毛傳峰，王科，項(xiàng)恩新，黃禾

(1.云南電網(wǎng)公司昆明供電局，昆明 650000;2.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院，昆明 650217)

0 前言

10 kV 振蕩波局放測(cè)試系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于10 kV交聯(lián)聚乙烯(XLPE)電纜耐壓試驗(yàn)、局部放電試驗(yàn)［1－3］，其優(yōu)點(diǎn)在于與交流電壓等效性好，作用時(shí)間短、操作方便、便于攜帶運(yùn)輸，可發(fā)現(xiàn)XLPE 電力電纜中的各種缺陷，試驗(yàn)中不會(huì)對(duì)電纜造成損傷［4－8］，10 kV 振蕩波局放測(cè)試系統(tǒng)性能參差不齊，部分產(chǎn)品在使用過(guò)程中無(wú)法正確反映電纜的故障情況，有些故障誤判甚至造成了生產(chǎn)單位的重復(fù)停電，但目前針對(duì)此類產(chǎn)品缺乏有效評(píng)測(cè)方法，對(duì)10 kV 電纜的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成了不良影響［9－10］。以下介紹10 kV 振蕩波局放測(cè)試系統(tǒng)測(cè)評(píng)平臺(tái)搭建、實(shí)測(cè)評(píng)價(jià)兩方面的內(nèi)容。

1 測(cè)評(píng)平臺(tái)搭建

1.1 相同電纜型號(hào)試驗(yàn)段

試驗(yàn)段具有固定的波速度［11］，固定的中間接頭數(shù)，主要用于衡量10 kV 振蕩波局放測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量長(zhǎng)度和中間接頭數(shù)的準(zhǔn)確性。

相同電纜型號(hào)的10 kV 電纜試驗(yàn)段基于云南電網(wǎng)公司超高壓試驗(yàn)研究基地10 kV 考核場(chǎng)的自10 kV 配變10 kV 側(cè)到主變進(jìn)線柜10 kV 側(cè)一段大循環(huán)繞設(shè)的約35 m 長(zhǎng)電纜，將一側(cè)A 相和B 相短接、一側(cè)B 相和C 相短接構(gòu)成單相約100 m 長(zhǎng)的電纜。

搭接后該電纜段型號(hào)為ZR－YJV22－8.7/15 kV 3×120，全長(zhǎng)測(cè)量約100 m，有兩個(gè)中間接頭，中間接頭的位置大概在電纜段的35 m 和78 m 處。

1.2 不同電纜型號(hào)電纜試驗(yàn)段

纜試驗(yàn)段利用廢舊電纜段，具有多處故障點(diǎn)和可能局放點(diǎn)，用于衡量10 kV 振蕩波局放測(cè)試系統(tǒng)對(duì)故障點(diǎn)判斷的準(zhǔn)確性和局放測(cè)量的實(shí)用性。

不同電纜型號(hào)的10 kV 電纜試驗(yàn)段基于5 段不同型號(hào)的廢舊電纜，以首尾相接、蛇形排布的形式構(gòu)成，5 段電纜及附件參數(shù)見表1，整個(gè)電纜段結(jié)構(gòu)見圖1，

圖1 電纜段結(jié)構(gòu)圖

試驗(yàn)段約299 m，含25 個(gè)中間接頭，2 個(gè)終端接頭，試驗(yàn)段回路電阻值62.4 MΩ，可耐受17.4 kV (2 U0)/1 min 工頻電壓。為了更好體現(xiàn)10 kV 振蕩波局放測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果，在本段電纜設(shè)置了工藝制作差、毛刺較多的中間接頭，便于衡量測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.3 雙施加源

雙施加源具備通流升壓功能，能夠真實(shí)模擬實(shí)際電纜運(yùn)行工況。利用絕緣支柱瓷瓶對(duì)地絕緣的10 kV 電纜段通過(guò)升流器產(chǎn)生目標(biāo)電流，并通過(guò)試驗(yàn)變壓器給10 kV 電纜段施加目標(biāo)電壓，10 kV 電纜段即具備等效的電壓、電流雙施加工況，電流回路具備100 A 的通流能力，20 kV/1 A 的工頻電壓源滿足10 kV 電纜段電壓測(cè)試要求，電壓電流雙施加試驗(yàn)平臺(tái)［12－13］如圖2 所示。

圖2 電壓、電流雙施加試驗(yàn)平臺(tái)示意圖

2 實(shí)測(cè)評(píng)價(jià)

10 kV 振蕩波局放測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試是利用電纜等值電容與電感線圈的串聯(lián)諧振原理，振蕩電壓在多次極性變換過(guò)程中使電纜缺陷處激發(fā)出局部放電信號(hào)，通過(guò)高頻耦合器測(cè)量該信號(hào)從而達(dá)到檢測(cè)目的［14－15］。因此，在搭建了兩段10 kV 試驗(yàn)電纜段后，開展了針對(duì)三套試品的兩次實(shí)測(cè)對(duì)比試驗(yàn)并進(jìn)行了試品一對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的驗(yàn)收測(cè)評(píng)。

2.1 相同電纜型號(hào)試驗(yàn)段評(píng)價(jià)

兩套產(chǎn)品除試品三最高電壓、補(bǔ)償電容有區(qū)別外，軟件及其他應(yīng)用基本相同，兩套試品的實(shí)測(cè)過(guò)程基本一致，如下圖3 所示:

