陈志坚
陈志坚技术创新工作室 福建厦门 361000
摘要：近年来，电缆常见故障的发生率不断上升，已成为威胁供电系统可靠性的一大安全隐患。振荡波电压法是一种易于使用的10kV电缆状态评价方法，可以帮助工人及时处理安全隐患，掌握机器设备的运行状态和使用期限，以达到提高供电系统稳定性的目的。
关键词：测试；电缆；方法
前言：随着电气设备水平的不断提高和机械设备运行稳定性的提高，局部放电作为评价机械设备绝缘层的关键指标值。文章根据相关技术规范和标准，以确保建筑施工安全和质量为总体目标，密切配合供电局的电缆振荡波局放检查工作。收集过去的实验数据，分析数据，测试和学习经验，参与常见故障分析，在标准允许的条件下对电缆进行解剖分析，总结局部放电的各种类型和原因。
1.电缆振荡波局部放电检测基本原理分析
振荡波局部放电检测是利用一定标准下的外加电压，缺陷处静电场湍流水平超过充放电磁场强度临界值来激发局部放电情况。局部放电数据信号以浪涌电流的形式同时传播到两侧，在检测端串联光纤耦合器，采集该电流量数据信号，完成精确定位方法。
首先在被测电缆末端将高压电源充电至设定值，然后闭合高压断路器。根据机器电感器与被测电缆电容器之间的串联谐振，在被测电缆中产生低阻尼振荡电压。在电缆和附件缺乏绝缘的情况下刺激局部放电。并根据检测回路采集局部放电数据信号。系统选择单脉冲反射面法对局部放电进行精确定位。局部放电单脉冲沿电缆向相反的两个方向传播，其中一个单脉冲直接到达检测端。另一个单脉冲传播到检测对等点。在电缆末端产生一个反射面，然后扩散到检测端。根据两个单脉冲到达检测端的时间差，可以测出局部放电的位置。
2．振荡波电压法检验及精度等级的影响因素
影响OWTS振荡波电缆局部放电检测和定位设备检测精度的关键要素包括以下四点：一、数据检测的精度，主要是由于任何外部单脉冲影响进入监控系统或充电终端的连接不好，产生冲击电流；二是具体分析时入射波和反射面波选择错误；三是在整个测试过程中，测量范围不会立即发生变化；第四是交流耐压测试电缆的长度。
针对以上四个影响因素，以下多层次的工作要认真做好：(1)为保证数据测试的准确性，实验前应注意实验终端之间的距离是否足够，表面是否清洁。实验中准确测量噪声时，GIS电压指示器是否会影响精确测量。(2)在对数据信息进行具体分析时，选择的反射面波比入射波宽，幅值比入射波小，波形基本相似。(3)检测时应及时改变测量量程，求解超出量程存储的数据信息时，应手动调整入射波的起点，防止误判。(4)当50m或25m长的交流耐压测试电缆因接线引起局部放电时，会被误认为从对面2-3倍测试电缆长度的位置有局部放电电缆的末端。如果电缆确实存在局部放电，该数据信号将导致真实数据信号改变波形并跳过重要信息或错误识别。另外，在做好上述过程的前提下，在进行局部放电数据信号校准时，必须保持各测量量程下的校准特性（如波速），这样准确定位的数据信息才有好的一致性和显著区别。
3.振荡波电压法的基本原理及发展
造成10kV电缆线路设备故障率较高的原因包括：①大约72%的电缆线路经常处于超负荷运行状态，无法及时维修；②70、80年代投入使用的10kV电力工程电缆产品均采用“1”2“挤塑生产线设备和湿蒸汽化学交联工艺，这种工艺生产的电缆质量有很大的变异性。这部分电缆资金投入电网运行，基本进入设备故障率高的阶段；③电力工程电缆线路敷设安装质量及运维相关技术落后；④城市规划建设工作中的基础工程建设导致电力工程电缆线路外力常见故障显著增加，因此，研究一种简便易用的10kV电力工程电缆状态评价方法，及时处理安全隐患，掌握机械运行状况和合理使用期限和设备。
