长电力电缆振荡波局部放电检验测试验方案计划.doc

/. 国家电网合肥供电公司 10kV长电力电缆阻尼振荡波 测试方案 安徽立翔电力技术服务有限公司 二零一七年七月 目 录 一、试验标准和目的 - 2 - 二、试验仪器 - 2 - 三、试验内容 - 3 - 1、术语及定义 - 3 - 2、试验原理介绍 - 3 - 3、被测电缆要求及测试前准备 - 5 - 4、绝缘电阻测试 - 5 - 5、测试电缆中间接头位置及电缆长度 - 5 - 6、振荡波局部放电试验 - 6 - 6.1 电缆局放校准 - 6 - 6.2 振荡波局放测试 - 7 - 1）试验接线步骤： - 7 - 2）加压测试程序 - 7 - 3）测试要求及注意事项： - 7 - 7、振荡波局放诊断评价 - 8 - 1）绝缘电阻： - 8 - 2）电缆局部放电量： - 8 - 8、电缆振荡波局放异常处理决策 - 8 - 1）绝缘电阻异常情况处理措施 - 8 - 2）电缆振荡波局放量超标异常情况处理措施 - 9 - 9、试验时间：1.5～2.5 小时/段 - 9 - 四、人员安排： - 9 - 五、安全措施： - 9 - 一、试验标准和目的 根据《合肥供电公司》要求，通过现场试验，在不损害电缆本体绝缘的情况下检查10kV（含10km以上）电缆的绝缘状况及其内部局部放电情况，以对其绝缘进行评估。本试验方法参照标准： IEEE Std 400™-2001 IEEE Guide for Field Testing and Evaluation of the Insulation of Shielded Power Cable Systems CIGRE WG 21.05- 1998 Diagnostic Methods for HV Paper Cables and Accessories IEC605021-1997 额定电压1 kV （Um = 112 kV） 至30 kV （Um = 36 kV） 挤包绝缘 电力电缆及附件 GB/ T127061-2002 额定电压1 kV （Um = 112 kV） 到35 kV （Um = 401 5 kV） 挤包绝缘 电力电缆及附件 GB/T 7354-2003 局部放电测量 GB 50150 电气装置安装工程电气设备交接试验规范 GB/T16927.1-1997 高电压试验技术 一般试验要求 GB/T16927.2-1997 高电压试验技术 试验程序 DL/T 417 电力设备局部放电现场测量导则 Q/CSG1 0007-2010 电力设备预防性试验规程 DL/T 849.5—2004 电力设备专用测试仪器通用技术条件 第3部分 振荡波高压发生器 二、试验仪器 OHV OWTS－M30型电缆振荡波局放检测仪 MR1-1远端测试单元 SEBAKMT Easyflex Com多功能脉冲反射仪 LIXXAN-2377型数字兆欧表 三、试验内容 1、术语及定义 1.1 局部放电 partial discharge 局部放电是指设备绝缘系统中部分被击穿的电气放电，这种放电可以发生在导体（电极）附近，也可发生在其它位置。 1.2 振荡波电压法 oscillating waveform voltage, or damped AC voltage 利用被测电缆与电感的串联谐振原理，使振荡电压在多次极性变换过程中电缆缺陷处会激发出局部放电信号，通过高频耦合器测量该信号从而达到检测目的的一种方法。 1.3 行波定位法 Traveling wave orientation 行波定位法是常用于电缆局部放电定位的一种时差计算方法。 2、试验原理介绍 10kV长电缆（10km以上）电缆振荡波局部放电检测如图1所示： 图1 长电缆电缆振荡波局放双端测试原理 用直流电源将被测试电缆在几秒中内充电至工作电压(额定电压)。