电缆局部放电带电检测技术在东北电网的应用分
随着经济发展和城市规模的扩大,大连地区各等级输电电缆线路呈逐年增多的趋势,电缆运维工作的重要性日渐凸显,工作任务愈加繁重。采用传统的巡线方法费时费力,效率低下,且仅能发现线路管道中存在的一些肉眼可见的安全隐患,而对判断电缆的绝缘状态无能为力。电缆线路中如果存在缺陷,在一定条件下会发生放电。局部放电检测作为一种带电检测手段可检出此种缺陷,目前在应用中已取得一定成果。
本文针对66 kV华裕右线电缆线路在带电检测中发现的放电信号,经过比较分析判断为2号接头放电。根据局部放电信号在交叉互联线的传输规律,确定为右线2号A相接头存在局部放电,并对右线的2号A相接头进行更换,解剖2号A相接头发现,接头内部存在明显的放电痕迹,验证了局部放电测试的有效性和判断结果的正确性[1-6]。
1 电缆情况
66 kV华裕右线全长1886 m,电缆厂家为杭州华新,全线采用隧道和排管敷设。全线有2个中间接头,中间接头厂家为瑞侃,采用交叉互联接地方式接地。电源侧为华昌变电站,负荷侧为御景变电站,两侧终端形式均为GIS终端。线路及局部放电检测位置如图1所示。
图1 华裕右线线路及局部放电检测位置
2 局部放电检测设备及原理
此次测试所用设备为北京兴迪生产的CPDM-100T便携式三通道局部放电检测仪。该检测仪是基于高频局部放电信号检测和分析方法而设计,仪器使用高灵敏度的高频信号,传感器直接耦合高压电缆地线中的局部放电信号,并同时滤除低频干扰信号,使用全数字化的高速采集系统、运算处理系统和光信号传输系统。参照IEC标准计算视在放电量,以pC值显示放电量。高频局部放电检测设备结构如图2所示,设备实物如图3所示[7-12]。
图2 高频局部放电检测设备结构
图3 CPDM-100T实物图
3 局部放电检测结果分析
2017年4月18日第1次测试,测试对象为2号A相接头。现场照片如图4所示,3个通道的信号相位谱图如图5所示。从相位谱图看,检测到具有50 Hz相关性的放电信号,此时不能判断该信号的源头。
图4 现场照片
A1-B2B1-C2C1-A2
2017年5月5日第2次测试,测试对象包括华昌变GIS终端、1号接头和2号接头。各测点信号相位谱图如图6所示。
从图6看3个测试点均检测到放电信号,从相位谱图判断该信号为同一信号。
局部放电信号的高频部分在电缆传输过程中的衰减是以指数方式展开,意味着检测点离放电源越近,检测到的信号频带越宽。信号在3个点的可检测带宽为2号接头25 MHz,1号接头14 MHz,华昌变GIS终端4 MHz。
排除华昌变电站GIS终端和1号接头内部存在放电的可能,判断1号接头到2号接头电缆本体中更靠近2号接头的电缆本体、2号接头、2号接头到御景变GIS终端电缆本体、御景变GIS终端都有可能存在放电。
2017年5月17日第3次测试,测试对象为2号接头、御景变GIS终端。各测点相位谱图如图7所示,频谱图如图8所示。
2个测点均检测到局部放电信号,根据局部放电信号在电缆线路传输过程中的衰减规律,可以排除2号接头到御景变GIS这段电缆本体和御景变电站GIS终端存在内部放电的可能。放电位置现在只有1号接头与2号接头之间更靠近2号接头的电缆本体和2号接头本身2种可能。
GIS终端1号接头2号接头
CPDM-100T包含通过对放电信号脉冲的反射和传播时间计算、对放电源进行定位的技术。在2号接头测试时,接收到1个反射波,反射距离在400 m左右,与1号接头和2号接头之间的距离接近424 m,如图9所示。因此,确定2号接头存在内部放电。
为确定存在局部放电具体位置,需要了解信号在交叉互联系统中的传播和反射,如图10所示,2号接头处交叉互联方式如图11所示,三通道局部放电检测仪各通道实际对应位置如图12所示。然后结合3个通道的幅值关系来综合判断。
该信号在2号接头3个通道处的幅值关系为C1-A2最大、A1-B2次之、B1-C2最小,判断A相存在局部放电。
2号接头GIS终端
图7 各测点相位谱图(第3次测试)2号接头GIS终端图8 各测点频谱图(第3次测试)
图9 在2号接头接收到的反射波
图10 信号在交叉互联中的传播和反射
图11 交叉互联方式
图12 各通道实际对应检测位置
4 接头更换后局部放电测试
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