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陈自球 许茂贤
浙江浙能金华燃机发电有限责任公司
摘 要：
随着城市化建设和工业化推进，配网电力电缆的数量越来越多，于是电力电缆的可靠性越来越受到人们的关注。振荡波检测威廉希尔官方网站 作为一种有效的电缆绝缘缺陷检测和定位手段，受到不少电力公司和大型用电企业的青睐。近年来，随着振荡波检测威廉希尔官方网站 的现场应用越来越广泛，对其有效性的研究也越来越受重视。现通过分析电缆振荡波检测威廉希尔官方网站 原理，研读振荡波检测威廉希尔官方网站 的相关标准，统计和调研振荡波测试数据，并结合目前振荡波测试中的热点，总结了一些电缆振荡波现场测试中遇到的问题及问题产生的原因，也给出了解决现场测试问题的建
0 引言
20世纪90年代，荷兰代尔夫特理工大学的Edward Gulski教授发明了振荡波电缆检测威廉希尔官方网站 ，之后瑞士Seitz公司研发形成了成熟的产品（Onsite）用于电缆绝缘缺陷现场检测和定位，电压等级包含6 kV及以上，目前最高试验能力为对220 kV电缆进行振荡波试验。振荡波检测威廉希尔官方网站 最早称为OWTS（Oscillating Wave Test System），目前多称为DAC（Damped Alternating Current Voltage）。2006年，振荡波检测威廉希尔官方网站 首次在北京电力公司应用[1]，此后在中国经历了近15年的发展[2-15]，从最初的重大保电、试点和电科院测试，到2016年形成电力行业标准《6 kV～35 kV电缆振荡波局部放电测试方法》（DL/T 1576—2016）[16]，再到2018年国家电网公司将振荡波局放检测威廉希尔官方网站 作为电缆的绝缘缺陷检测方法纳入《配电电缆线路试验规程》（Q/GDW 11838—2018）[17]，振荡波局放检测威廉希尔官方网站 在电力电缆绝缘缺陷检测和定位中的作用也越来越被认可。
目前振荡波威廉希尔官方网站 在国内受重视程度不断提高，尤其是在国家电网公司得到了大力推广应用，从而积累了大量的现场检测数据和案例，形成了较为详细的现场检测规程，培养了大量的振荡波局放检测威廉希尔官方网站 人才。
本文主要基于振荡波检测威廉希尔官方网站 现场试验情况，对振荡波局放检测威廉希尔官方网站 的现场应用特点进行分析，并结合现场遇到的问题，探讨解决的思路，提出一些现场测试中的建议。
1 振荡波检测威廉希尔官方网站 及其定位原理
电力电缆中的绝缘缺陷会在电场应力的作用下产生局部放电，局部放电激发的电压行波沿着电缆向两端传播，通过测量这个脉冲，可以测量电缆中的局部放电信号，评估该局部放电信号的强度和统计特征，有助于判断电力电缆绝缘缺陷的位置和严重情况。
电缆振荡波检测威廉希尔官方网站 ，即在电缆一端进行直流（或交流）充电，达到试验电压后（加压流程可参考DL/T 1576—2016或Q/GDW 11838—2018），通过快速闭合开关，实现振荡波测试系统内部电感与电缆电容之间的谐振，在这个谐振过程中，通过高压测试端的耦合电容，获取局部放电产生的脉冲电压信号，根据电缆中电压行波的传播原理，利用电压行波的入射波和反射波的时间差实现电缆绝缘缺陷的定位，如式（1）所示：
通过上述过程，在一次加压过程中可以同时发现电缆中多个绝缘缺陷，并实现定位（图1），再根据相关标准，如DL/T 1576—2016或Q/GDW 11838—2018中局部放电严重程度的判断依据，决定针对电缆缺陷是修复更换、再次测试还是继续运行。
电缆振荡波测试系统的典型时域图和定位原理如图2和图3所示。
2 振荡波检测威廉希尔官方网站 在现场应用中
遇到的问题
电缆振荡波局放检测威廉希尔官方网站 ，可以实现一次测试对电缆多处绝缘缺陷的定位，并根据得到的局部放电信号特征，结合标准和个人经验，对电缆缺陷是需要修复、再次测试还是继续使用进行判断。
在实际应用中，电缆振荡波局放测试威廉希尔官方网站 的检测效果和定位精度受到一些因素的影响，本节对这些因素进行罗列，并大致分析其原因。根据调研结果，现场测试中遇到的问题大致涉及振荡波检测威廉希尔官方网站 的应用范围、定位精度和灵敏度、有效测试距离等方面。
