1、电缆震荡波的检测、诊断与定位耐压试验技术尽管能够检测出电缆的缺陷,但过高的电压应力也会对完好的 电缆造成不必要的伤害。状态评价技术对测试电源设备的要求较低,且能够针对 电缆的健康状态得出更加科学、全面的量化诊断结果。状态评价技术与耐压试验 技术的融合,不仅可以降低对完好电缆的损伤,而且能够促使电缆现场试验技术 由定性试验向定量试验的转变,因此迅速得到了设备制造商和电力企业的广泛认 可,并成为电力电缆交接与预防性试验技术的主要发展方向。 目前,状态评价技术与耐压试验技术的融合,主要体现为介损测量技术和局 部放电检测技术与各种交流耐压试验技术的融合,并分别形成了以超低频、振荡 波和变频谐振试验技术
2、为核心的新型电力电缆诊断试验技术体系。 4.3 串联谐振诊断试验系统 串联谐振与工频试验的等效性几乎是无容置疑的,文献8对此已给予明确 意见,并强烈建议研制基于串联谐振试验技术的局部放电测量技术和诊断系统。 但是,由于长距离高压电缆的大幅度增加,串联谐振试验系统的便捷性问题相当 严峻。根据笔者收集的资料,目前仅见到德国海沃和厦门红相电力设备股份有限 公司能够提供相关的产品,尤以德国海沃的 WRM 型串联谐振诊断系统最为典 型。为了提高整个系统的便捷性,串联谐振试验系统的变频电源、励磁变压器以 及油浸式电抗器被安装在大型拖车或小型客车当中26。 为了抑制变频电源所产生的高频电子开关干扰对局部放电
3、测量系统的影响, 以及防止电源系统对局部放电信号的分流,需要在电源系统与被试电缆之间串入 由串联电抗器和并联电容器构成的高压 PI 型滤波器。同时,并联电容器可以担 当局部放电检测回路的耦合电容器以及电容式分压器的高压臂。根据文献26的 介绍,在滤波效果良好的情况下,局部放电现场测量的灵敏度可以达到 10pC 甚 至更高,单端测量时可以测量 2.5km 的电缆,双端测量时则可达到 5km。具体情 况取决于现场的环境噪声、接地性能以及电缆线路的阻尼等因素。 串联谐振诊断系统测量电缆的介损在技术上基本不存在困难,单独选择配套 的介损仪也非常方便。根据文献16的测试结果,串联谐振诊断系统得出的介损
4、值在整个试验频率范围内比较稳定,基本能够正确反映工频条件下的绝缘状态, 且受温度的影响较小。但是,目前商业化的介损仪主要还是基于电桥法测量,设 备便捷化的压力仍然很大。文献1527介绍了电缆介损的直接测量法,原理上 可以取消介损测量对电压互感器、标准电容器等笨重设备的依赖,客观上有利于 诊断试验系统的集成,是介损测量技术的未来发展方向。 电力电缆局部放电检测技术与串联谐振试验技术的集成,从技术上来说基本 不存在任何的障碍,能够实现局部放电起始/熄灭电压、放电强度、重复率、放 电相位、放电源电气位置的测量,并绘制出各种 PRPD、PRPS 图谱、放电源 Mapping 图谱以及放电强度与试验电压
5、的关系曲线等,能够实现局部放电类型的 自动识别等智能化技术 2328。因此,串联谐振局部放电检测技术能够对电力电 缆的绝缘状态实施全面、实时和有效地评估,代表着电力电缆诊断试验技术发展 的最高水平。 4.4 三种诊断试验技术的有效性对比 同耐压试验技术相比,诊断试验技术的有效性与安全性是毋庸置疑的,但是 不同诊断性试验结果之间的等效性问题仍然给人们带来了不少的困扰。尽管三种 诊断试验技术都能够实现局部放电测量,但其结果相对于工频试验真的具有等价 性吗?如果不同方案诊断试验结果的差异较大,则这些试验对电缆绝缘健康状况 的潜在损伤又孰轻孰重?针对这些问题,国内外专家学者进行了比较研究。 文献29根
6、据电缆线路的主要绝缘缺陷类型,制作了不同的人工缺陷物理模 型,分别研究了不同缺陷模型在超低频和工频条件下的局部放电特性。结论表明, 超低频诊断试验对于水树枝老化、切痕和机械损伤等缺陷具有高于工频的局部放 电起始和熄灭电压,而对于电树枝、气隙和悬浮颗粒则又具有低于工频的局部放 电起始和熄灭电压。换句话说,超低频诊断试验的有效性与具体的缺陷类型有关。 文献同时也通过比较缺陷模型在相同试验电压下的局部放电量,研究了两种诊断 试验对不同缺陷的检测灵敏度。结果表明,对大部分缺陷来说,超低频诊断试验 的局部放电量远低于工频,这表明超低频局部放电诊断试验的灵敏度严重不足。 文献25主要研究了振荡波局部放电试
7、验与工频的等效性问题。结果表明, 对半导电层和内部气隙缺陷来说,振荡波诊断试验的局部放电起始电压高于工 频,这表明振荡波局部放电试验的有效性较工频差,这主要由于振荡波的作用时 间较短所造成的。对于在相同试验电压下的同一试品,振荡波所激发的局部放电 量来说则大于工频,这说明振荡波局部放电试验具有较高的检测灵敏度。但是, 文献所采用的振荡波试验频率远高于目前的商业化产品,因此所得结论是否可引 申至目前国内开展的现场振荡波诊断试验则还需要具体研究。 电缆的局部放电特性归根结底取决于绝缘介质内部的电场分布,而与试验电 压的波形和频率密切相关。文献8证明,工频及类工频交流电压试验可以重现 与运行工况相同的场强分布,因此可以认为串联谐振局部放电试验与工频完全等 效。但是,超低频和振荡波试验的频率和波形与工频存在较大的差异,其诊断试 验结果与工频无法相互引用。