圖3 測(cè)試過(guò)程流程圖

由于試品二與試品三測(cè)距采用同一型號(hào)脈沖反射儀(測(cè)距儀)，因此測(cè)量電纜長(zhǎng)度的數(shù)值完全相同，均為95 m，而實(shí)際電纜段長(zhǎng)度為100 m，測(cè)試結(jié)果基本吻合，測(cè)試后局放分布圖如下圖4、5 所示:

圖4 試品二局放分布圖

由圖4、5 比較得出:

1)試品三局放分布圖局放位置集中在測(cè)距點(diǎn)39 m 和測(cè)距點(diǎn)75 m 處，基本對(duì)應(yīng)試驗(yàn)電纜段35 m 和78 m 的兩處電纜連接頭，發(fā)生局部放電的可能性大，較為符合實(shí)際情況。

2)試品二局放分布圖局放點(diǎn)較為分散，未形成典型局放集中點(diǎn)，經(jīng)多次測(cè)量后，局放分布圖趨同，基本判別試驗(yàn)電纜段40 m 處存在一定局放現(xiàn)象，但對(duì)試驗(yàn)電纜段75 m 左右處的第二處電纜連接頭的局放現(xiàn)象未有效采集，測(cè)試表現(xiàn)較試品三相比存在一定差距。

圖5 試品三局放分布圖

2.2 不同電纜型號(hào)試驗(yàn)段評(píng)價(jià)

基于不同電纜型號(hào)的10 kV 電纜試驗(yàn)段的實(shí)測(cè)評(píng)價(jià)選取了各方面性能有差異的試品一與試品二，兩套系統(tǒng)測(cè)試功能差異集中于以下幾點(diǎn):

1)試品二具備耐壓試驗(yàn)功能，試品一不具備此功能;

2)試品二具備測(cè)量局部放電起始電壓和熄滅電壓功能，試品一不具備此功能;

3)試品二數(shù)據(jù)分析軟件需配合加密鑰匙使用，較試品一復(fù)雜;

4)試品二進(jìn)行數(shù)據(jù)手動(dòng)分析的過(guò)程中，可實(shí)時(shí)調(diào)出標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)波形與測(cè)試波形進(jìn)行比對(duì)查看，并具備測(cè)試波形的放大和縮小查看功能，方便應(yīng)用分析，試品一不具備此功能。

在測(cè)量過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，試品一的測(cè)距功能采用軟件系統(tǒng)內(nèi)嵌式設(shè)計(jì)，而試品二采用脈沖反射儀(測(cè)距儀)，測(cè)量結(jié)果表明，試品一測(cè)量10 kV 試驗(yàn)電纜長(zhǎng)度僅為240 m，并且數(shù)據(jù)振蕩不穩(wěn)定，與試品二脈沖反射儀(測(cè)距儀)測(cè)量值289m 及實(shí)際長(zhǎng)度299 m 誤差較大。同時(shí)試品一內(nèi)嵌式測(cè)距系統(tǒng)未能有效測(cè)定試驗(yàn)電纜段的電纜接頭數(shù)，不利于故障判斷，存在一定設(shè)計(jì)缺陷。

由試品一、二電纜測(cè)距圖及局放分布圖比較得出

1)試品一與試品二電纜振蕩波局放測(cè)試系統(tǒng)均可用來(lái)檢測(cè)局部放電信號(hào)、定位異常放電點(diǎn)和確定電纜絕緣狀態(tài)。

2)在測(cè)試電壓、測(cè)試范圍、降頻裝置參數(shù)上試品二測(cè)試系統(tǒng)稍優(yōu);耐壓試驗(yàn)、自動(dòng)放電、局放起始和熄滅電壓測(cè)量等實(shí)用功能上試品二測(cè)試系統(tǒng)更豐富;在手動(dòng)分析時(shí)試品二測(cè)試系統(tǒng)可實(shí)時(shí)調(diào)出標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)波形與測(cè)試波形進(jìn)行比對(duì)查看，并具備測(cè)試波形的放大和縮小查看功能，方便應(yīng)用分析。

3)通過(guò)兩套試品的分析報(bào)告可以看出，試品二的測(cè)量結(jié)果更能反映試驗(yàn)電纜段的實(shí)際情況，產(chǎn)品性能更優(yōu)。

2.3 試品一對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的驗(yàn)收測(cè)評(píng)

1)電纜長(zhǎng)度及中間接頭測(cè)距不準(zhǔn)確。

2)測(cè)試加壓過(guò)程不穩(wěn)定。

3)輸出電壓周期不可調(diào)節(jié)。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)搭建相同電纜型號(hào)和不同電纜型號(hào)的兩段試驗(yàn)電纜段，對(duì)三套試品開展了兩次實(shí)測(cè)對(duì)比試驗(yàn)并進(jìn)行了試品一對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的驗(yàn)收測(cè)評(píng)。提煉出振蕩波局放測(cè)試系統(tǒng)測(cè)距與實(shí)際長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的典型分析、振蕩波局放測(cè)試系統(tǒng)局放集中點(diǎn)與實(shí)際電纜頭對(duì)應(yīng)的典型分析，振蕩波局放測(cè)試系統(tǒng)功能的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)評(píng)的綜合測(cè)評(píng)方法，測(cè)評(píng)結(jié)果表明不同廠家生產(chǎn)的10 kV 振蕩波局放測(cè)試系統(tǒng)在性能、精度、實(shí)用性上存在一定差距。

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