趙莉君

摘要：在改革開放的新時(shí)期，經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展，社會(huì)在不斷進(jìn)步，圍繞高壓電纜局部放電檢測試驗(yàn)電源系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)行闡述，詳細(xì)分析試驗(yàn)電源供電容量和供電方式的選擇，了解高壓電纜局部放電檢測信號特征。

關(guān)鍵詞：高壓電纜;局部放電;接地系統(tǒng)

引言

隨著供電負(fù)荷不斷地增容，電纜用量也不斷增加，同時(shí)故障率也大大增加。局部放電是造成電纜絕緣損壞的主要原因。局部放電檢測分停電檢測和帶電檢測，但由于煤礦供電可靠性要求高，進(jìn)行停電檢測影響生產(chǎn)進(jìn)度，帶電檢測就顯得尤為重要，目前最常見的電纜帶電檢測方法為高頻局部放電測試。高頻局部放電儀廣泛用于電纜、變壓器等設(shè)備的局部放電檢測。

1高壓電纜局部放電檢測的必要性

高壓電纜作為電力傳輸?shù)闹匾橘|(zhì)，同時(shí)擁有良好電氣性能、耐熱性和強(qiáng)機(jī)械性能等諸多優(yōu)點(diǎn)，近年來在電力系統(tǒng)的輸配電中廣泛應(yīng)用;但是高壓電纜難以避免其自身存在的缺陷，尤其是在高壓電纜制作過程中難以保證其絕緣的絕對完好，在安裝鋪設(shè)電纜時(shí)，容易因機(jī)械力導(dǎo)致絕緣受到擠壓等損害，更重要的是長時(shí)間使用后因?yàn)闈癯薄⑼寥狼治g等導(dǎo)致絕緣被腐蝕受損，這些隱患最終會(huì)引起高壓電纜絕緣的擊穿。高壓電纜因其鋪設(shè)的特殊性而導(dǎo)致故障排查和檢修難度相當(dāng)大。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，電纜附件故障已經(jīng)占到了高壓電纜運(yùn)行故障的近50%，尤其是高壓線纜的中間接頭和終端接頭故障。出于高壓電纜鋪設(shè)及其高壓線纜的制作需求，電纜接頭在實(shí)際電纜鋪設(shè)中難以避免，因而對整個(gè)高壓電纜而言，接頭部位成為了運(yùn)行故障易發(fā)點(diǎn)和電纜絕緣的薄弱環(huán)節(jié)。隨著我國高壓特高壓系統(tǒng)的不斷發(fā)展，電壓等級在不斷升高，隨之而來的是對高壓電纜接頭的絕緣要求更加嚴(yán)格，電纜附件制作也將更加復(fù)雜，其故障的風(fēng)險(xiǎn)也隨之提高，因此必須對高壓電纜接頭給予足夠的重視，做好其故障排查，以保障整個(gè)電纜系統(tǒng)的正常運(yùn)行。為保證高壓電纜正常運(yùn)行，就要定期不定期的對高壓電纜開展絕緣檢測。過去的多年，我國廣泛通過預(yù)防性試驗(yàn)的方法進(jìn)行電力檢修，這種檢修易造成停電，帶來了極大的不便;為在不影響正常的電力使用情況下進(jìn)行高壓電纜檢修，近年來對于高壓電纜接頭的絕緣檢測日益成為新的研究熱點(diǎn)。通過對在線檢測技術(shù)的不斷研究，實(shí)現(xiàn)了通過電纜絕緣良好程度的特征信號及其判據(jù)對運(yùn)行中的電纜絕緣是否存在被擊穿的隱患進(jìn)行有效判定。

2高壓電纜交流耐壓局部放電檢測技術(shù)

2.1高壓電纜局部放電檢測試驗(yàn)原理

此次高壓電纜局部放電檢測試驗(yàn)主要采用的是220kV電纜線路，開展交流耐壓試驗(yàn)，在實(shí)際檢測的過程中主要采用的是雙回路，對線路長進(jìn)行測量，長度為800m，在試驗(yàn)電纜材料的選擇上，主要是銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜，將其試驗(yàn)電纜的額定電壓以及電容量控制在220kV、0.214uF/km，在電纜敷設(shè)的過程中，主要以隧道敷設(shè)為主，檢測每回電纜線路的狀態(tài)，其中主要涉及絕緣中間接頭，在此試驗(yàn)環(huán)節(jié)中發(fā)揮GIS優(yōu)勢，為了確保試驗(yàn)的順利進(jìn)行，需要明確GIS終端以及戶外終端的接地方式，前者主要以電壓保護(hù)器接地為主，后者主要以直接接地為主，掌握中間接頭金屬屏兩側(cè)的接地方式，主要在GIS與戶外終端。

2.2電力電纜的敷設(shè)

