康荣玺，马洪伟，马松林
中车长春轨道客车有限公司
摘要：随着我国社会经济与科学技术的快速进步与发展，作为当前传输效果最好、效率最高的次级能源，电能技术的突破性发展为电力系统带来无限生机。针对动车组电缆的局部放电带电测试技术进行现场应用研究，不仅对电力系统的稳定运行起到了积极的作用与意义，同时还能促进电力质量的提升。因此就动车组电缆局部放电的脉冲波形特征、检测原理与放电源定位的基本方法进行相关阐述，以期为变电站动车组电缆现场检测的实际应用提供可参考的借鉴。
关键词：动车组电缆；局部放电；带电检测；定位
作为一种新型的试验技术，动车组电缆的局部放电带电测试技术主要在两方面优于传统的停电检测方法，一方面是能够进行实时的系统绝缘状态监测，另一方面是能够满足动车组电缆系统的日常巡检以及监测要求，不仅效率高，而且成本低。因为是试验技术，因此，该项技术在当前还没有相关的国家规定标准，这使得动车组电缆的局部放电带电检测技术在应用上，还存在一定的局限性，不仅依然保持着对局部放电试验设备的依赖性，同时还需要现场测试人员具备丰富的经验。
1动车组电缆局部放电带电检测
在当前发展阶段，局部放电测试被普遍认定为是最佳的绝缘检测方法，不仅如此，在带电检测应用中也被认为是最有效的。基于目前大量设备在运行时，由于缺少必要的检测方法而导致引发了许多安全事故，动车组电缆也不例外。在近几年的城市建设中，动车组电缆不仅应用量极大，而且安全保障措施被人们高度关注，但绝缘状态检测却缺乏必要而有效的措施手段。近几年来，随着电力应用技术的进一步发展，通过对设备关键性参数进行相关测量，进而识别其潜在或者是已有的故障问题，不仅可以在保证设备不储运的情形下进行有效评估，还能不限定周期地进行及时的设备检修，这既有利于提高检修的针对性与有效性，还能将故障问题限制在萌芽状态，有效地延长了设备的使用周期，合理地降低了设备的运行维护费用。局部放电监测技术是输电线路检测技术中应用比较广泛的一项技术，而且随着电力系统对动车组电缆检测手段日益强烈的需求，尤其是在带电检测过程的有效使用，使其得到高效而有效应用。通过对国内外大量的动车组电缆局部放电带电检测技术进行了总结与研究，目前在应用方面已经取得了一定的成果。首先，动车组电缆在局部放电过程中，会产生单极性脉冲，这种脉冲的显著性特征是上升时间短，而且脉冲宽度也比较窄，从产生脉冲位置的两侧进行传播，但在动车组电缆传播中会有一定的衰减与散射，在达到指定的测量点时，脉冲宽度会有所增加，而且幅值减小。一般在测试过程中，在检测到比较好的脉冲波形时，会保留下较多的等同于源波形的特征。动车组电缆局部放电检测就是在通常范围内对动车组电缆局部放电脉冲的上升时间与宽度进行测量，正常情况下，动车组电缆的局部放电时间只有几十纳秒至几微秒之间，而决定脉冲的上升时间与宽度关键在于两方面，一是取决于检测电路，另一个是动车组电缆的脉冲波形。相对于检测电路存在着一定的不确定因素，因此也会影响上升时间与脉冲宽度产生一定的变化，这就好比在一个大的电感作用下，脉冲的上升时间会产生一定的延迟，而且脉冲宽度会逐渐变大。但脉冲起始位置的上升时间，却是一个较为有价值的、具有显著特征的参考量，尤其是在利用高频电流传感器进行局部放电带电检测时，由于检测电路的带宽较大，因此能获得令人满意的测试结果。下图是一个变电站中用于XLPE动车组电缆检测的高频电流传感器，传感器被夹绕在接地线的各个线芯上，当然，也可以在接地上进行传感器的夹绕。
2动车组电缆局部放电定位法
