XLPE電纜XLPE 電纜局放測試技術(shù)及其實踐

電纜內(nèi)發(fā)生局放時，會有部分電流通過外屏蔽層接地線，流入大地。用于電纜現(xiàn)場測試的主要有寬頻電磁耦合法、超聲(AE) 法和超高頻(UHF) 法。

電磁耦合法檢測電纜局放的原理是，將羅格夫斯基線圈放在電纜終端或連接頭上，穿過電纜屏蔽層的接地線，通過感應(yīng)流過電纜屏蔽層的局放脈沖電流來檢測局。電纜內(nèi)部有局放時，會產(chǎn)生電磁波信號，并伴隨有爆裂狀的聲發(fā)射，產(chǎn)生超聲波，且很快向四周介質(zhì)傳播。通過安裝在電纜外部的超聲波傳感器，將超聲波信號轉(zhuǎn)換為電信號，就能對電纜內(nèi)的局放水平進行測量和定位。

局放檢測UHF法于20世紀80年代初期由英國中央電力局(CEGB) 實驗室提出，已經(jīng)成功應(yīng)用到GIS生產(chǎn)和運行中，正逐步向其他電力設(shè)備擴展，UHF法的原理是通過檢測局放產(chǎn)生的超高頻電磁波，從而獲得局放的相關(guān)信息。

超聲和超高頻信號在電纜中傳播時衰減很快，因而可檢測的范圍較小，目前這兩種方法僅適用于檢測電纜附件局放。

1.運行中電纜的局放巡檢

在XLPE電纜的日常運行中需要定期進行電纜絕緣的例行巡檢，傳統(tǒng)的方式有目測法、紅外測溫法等。超高頻(UHF)和超聲(AE) 檢測法以其抗干擾性能好，便于現(xiàn)場定位的技術(shù)特點得到越來越多的關(guān)注。

在電纜的日常巡檢中，一旦發(fā)現(xiàn)存在疑似局放后，需要快速準確地確定是否存在局放以及對局放進行定位，以制定高效可行的設(shè)備檢修維護方案，這對于迅速排除故障隱患，保障系統(tǒng)安全運行具有重要的意義。

電力公司通過和上海交通大學(xué)合作，研制了一套應(yīng)用于運行電纜及其附件局放測試的便攜檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用寬頻電磁耦合、超聲和超高頻聯(lián)合檢測技術(shù)，多種手段同步檢測電纜附件中的局放信號。

就目前采用聲電聯(lián)合法巡檢的經(jīng)驗來看，通過對多種信號進行對比分析，能更加有效地排除現(xiàn)場干擾，提高局放檢測結(jié)果的可靠性。利用這種方法已經(jīng)發(fā)現(xiàn)和處理了多個缺陷，消除了事故隱患。對電纜的日常維護和安全運行提供有力的保障，提高了設(shè)備檢修維護的效率，對保障電纜線路正常運行具有重要的意義。

2.電纜局放在線監(jiān)測

電纜內(nèi)的局放是一個發(fā)展的過程，對電纜進行局放在線實時監(jiān)測，有利于及早發(fā)現(xiàn)潛在的絕緣缺陷問題。

電力公司在國內(nèi)率先進行電纜局放在線監(jiān)測應(yīng)用的探索，通過和上海交大合作，在2個35 kV變電站黎安站和疏影站安裝了2套電纜局放在線監(jiān)測系統(tǒng)。

其中黎安站監(jiān)測的電纜線路15回，疏影站24回。局放傳感器安裝在電纜層，信號線纜通過橋架敷設(shè)，監(jiān)測服務(wù)器機柜安裝在開關(guān)室，服務(wù)器上運行有專家系統(tǒng)，可在線對電纜內(nèi)的局放信號進行實時診斷分析。

3.電纜驗收局放測試

局放測量有助于在現(xiàn)場驗收時檢查電纜內(nèi)部多種絕緣缺陷，是電纜安裝后耐壓試驗的很好補充，建議有條件和可能的地方，應(yīng)進行局放試驗。

但常規(guī)的脈沖電流檢測方法在現(xiàn)場應(yīng)用時由于環(huán)境干擾，往往難以有效實施。因此，如何在電纜驗收現(xiàn)場進行局放的有效監(jiān)測已成為電力行業(yè)相關(guān)部門關(guān)注的重點。

為了對現(xiàn)場安裝的電纜進行局放試驗，需要一套獨特的局放測試設(shè)備，測試設(shè)備的規(guī)模要與電纜線路的規(guī)模匹配，在耐壓試驗前安裝，在耐壓試驗后拆遷，方便快捷，效率高。為了實現(xiàn)這一目標，電力公司與上海交大合作，專門研制了1套用于現(xiàn)場驗收的局放測試系統(tǒng)。

2010年5月，電力公司成功地將聯(lián)合研制的局放測試系統(tǒng)應(yīng)用于220kV洲長4286線的現(xiàn)場耐壓驗收。

XLPE電纜的測試方案主要包括耐壓試驗、常規(guī)狀態(tài)評估和局放檢測，能用于現(xiàn)場運行中電纜測試的主要是局放檢測。

在XLPE電纜局放測試方面，電力公司從下述三個方面來考慮，組織實施電纜的局放檢測工作，力圖涵蓋電力公司所有的中高壓電力電纜。

(1) 對于新建或修復(fù)的XLPE電纜線路，在進行耐壓測試的同時，同步進行現(xiàn)場局放測試。創(chuàng)造條件爭取在現(xiàn)場驗收的過程中逐步將局放檢測納入驗收程序；

