如何快速排查10kV及以上中高壓電纜的隱性絕緣缺陷,避免突發(fā)性停電事故?電纜振蕩波局部放電檢測作為目前應用廣泛的無損絕緣評估技術,能在不損傷電纜本體的前提下精準定位微小絕緣缺陷,已經(jīng)成為電網(wǎng)、新能源、軌道交通等領域電纜運維的核心技術手段。
OWTS技術即電纜振蕩波局部放電檢測的核心原理,是通過LC振蕩回路在被測電纜上產生阻尼振蕩波電壓,模擬電纜實際運行的交流電壓應力,激發(fā)絕緣內部氣隙、終端爬電、中間接頭缺陷等位置的局部放電信號,再通過高頻耦合傳感器采集信號,結合時域反射原理計算缺陷的具體位置,單次振蕩波作用時間僅為毫秒級,不會對電纜完好絕緣造成不可逆損傷,彌補了傳統(tǒng)耐壓試驗可能劣化絕緣的短板【2】。
根據(jù)2025年*電網(wǎng)發(fā)布的《配網(wǎng)電纜運維技術規(guī)范》,電纜振蕩波局部放電檢測適用場景主要包含四類:一是新敷設中高壓電纜的交接驗收,排查敷設過程中產生的外力損傷、附件安裝缺陷;二是運行滿3年的電纜周期性預防性巡檢,提前識別絕緣老化隱患;三是電纜故障修復后的驗證性檢測,確認消缺質量;四是光伏、風電等新能源并網(wǎng)電纜、軌道交通牽引用電纜的定期狀態(tài)評估【1】。
當前行業(yè)內常用的檢測設備如康高特RDAC-35/10電纜振蕩波局部放電測試系統(tǒng),出廠時已符合DL/T 1576標準要求,開機前需完成以下檢查工作:首先開展外觀完整性檢查,確認設備外殼無破損、接線端子無氧化銹蝕、高壓連接線絕緣層無開裂痕跡;其次開展標準器校準,確認設備局放采集模塊、電壓輸出模塊的校準證書在有效期內,符合IEC 60270對局部放電測量設備的精度要求【3】;第三開展現(xiàn)場環(huán)境確認,測試區(qū)域環(huán)境溫度控制在-10℃到40℃之間,相對濕度小于80%,周圍無強電磁干擾源,現(xiàn)場接地電阻小于4Ω;*后完成被測電纜預處理,完全斷開電纜兩端的負荷連接,拆除避雷器、電壓互感器等附屬設備,對電纜兩端設置安全隔離警示,避免無關人員誤接觸。
規(guī)范的操作方法是保障電纜振蕩波局部放電檢測數(shù)據(jù)準確的核心,需按照以下步驟逐步開展:
第一步是參數(shù)配置,準確錄入被測電纜的電壓等級、長度、導體截面、投運時間等基礎信息,按照DL/T 1576標準要求設置振蕩波電壓幅值,10kV電纜取1.7U0即14.7kV,35kV電纜取1.5U0即30.4kV,振蕩頻率控制在20Hz到300Hz區(qū)間;
第二步是接線作業(yè),將測試系統(tǒng)高壓輸出端連接被測電纜的相導體,設備接地端可靠接入現(xiàn)場接地網(wǎng),局放耦合傳感器串聯(lián)在高壓回路中,電纜另一端的相導體懸空處理,鎧裝層單獨可靠接地,所有接線完成后需由兩名試驗人員交叉復核,確認接線無誤;
第三步是空載校驗,斷開與被測電纜的連接,啟動設備開展空載局放測試,確認背景局放量小于5pC,若背景噪音過高需排查接地可靠性、周邊干擾源,直至符合測試要求;
第四步是正式測試,啟動升壓程序逐步提升至設定的振蕩波電壓,保持3-5個振蕩周期,連續(xù)采集10次以上有效局放信號,測試過程中實時觀察電壓、電流波形,若出現(xiàn)局放量突然飆升的情況需立即降壓停止測試,排查是否存在嚴重絕緣缺陷;