动车组电缆局部放电检测中，一般进行的是定位法检测，主要是定位测量局部放电源，这可以大大提升局部放电测量的实效性。目前，在进行定位测量时主要采用的是时域反射法，这种方法是在动车组电缆一端进行脉冲检测装置的架设，再结合脉冲反射原理，检测动车组电缆中脉冲信号的来回传播与时间差，进而通过对脉冲的辨识方法进行局部放电源的位置确定。时域反射法的基本原理是通过在动车组电缆的近端进行局部放电信号耦合装置的架设，再利用脉冲电流法进行阻抗检测，或者是运用高频电流传感器等措施而获得的放电脉冲信号。当动车组电缆绝缘缺陷点发生放电时所产生的局部放电脉冲信号会形成两个相等的振幅信号，它们将分别沿着动车组电缆线路的两个相反方向进行传播。通过对两个信号的到达时间差进行分析，结合脉冲在动车组电缆中相应的传播速度参数，我们可以进一步估算出产生局部放电脉冲的位置。同样道理，在进行动车组电缆的带电检测时，通过对传感器上的脉冲信号群进行相关检测，也可从其方向上判断出局部放电源的相应位置。
3现场动车组电缆局部放电检测
在进行变电站的现场巡检检测时，我们所采用的是PDS-G1500型的局放检测系统，成功地发现了多个具有潜在放电缺陷的动车组电缆，通过对现场检测的具体过程进行阐述，进一步掌握这种有效的测试方法。首先，在变电站的巡检过程中，我们对变电站的动车组电缆层先进行了检测，运用高频传感器夹绕接地线，发现了明显的放电信号，而且通过进行时延对比测试，准确地测试出放电源，确定为其中一根编号为3538的动车组电缆。而且通过相应的波形图进行分析可知，在对该动车组电缆进行A、B、C两相同步测试时，均能看到该动车组电缆所呈现出的明显的放电脉冲，其中AC相信号的极性是相同的，振幅数值的大小也基本相似，而B相信号的极性则与其它两相恰恰相反，信号的振幅数值接近于其它两相的两倍左右，由此证明局部放电信号是产生于B相动车组电缆设备上。而且在此过程中，还可以看出信号的上升沿是在10纳秒级，这说明在测试过程中，传感器的位置与局部放电源的距离并不太远，而且产生的高频信号一直是持续性的，并没有在信号传播过程中有所损失。在此过程中，信号波形从起始沿之后不再呈现平滑波形显示，而是明显地形成几个叠加的波形，最近的信号叠加也是在10纳秒级，这说明局部放电源与动车组电缆终端比较接近，而与动车组电缆终端进行相连的设备，在结构上并没有产生阻抗突变现象，而且还导致形成了多次的反射信号叠加，形成了较为明显的特征，局部放电信号呈毛刺状，继而经由停电解体维护进行确认，局部放电源存在于动车组电缆终端与开关柜的连接部位。
结束语：
综上所述，通过结合相关的动车组电缆状态检测的成功经验，对动车组电缆进
行局部放电定位测试，针对设备检修分析选择进行有效的状态检修，已成为新时期、新阶段的发展方向，而在此过程中主要的检测应用手段就是局部放电带电检测。通过运用PDS-G1500型局部放电检测系统，进行动车组电缆局部放电的在线检测方法分析，有效地证明了该操作方法具有操作简单，实用效果强，在实际应用中具有较高的现实价值意义与作用。
参考文献
[1]周天春，刘玲.高压电缆局部放电检测技术现状分析[J].电工技术学报，2016，9.
[2]王国力.输电线缆局部放电检测技术的现状和发展[J].电工电能新技术，2016，8.
[3]刘华勇.高压电缆局部放电及其测试技术分析[J].北京建筑工程学院学报，2015，11.
[4] 陈显富，兰国良．一起典型振荡波诊断电缆放电故障实例分析 [J]．电气应用，2014，(14) ．