实时快速状态开关S闭合，将被测电缆和空心电感构成串联谐振回路，回路开始以的频率进行振荡。空心电感值根据谐振频率的要求进行选择，频率范围5O～1000Hz，相近于工频频率。中压电路一般具有相对低的介质损耗角的特点，与具有低损耗的空心电感相配，可得到具有高品质因数的谐振回路。回路品质Q一般为30～100，振荡波以谐振频率在0.3～1s内衰减完毕，这一过程只有几十分之一周波，交变电场激发电缆局部缺陷位置产生局部放电。 在电缆的两端分别安装振荡波局部放电信号采集装置，通过数据采集获得被检测电缆两端的电压、局部放电量信号，记录并对相应的数据进行换算以获得故障定位所需的波形文件，之后调用局部放电定位算法进行故障定位，计算出故障点局部放电信号产生的准确位置，双端实现无线软件同步和高精度GPS时钟同步，同时将双端采集信号通过移动联通信号传至同一台电脑，进行数据分析。其特征是对于同一局放事件，两端捕捉的都是首先到达各自检测单元的局放信号。对于局放定位算法，这也就意味着系统所捕捉到的有效局放信号所途径的距离均小于被测电缆的全长。这样就可以精确定位长电缆（10km以上）的电缆局部放电位置。 振荡过程中，可利用行波法对局放信号进行定位。测试一条长度为L的电缆，假设在距测试端x处发生局部放电，脉冲沿电缆向两个相反方向传播，其中一个脉冲经过时间t1到达测试首端；另一个脉冲向测试末端传播，经过时间t2到达测试末端。根据两个脉冲到达测试首末端的时间，可以计算局部放电发生位置。 图2 行波定位法 显示的是一个典型局放信号的时域传播图，显示的是局放事件发生地点距电缆近端距离x = s，产生时间为t0 ： 在 t0 时起始局放信号分成两个部分：一次脉冲在产生后直接向电缆近端传播，同时二次脉冲则直接向电缆远端传播。 一次脉冲在 t1时到达近端局放检测装置。 同样一次脉冲将同时向电缆远端L传播，并在t2时到达远端局放检测装置。 波行走的距离小于电缆全长，则将行波距离小于电缆全长的波称为有效波； 在已知电缆全长为L，电缆中的局放信号的波群传播速度为Vg，并且一次波和二次反射波分别到达局放检测位置的时间差为∆t = t2 − t1 时，局放源在电缆中的位置可用下式定位: 3、被测电缆要求及测试前准备 1）局放测试前，将电缆断电、接地放电，两端悬空，布置好安全围栏； 2）尽量将电缆接头处PT、避雷器等其它设备拆除； 3）电缆头擦拭干净，电缆头与周边接地部位绝缘距离足够； 4）收集电缆长度、型号、类型、投运日期等电缆参数； 5）电缆长度L：电缆一侧测量方式：50m≦L≦7km； 电缆双端测量方式：L＞7km。 4、绝缘电阻测试 10kV电缆主绝缘电阻测试，采用5000V绝缘摇表进行测试，绝缘电阻在试验前后应无明显变化；对于10kV电缆主绝缘电阻测试的绝缘电阻只有大于50MΩ才可以进行下一步试验。 5、测试电缆中间接头位置及电缆长度 采用SEBAKMT Easyflex Com多功能脉冲反射仪（如图2）对电缆全长及其中间接头位置进行测试，以测量电缆长度及接头位置和对电缆短路和断路故障进行预定位。 测试要求： 1）电缆全长必须准确，以用于校准； 2）中间接头测量尽量准确和详细，有利于最终判断局放位置； 3）测量范围：50m～15000m，需根据电缆长度调节测量范围。 图3 多功能脉冲反射仪 6、振荡波局部放电试验 6.1 电缆局放校准 采用OHV-M30型双端电缆振荡波局部放电测试系统，图3所示为长电缆校准界面： 图4电缆局放校准波形 测试要求： 1）将局放校准仪连线的接线端分别夹在被测电缆的线芯和屏蔽上； 2）注意在高压测试开始时将校准器连线拆除； 3）局放校准仪的输出频率设定在100Hz； 4）校准区间从100pC～100nC均要校准。 