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中压电缆局放振荡波检测应用与讨论 　　摘 要：电缆的局部放电与其绝缘状况密切相关，预示着电缆存在缺陷，危害电缆的安全运行。近年来OWTS振荡波电缆局放检测和定位技术在国内外得到比较广泛的应用，本文简要阐述电缆局部放电振荡波检测和定位的原理，通过一起电缆局放典型案例的检测和分析过程，探讨电缆长度对振荡波局放检测灵敏度的影响。 　　关键词：振荡波 电缆 局部放电 　　中图分类号：TM247 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（b）-0103-02 　　随着城市化的发展，城市配电网中压电缆数量越来越多，其运行可靠性直接影响到用户的供电可靠性。因此及时发现电缆的绝缘缺陷，例如局部放电，对于保障用户供电可靠性有着重要意义。振荡波（OWTS）局放检测对发现中压电缆局部放电有一定的优势，能发现电缆中的局部放电的同时，还可以对缺陷位置进行定位，且振荡波电压与交流电压有一定的等效性，在进行振荡波检测的同时，也相当于对电缆进行了一次交流耐压试验。本文通过一起电缆局放典型案例的检测和分析过程，探讨电缆长度对振荡波局放检测灵敏度的影响。 　　1 检测诊断原理 　　1.1 振荡波电压的产生 　　系统振荡波电压的产生是通过对试品电缆施加直流电压，充电至设定电压后合上切换开关，令被试电缆的对地电容与检测系统的电感等构成回路，电缆上将产生阻尼衰减的振荡电压波，即称之为振荡波，电压的频率和阻尼系数由回路参数决定。检测系统产生的振荡波电压的频率接近工频，等效于工频电压施加在试品电缆上，对发现运行状态下的局放缺陷有很好的等效性，由此产生的局部放电脉冲也符合lEC 60270推荐值。 　　1.2 局放检测及定位 　　因为电缆的对称结构，每次局放产生两个相等的电流脉冲，即脉冲电量q/2，从局放源向两个方向传播，如图1所示。在电缆的“远端”，测量时通常开路，发生全反射。在电缆的“近端”连接局放耦合单元，不仅能检测到直接传播的脉冲，也能测到反射的脉冲。 　　为了定位局放缺陷，通常采用时域反射法（TDR）。如图2，直接脉冲出现在时间t1，反射脉冲出现在时间t2。于是式（1）给出的特征时间差能用于测量局放源与远端的距离，由式（2）给出。基于这个关系，局放缺陷与近端的距离，用式（3）来表示。这里l代表整个电缆的长度。显然，局放源定位中的不确定性不仅由真实特征时间差△t决定，也由传播速率vp和电缆长度决定。 　　2 检测和诊断 　　2.1 检测流程 　　进行振荡波局放检测时，首先测量电缆的长度，确定电缆中间头的数量和分布情况。然后对电缆注入标准脉冲进行标定，校准检测系统局放量标尺，同时观察反射脉冲，确定脉冲信号在电缆上传播的衰减系数。 　　2.2 诊断 　　振荡波局放诊断主要分两步，首先根据检测生成的振荡波形与局放脉冲图，观察放电量与放电次数，分析脉冲信号与电压振荡波形周期的关系、脉冲幅值与电压幅值的相关性几个方面，由此可以初步判断电缆是否存在局放。然后对采集到的脉冲信号进行鉴别筛选，电缆若存在局放，局放脉冲的直射脉冲和反射脉冲必然成对的出现，因此对采集到的脉冲信号进行分析，比较直射脉冲和反射脉冲的形状、衰减、时差等，将符合局放特征的疑似信号组进行提取，根据各组信号的时差描绘出电缆的局放定位统计图。如果疑似信号组在统计图上出现集中性，则电缆在信号集中的位置极有可能存在局放缺陷。 　　3 典型案例 　　10 kV新城甲线电缆全长4625 m，电缆共有7个中间头。首次检测，在1.7 U0电压下A相局放量达到了4500 pC左右，B相879 pC，C相约3000 pC左右，但信号在定位图上没有明显的集中性，如图2，且在U0下的最大局放量均小于300 pC，初步判断该电缆在运行电压下无局放。但该电缆在再次投入运行一段时间后，电缆的中间头处发生了击穿，击穿点位于996 m处。 　　在该电缆发生击穿后，从事故点将电缆截成两段重新进行了多次的局放检测。第一段电缆（从首次检测的近端到发生事故的中间头，共长996 m）在1.7 U0下最大局放量达2100 pC左右，定位图显示在离电缆近端485 m处有明显的信号集中性，如图3，该处为电缆中间头。解剖发现，此中间头的上有明显的划伤痕迹，形成了放电通道，如图4。 　　4 有效性讨论 　　检测案例表明电缆存在局放缺陷，但首次检测未能及时发现局放缺陷，原因值得分析讨论。新城甲线事故前后共进行了多次检测，比较新城甲线完整电缆和截断后电缆的校准波形图。图5为向截断后的电缆段（长996 m）注入200pC标准脉冲的波形图，左侧脉冲为入射脉冲，右侧脉冲为反射脉冲，此时反射脉冲非常明显。图6为向完整电缆段（4625 m）注入2000pC标准脉冲时的波形图，由图可见，即使注入了信号为2000pC标准脉