我國最常見的電力電纜敷設(shè)的方式主要有：排管、電纜橋架、電纜隧道、電纜溝以及直埋等。為了對電力電纜能順利的通過進(jìn)行確保，就要科學(xué)合理的選擇電力電纜的敷設(shè)，而且還要根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況加以調(diào)整，因此，現(xiàn)階段的電纜敷設(shè)就可以采用多種方式的組合。目前而言，在電纜鋪設(shè)的過程中大多數(shù)都選擇了隱蔽性較好的電纜溝槽設(shè)計(jì)，不過這種設(shè)計(jì)卻不是適用于所有情況下的，很多情況下還是需要采用磚砌電纜綜合溝。通常情況下，采用磚砌電纜溝槽的方式都會(huì)講其鋪設(shè)到綠化帶或者是人行道下，完成電纜鋪設(shè)后要先進(jìn)行回填然后將原有的綠化或者是人行道進(jìn)行復(fù)原。其中在設(shè)計(jì)蓋板的時(shí)候，需要全面的考慮的商業(yè)堆載為每平方米1t，而溝槽蓋板一般采用的都是預(yù)制鋼筋混凝土蓋板。蓋板的設(shè)計(jì)荷載也應(yīng)該隨著局部荷載的增加而進(jìn)行增加。電纜頂管處的兩端以及過路埋管的地方需要對工井進(jìn)行合理的設(shè)置，在完成敷設(shè)之后，就需要在工井內(nèi)充沙。工井采用預(yù)制梁板結(jié)構(gòu)，磚砌井溝壁，活動(dòng)頂蓋，一般情況下是不行車，只考慮行人、工程電纜在通過主干道路時(shí)，穿越方式采用的是導(dǎo)向鉆進(jìn)非開挖鋪設(shè)MPP電力電纜護(hù)套管的方法，這主要是因?yàn)槭姓辉试S進(jìn)行封路和大開挖埋管的作業(yè);如果是通過非主干道的時(shí)候，主要采用的就是破路開挖埋管。

2.3超高頻局部放電檢測技術(shù)

電力電纜接頭產(chǎn)生局部放電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生單極性脈沖，且上升時(shí)間很短、脈沖寬度很窄，同時(shí)向兩個(gè)方向進(jìn)行傳播，因傳播過程中會(huì)出現(xiàn)衰減和散射，因此當(dāng)脈沖到達(dá)測量點(diǎn)時(shí)會(huì)導(dǎo)致脈寬增加、幅值減小。一般而言，能夠較好的檢測到脈沖波形。假如脈沖的上升時(shí)間和寬度在電纜局部放電脈沖的正常波動(dòng)范圍內(nèi)，那么就可認(rèn)為該脈沖是電纜局部放電所致。Boggs和Stone通過不斷研究使測試儀器的1GHz測量頻帶成為現(xiàn)實(shí)，這種強(qiáng)大功率的測試儀器能夠成功測試出初始局部放電脈沖。在此強(qiáng)大的頻帶下，可通過衰減噪聲信號的方式降低噪聲對放電檢測的影響，從而更大限度的再現(xiàn)局部放電脈沖，以此深化對局部放電的機(jī)理研究。根據(jù)頻帶的寬窄，超高頻檢測又分為超高頻窄帶檢測和超高頻超寬頻帶檢測。后者帶寬可達(dá)幾GHz。由于超高頻超寬頻帶檢測技術(shù)能夠?qū)υ肼暺鸬矫黠@的抑制作用，同時(shí)又具有信息量大的優(yōu)點(diǎn)，因而使用較多。超高頻局部放電檢測采用的傳感器主要為微帶天線傳感器，這種傳感器安裝在一個(gè)或兩個(gè)磁極上，可探測到單根定子線棒的放電。目前，微帶天線傳感器已被用于大型電力變壓器、電力電纜等設(shè)備的局部放電檢測上。

2.4高壓電纜局部放電試驗(yàn)結(jié)論與數(shù)據(jù)分析

根據(jù)電纜分布式參數(shù)特征，竣工試驗(yàn)時(shí)采用分布式局部放電檢測系統(tǒng)，在每一個(gè)接頭安裝高頻CT采集單元及檢測單元，通過光纖連接實(shí)現(xiàn)對整條電纜上所有檢測單元的同步測量，便于現(xiàn)場根據(jù)信號衰減規(guī)律對放電源進(jìn)行定位。在高壓電纜局部放電試驗(yàn)過程中，做好電纜施加電壓前期準(zhǔn)備工作，及時(shí)收集背景干擾測試數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確制作頻譜特征分布圖。在對電源信號干擾進(jìn)行分析時(shí)可發(fā)現(xiàn)，電源信號在3MKHz時(shí)干擾信號的頻率成分在2.5MHz以下，此時(shí)的干擾最小。在開展交流耐壓試驗(yàn)的過程中，對傳播信號來源進(jìn)行觀測，其主要來源與電抗器的放電信號，電纜接頭未出現(xiàn)局部放電的現(xiàn)象。局部放電檢測的交流耐壓試驗(yàn)方式為確保電纜安全運(yùn)行提供理論依據(jù)，采用無局部放電的高壓試驗(yàn)電源設(shè)計(jì)方式可準(zhǔn)確判定在電纜局部放電過程中存在的問題，發(fā)揮分布式局部放電檢測系統(tǒng)的優(yōu)勢對放電源進(jìn)行定位。

結(jié)語

本系統(tǒng)通過對高壓電纜的局部放電狀況進(jìn)行連續(xù)不斷的監(jiān)測，進(jìn)而對設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)及絕緣劣化發(fā)展的趨勢進(jìn)行分析判斷，對設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)提供決策參考，對設(shè)備存在的故障或潛在故障的判斷提供依據(jù)。采用在線監(jiān)測系統(tǒng)，能隨時(shí)了解設(shè)備狀態(tài)，并根據(jù)設(shè)備狀況確定檢修計(jì)劃。此外，還能夠?qū)ε既恍缘墓收献龀鲱A(yù)報(bào)和趨向性預(yù)報(bào)，使隱患及時(shí)發(fā)現(xiàn)于萌芽階段，提高設(shè)備的安全性。