第五步是數(shù)據(jù)導出,測試完成后先將電壓降至零,啟動自動放電程序對電纜充分放電,確認無剩余電壓后拆除接線,導出原始測試數(shù)據(jù),通過系統(tǒng)內置的分析算法識別局放類型、定位缺陷位置,計算局放幅值、重復率等核心參數(shù)。
實操過程中容易遇到三類典型問題,可對應采取解決措施:第一類是測試背景噪音過高,超過20pC,首先檢查接地回路是否與動力設備共地,更換獨立接地極后仍無法降低噪音的,可開啟設備的自適應濾波功能,避開周邊50Hz諧波干擾,必要時選擇周邊設備停運的時段開展測試;第二類是局放信號識別誤差較大,首先確認傳感器安裝位置是否靠近電纜終端頭,是否存在與金屬部件直接接觸的情況,調整安裝位置后增加測試次數(shù),采集至少20組有效數(shù)據(jù),通過系統(tǒng)AI識別算法排除外界干擾信號,誤差仍較大的可采用電纜兩端同步測試的方式提升定位精度;第三類是升壓過程中電壓達不到設定值,首先對被測電纜開展絕緣電阻測試,確認是否存在顯性接地故障,排除電纜本身問題后檢查高壓接線是否存在虛接、漏電情況,若為現(xiàn)場電源電壓不穩(wěn)定導致的,可外接穩(wěn)壓電源保障設備供電。
開展電纜振蕩波局部放電檢測需嚴格遵守DL 408《電業(yè)安全工作規(guī)程》的相關要求【4】,試驗人員需具備高壓試驗資質,現(xiàn)場至少配置2名作業(yè)人員,1人操作1人監(jiān)護,測試區(qū)域設置半徑5米的安全警示帶,電纜遠端也需安排人員值守,嚴禁無關人員進入測試區(qū)域;測試過程中高壓回路范圍內嚴禁站人,所有人員不得觸碰接線回路;測試完成后必須對被測電纜充分放電,放電時間不少于3分鐘,確認無剩余電壓后方可拆除接線;雷雨天氣、空氣相對濕度超過85%時,嚴禁開展戶外測試作業(yè)。
為延長設備使用壽命,保障測試精度,每次測試完成后需及時清理接線端子的灰塵、污漬,用干燥軟布擦拭設備外殼,避免潮氣侵入;每6個月需將設備送計量授權機構開展校準,校準證書留存?zhèn)浒福环暇纫蟮哪K及時更換;設備長期存放時需放置在干燥通風的環(huán)境中,存儲溫度控制在0℃到30℃之間,每月開機通電30分鐘,避免內部元器件受潮損壞;高壓連接線、局放傳感器等易損配件每次使用前檢查外觀,發(fā)現(xiàn)外皮破損、接觸不良的情況及時更換,不得帶病使用。
2025年南方電網(wǎng)某地級市供電局,對轄區(qū)內120條運行滿5年的10kV配網(wǎng)電纜開展季度巡檢,采用康高特RDAC-35/10電纜振蕩波局部放電測試系統(tǒng),累計發(fā)現(xiàn)17處隱性絕緣缺陷,其中包含8處終端頭爬電缺陷、6處中間接頭氣隙缺陷,及時消缺后,該轄區(qū)第二季度的電纜故障停電率同比下降38%。
2026年某大型陸上風電基地,對35kV集電線路電纜開展交接驗收測試,通過電纜振蕩波局部放電檢測發(fā)現(xiàn)3處敷設過程中因外力擠壓導致的絕緣層損傷,避免了投運后發(fā)生大面積風電機組脫網(wǎng)事故,減少直接經(jīng)濟損失超過200萬元。
參考文獻
【1】 *電網(wǎng)有限公司.2025年全國配網(wǎng)電纜運行狀態(tài)分析報告.2026
【2】 DL/T 1576-2016.振蕩波電壓法檢測電纜局部放電技術導則.2016
【3】 IEC 60270:2015.高電壓試驗技術 局部放電測量.2015
【4】 DL 408-2018.電業(yè)安全工作規(guī)程 發(fā)電廠和變電站電氣部分.2018