(2) 對于常規(guī)運行中的電纜線路，利用便攜的檢測設(shè)備，將電纜局放檢測納入日常巡檢的工作內(nèi)容中；

(3)對于少數(shù)需要重點關(guān)注的電纜線路，探索考慮安裝局放在線監(jiān)測系統(tǒng)，持續(xù)監(jiān)測電纜中的局放情況。

局放檢測工作在管理上借鑒開展多年，具有成功經(jīng)驗的紅外測溫工作，通過制定管理制度、頒發(fā)實施細則對局放檢測的范圍、方法、檢測周期和數(shù)據(jù)存放進行規(guī)范，并通過各類作業(yè)導(dǎo)則對檢測人員進行培訓(xùn)和指導(dǎo)。

但在技術(shù)水平方面，一方面由于該工作開展較晚，檢測人員對各種局放檢測方法和判據(jù)尚不能熟練使用，另一方面由于運行設(shè)備內(nèi)部工況復(fù)雜，且檢測過程中易受外部干擾，即使能夠掌握各類典型判據(jù)，也不容易對檢測結(jié)果下一定論。這是一個需要以大量實測數(shù)據(jù)和長期經(jīng)驗積累作為基礎(chǔ)的綜合判斷過程。

XLPE電纜的安全運行對整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定至關(guān)重要，一旦發(fā)生故障，將引起所轄地區(qū)重大的停電事故?；谌珖?001年主要城市電力電纜搶修記錄、事故現(xiàn)場照片和故障電纜封樣等材料分析，導(dǎo)致電力電纜運行故障的原因可劃分為外力破壞、電纜附件制造質(zhì)量、電纜敷設(shè)安裝質(zhì)量和電纜本體制造質(zhì)量四大類型，各自所占比重分別為58%、27%、12%和3%。不計外力破壞引發(fā)的故障，電纜附件的故障占到電纜運行故障的50%以上，而電纜附件故障中97%以上是絕緣故障，由于固體復(fù)合介質(zhì)沿面放電導(dǎo)致的。由此可見，XLPE電力電纜線路的運行，特別是電纜附件運行的安全可靠性應(yīng)受到足夠的重視。必須采取必要和恰當?shù)氖侄蝸眍A(yù)防事故的發(fā)生和監(jiān)測電力電纜線路的運行狀況 。

從2009年下半年至2010年，電力公司與上海交通大學(xué)合作，對電力公司30多個運行中的變電站及150條電纜運行線路進行了局放普測，發(fā)現(xiàn)了多個潛在的絕緣缺陷，通過及時采取措施，消除隱患，有效避免了停電事故的發(fā)生。同時通過大量的聯(lián)合測試，積累了大量局放和干擾數(shù)據(jù)，鍛煉和培養(yǎng)了局放檢測人才，為后續(xù)局放測試工作的進行打下了很好的基礎(chǔ)。

通過持續(xù)努力，電力公司在開展電纜局放檢測工作方面取得了一些成績，也發(fā)現(xiàn)了一些尚存在的問題。

(1) 電纜局放檢測可有效發(fā)現(xiàn)一些潛在的絕緣缺陷，及時采取措施可避免一些不必要的故障損失；

(2) 聲電聯(lián)合檢測定位技術(shù)可明顯提高現(xiàn)場局放檢測的效率及檢測結(jié)果的可靠性；

(3) 在現(xiàn)場使用中，檢測設(shè)備自身的抗干擾性能還有待加強，局放特征數(shù)據(jù)庫不夠全面，自動診斷結(jié)果的準確度較低；

(4) 國外檢測設(shè)備的數(shù)據(jù)庫不一定適合國內(nèi)的設(shè)備，應(yīng)該在大量的測試中建立和完善適合國內(nèi)設(shè)備特點的局放和干擾數(shù)據(jù)庫，以進一步提高檢測和診斷的準確性；

(5) 先進的設(shè)備需要高素質(zhì)的人員來操作，要繼續(xù)加強人才隊伍的建設(shè)，在實踐中培養(yǎng)一支高水平的狀態(tài)檢修專家隊伍 。

本標準規(guī)定了XLPE擠包絕緣直流高壓電纜的術(shù)語和定義、產(chǎn)品型號、產(chǎn)品名稱及產(chǎn)品表示方法、使用特性、電纜結(jié)構(gòu)的一般要求、成品電纜試驗、交貨長度、檢驗規(guī)則、標志、包裝、運輸及貯存。 本部分適用于最高額定溫度105℃，直流額定電壓（10～50）kV的XLPE擠包絕緣直流高壓電纜。

東莞市電線電纜行業(yè)協(xié)會，廣東省電線電纜行業(yè)協(xié)會、東莞市日新傳導(dǎo)科技股份有限公司，東莞啟東電線電纜有限公司，東莞市立成電線有限公司。