通常，产生振荡波电压的电路有两种。①在检测电路中，C1和C2串联给电池充电，然后电源变压器进行充放电。被测电缆上的电压U与电池充电电压Ua相同；②检测电路中的通信高压通过整流器给电池充电到C1，将内部的大火球间隙送入L和C2的串联电路进行充放电。
由于电容与电感之间存在二阶回路，电容上的电磁能量会在回路中引起整个振荡过程，进而引起振荡波电压。
4．振荡波电压下10kV电缆局部放电实验
4.1实验仪器
4.1.1振荡波局部放电检测系统
振荡波局部放电检测系统由高压模块和控制模块两部分组成。操作模块主要用于操作测试代码、分析测试数据和存储测试数据；电极连接线与高压自动开关连接，控制高压充电。电极连接线的关键是互联网同轴电缆连接或使用无线网络连接操作模块中的高压模块和笔记本电脑连接。测试过程中，将系统接地装置连接到被测电缆上。
4.1.2辅助电容
当被测电缆很短时，振荡频率很大，大的振荡波频率会对测试结果造成影响。如果在测试路径中串联一个电容器，可以降低振荡波频率。因此，根据检测电缆的长度，需要在检测电源电路中串联一个辅助电容，尽可能控制振荡频率。
4.2实验电缆
电缆为10kV高密度聚乙烯电缆，长约350m，高密度聚乙烯层厚5mm，电缆芯径11mm。
4.3机械设备的关键基本原理
振荡波电压实验法的理论基础是利用电缆等效电容器与电源变压器并联谐振的基本原理，使振荡电压在整个过程中在电缆缺陷处激发局部放电数据信号。根据高频耦合器对数据信号进行精确测量，从而达到检测的目的。①直流稳压电源电路；②电缆和电感电池充电电路，即振荡过程。③实验过程在电缆上加0.5kV时，即不加振荡波电压时，进行试验。记录噪声的大小有助于在分析中后期去除噪声。每次充电以2mV对电缆逐渐充电，每次充电后检查局部放电数据信号，并记录相关波形数据，直至电压升至28kV。
5．振荡波电压法实验结果分析
5.1终端设备与电缆主绝缘层连接处有残留物
当振荡波电压升至10kV时，测试仪风驰电掣检测局部放电数据信号；局部放电数据信号很弱，充放电量小。随着电压的升高，充放电体积扩大，测试结果可以分充放电电压在10kV左右。振荡波的电压波形与局部放电的相位差和局部放电量有关。当电压波形增加到10kV时，出现局部放电数据信号。此时充放电量较小，但充放电次数较多。出现这种情况的原因在于：主绝缘层上同一径向位置的半导体涂料总数较多，且几种半导体涂料产生充放电。可以看出，这些缺点在早期对机械设备的不利影响很小，但随着充放电频率的增加和工作时间的增加，其破坏性逐渐扩大。
5.2终端设备在电缆外覆盖过多的半导体层
当振荡波电压升至13kV时，检查局部放电数据信号。在整个充压过程中，充放电量很大，充放电次数较少。相对而言，电缆外的半导电层过多引起的局部放电被终端设备覆盖。这说明这种缺点的破坏更大。
上述两类缺陷的局部放电开始和停止充放电电压均在电流振荡波电压检测法的电压范围内，因此可以确认电流振荡波测试电压可以合理检测含有残留物和覆盖电缆外部的终端设备过多两个主要缺点。不难看出，振荡波电压检测法可以合理检测10kV高密度聚乙烯电缆的关键缺陷并对其运行进行评价，从而为缺陷检测振荡波测试电压完整性的研究提供依据。.
结束语
总的来说，本文选用的10kV高密度聚乙烯电缆存在终端设备内含有残留物，终端设备外覆盖电缆的半导体层过多等缺点。通过振荡波对有缺陷的电缆进行局部放电测试。局部放电的启停充放电电压，实验值更接近具体值。这证明了振荡波电压检测法可以合理地检测10kV高密度聚乙烯电缆的关键缺陷并评价电缆的运行状况。
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