6.2 振荡波局放测试 1）试验接线步骤： a、将高压单元接地与现场主接地相连，将对端采集单元与地连接好； b、将放电棒与现场主接地相连； c、将高压开关控制连线连接至控制盒； d、将直连网线连接至笔记本电脑； e、将高压测试电缆连接好，将对端采集单元和电缆连接好； f、将高压单元电源线与电源连接； g、电缆参数及中间接头参数输入及准备。 2）加压测试程序 a、启动高压单元高压。将高压安全钥匙开启，绿灯亮；按下高压控制开关绿色按键，红灯亮； b、选择被测电缆相位、界面显示模式、量程、加压模式； c、输入测试电压，逐级加压并保存有效的测试数据； d、对被测电缆和高压单元放电并换相测试； e、三相测试结束，关闭高压单元，将被测电缆接地； 3）测试要求及注意事项： a、0kV电压等级下测量环境噪声； b、分别在0.3U0、0.5U0、0.7U0、0.9U0、1.0U0、1.2U0、1.3U0、1.5U0、1.7U0和2.0U0（新电缆）电压等级下测量局部放电，测量界面如图5所示； 图5 电缆局放测试界面 c、电缆局放故障点局放随着测试电压的升高而变大，每次测试选择相应的量程； d、尽量减小环境噪音干扰，如有施工可要求暂停； e、尽量减小来自地线的干扰如电晕等； f、为排除高压测试电缆与被测电缆之间的连接不好而造成的人为干扰，高压电缆与被测电缆的连接需要严密接触完整。 7、振荡波局放诊断评价 1）绝缘电阻： 绝缘电阻参数作为辅助参考，当绝缘电阻值出现下列其中一种情况，应对电缆进行进一步检查（M代表三相电缆中最小的绝缘电阻值）： a、M＜50MΩ，针对交联电缆； b、50MΩ≤M＜1GΩ，并且最高和最低绝缘相差大于5倍； c、1GΩ≤M＜1000GΩ，并且最高和最低绝缘相差大于15倍； d、低于上次试验的70%。 2）电缆局部放电量： 当电缆的以下部件出现下列的局放量超标情况，应视为缺陷情况： a、电缆本体：＞300pC； b、电缆终端：＞5000pC； c、电缆中间接头：＞500pC。 8、电缆振荡波局放异常处理决策 1）绝缘电阻异常情况处理措施 a、进一步加强跟踪及检测，缩短试验周期； b、进一步进行电缆振荡波局放试验，确认原因。 2）电缆振荡波局放量超标异常情况处理措施 a、带电情况下采用超声波、地电波、红外等手段进行状态监测； b、保供电期间缩短带电测试周期； c、更换局放量超标部件； d、对缺陷电缆线路的故障部件进行更换前、后局放试验； e、对缺陷电缆接头、终端及本体进行解体试验，初步探讨振荡波有效性，进一步制定电缆振荡波局放试验的规程。 9、试验时间：1.5～2.5 小时/段 四、人员安排： 整个试验由工作负责人统一指挥，一人操作振荡波局放检测系统，一人负责脉冲反射仪测距、信号校准器输入及各相电缆头测试接线，一人负责电缆主绝缘电阻测试，在监护升压过程（可由工作负责人负责），一人专门负责操作断路器和刀闸，其他人员负责升压时监护。 五、安全措施： 1、绝缘电阻测试时电缆对侧需专人看守，严禁测试期间电缆头及被测电缆本体或附近处有作业现象； 2、切断被测物（电缆）电源，防止再次通电，确定被测物（电缆）上已无电压，隔离附近带电设施； 3、升压试验时应在电缆头和试验设备四周装设网状围栏，悬挂“高压，危险！”标示牌，试验现场四周包括对端应派专人监护，禁止与试验无关人员靠近； 3、升压时控制台操作人员应站在绝缘垫上，防止高压反击危及人员安全； 4、加压过程中应注意观察电压是否波动、数据是否异常，并呼唱报时，发现有异常情况立即降压，直到查明原因后再重新开始加压； 5、试验时无工作负责人许可，试验人员不得离开岗位或进行其他工作。 6、工作负责人职责： 1）检查试验设备是否正常； 2）工作负责人作为专职监护人，不参加工作班的试验工作； 3）监督完成整个试验，现场试验由工作负责人统一指挥，包括试验顺序及人员分工。