及14回110kV交聯(lián)聚乙烯電力電纜線路進(jìn)行高壓振蕩波檢測(cè)試驗(yàn)，收獲了大量現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。
IEC及世界各國都制定了相關(guān)的局部放電測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，通過對(duì)局部放電的檢測(cè)及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，找出故障原因，保證電力電纜質(zhì)量，保障電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。國際大電網(wǎng)(GIGRE)也在2009年成立了電纜及接頭現(xiàn)場(chǎng)局放檢測(cè)技術(shù)的工作組，對(duì)該方面技術(shù)發(fā)展進(jìn)行研究梳理。
阻尼振蕩波局放檢測(cè)技術(shù)在中低壓電力電纜領(lǐng)域的應(yīng)用效果，已為世人所認(rèn)可并廣泛應(yīng)用，但在110kV及以上高壓電纜領(lǐng)域仍是最尖端前沿的技術(shù)。瑞士Seitz公司研發(fā)成功的OWTS系統(tǒng)設(shè)備具備測(cè)試110kV及以上高壓電纜，最高輸出電壓峰值達(dá)350kV可對(duì)220kV及以下電壓等級(jí)電纜進(jìn)行局放測(cè)試及耐壓實(shí)驗(yàn)，在歐洲、中東、亞洲已有不少的成功案例。它具有與交流電源等效性好，作用時(shí)間短、操作方便、易于攜帶等特點(diǎn)，可有效檢測(cè)交聯(lián)聚乙烯電纜中的各種缺陷，不會(huì)對(duì)電纜造成傷害。高壓電纜振蕩波局放
測(cè)試主要用于檢測(cè)電纜系統(tǒng)內(nèi)部(包括電纜本體、接頭、終端)存在的局部放電(絕緣層中存在的未擊穿的放電通道，簡(jiǎn)稱局放。局放會(huì)在電場(chǎng)作用下逐漸升級(jí)，最終轉(zhuǎn)化為擊穿故障)，確保電纜處于健康狀態(tài)。其原理是通過檢測(cè)感性元件與被試電纜的高頻脈沖信
號(hào)，結(jié)合信號(hào)補(bǔ)償技術(shù)，達(dá)到測(cè)量并精確定位電纜線路局部放電的目的。
基于此，2011年深圳供電局采用DAC電壓下現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、診斷3條220kV及14回110kV交聯(lián)電纜線路的絕緣健康狀況，開展了國內(nèi)至今最大規(guī)模的DAC電壓下電纜局部放電檢測(cè)、放電源定位和介質(zhì)損耗測(cè)量等試驗(yàn)工作，為全面了解典型高壓交聯(lián)電纜DAC測(cè)試系統(tǒng)(OWTS)的功能與組成，探討研究用DAC電壓代替工頻正弦波電壓作為試驗(yàn)電壓的可行性，結(jié)合對(duì)比了耐壓試驗(yàn)、局放檢測(cè)與定位、介質(zhì)損耗測(cè)量多種絕緣性能檢測(cè)方法，初步認(rèn)可阻尼振蕩波檢測(cè)局放可比較有效覆蓋線路全長(zhǎng)范圍內(nèi)的電纜本體及附件，較好地彌補(bǔ)了現(xiàn)有高壓交聯(lián)電纜絕緣性能檢測(cè)手段存在的局限和不足。
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