2.1 振荡波检测威廉希尔官方网站 的应用范围
目前国内主要将振荡波检测威廉希尔官方网站 用于电缆局放检测，但实际上根据IEEE Std 400.4TM—2015[18]的介绍，电缆振荡波检测威廉希尔官方网站 还可以用于电缆耐压试验，需要在最高试验电压下进行50次激励。振荡波耐压的优点在于对电源功率要求不高，因为振荡波升压是对电缆进行直流（或交流）充电，即在测试系统最高测试负载下，升压到指定电压的时间与电缆长度有关，而对所需要的电源功率要求不高。由于国内没有对振荡波耐压进行相关测试，缺少相应的数据支撑和案例，故基于振荡波的电缆耐压试验并未在国内采用。
2.2 定位精度和灵敏度
振荡波测试系统的定位精度理论上可以达到电缆长度的1%或±1 m，但在实际测试中，受到电缆长度值的精确度、局放脉冲传播速度、反射波波形畸变等因素影响，定位精度存在一定的偏差，有的可能有10 m以上的偏差。
灵敏度是指最小能够测量到的局部放电量，现场测试的灵敏度受背景噪声、校准和电缆本身特征的影响。
2.3 有效测试距离
振荡波测试系统测试距离，以单端测试为例，大部分标称在10 km，但实际上往往达不到10 km，有时甚至才2～3 km，这主要与电缆特性对电压行波的影响、背景噪声等有关。
3 解决现场测试问题的建议
本节结合上一节中振荡波现场测试中遇到的问题，探讨解决问题的思路。
3.1 定位精度和灵敏度
定位精度取决于电缆长度和振荡波传播速度的精确性，但现场往往无法知晓电缆的确切长度，而且波速往往是经验值（168～172 m/μs），所以当定位到有缺陷时，都是第一时间去寻找该位置附近的中间接头，因为中间接头的故障率较高，而且中间接头的放电量一般较大，这时基本上可以确定是中间接头的问题。
当没有中间接头时，有可能是电缆本体缺陷，而这种局部缺陷往往是施工或后期运行中的外部应力导致的（注意：引起的是缺陷，如果是故障不在本文讨论范围内），这种情况需要对电缆外部完好性做仔细检查，可以结合该缺陷点距离中间接头的相对位置进行缺陷查找。
3.2 有效测试距离
有效测试距离，一般理解为能够定位绝缘缺陷的最大电缆长度。从振荡波测试系统指标来看，主要有两个与最大距离有关的参数：最大试验距离（即最大负载，单位为μF）和最大定位距离。
最大试验距离，是振荡波系统的加压能力，能够对多长的电缆施加标准所需要的最高试验电压，与振荡波系统电源能力和电缆的电容有关，这个参数在振荡波测试系统中有明确标出。
最大定位距离，这个并未直接在电缆振荡波参数中标注，因为这个定位距离与振荡波局放耦合单元、现场测试环境（背景噪声、电缆特征参数）和算法有关，尤其是与现场的测试环境有关，以下详细描述：
（1）背景噪声：振荡波定位需要寻找一组入射波和反射波来定位，而反射波传播到电缆尾端，经过了较长距离，幅值衰减较大，当背景噪声比较大时就会淹没反射波，此时则无法定位，或者反射波与背景噪声值近似时也无法实现定位。
（2）电缆本身结构：如果电缆的中间接头多，那么对电压行波的干扰增多，也会导致反射波衰减较大。
如图4所示，虽然电缆长度近似，但由于现场背景噪声和电缆特征的影响，反射波的情况截然不同。从校准结果至少可以得出：图4（a）有助于发现更小的放电信号，能够进行更精准的判断，对电缆缺陷检测的现场灵敏度更高。
故现场测试中，振荡波局放测试的定位能力与现场情况紧密相关，可以振荡波校准过程中能够识别的反射波的最小放电量为参考，判断该段电缆能否进行有效的振荡波局放定位。
4 振荡波威廉希尔官方网站 应用特点
4.1 关于振荡波标准的一些认识
目前对振荡波做了详细规定的标准主要有两个：国际标准IEEE Std 400.4TM—2015和国内电力行业标准DL/T 1576—2016，标准中详细规定了测试系统各个组成部分及系统参数和指标，以及试验的加压流程、判断依据等。其中IEEE Std 400.4TM—2015给出了振荡波可以实现电缆耐压和电缆振荡波局放测试两种应用，DL/T 1576—2016增加了对电缆绝缘缺陷严重程度的判据。此外，国家电网标准Q/GDW 11838—2018也引入了电缆振荡波检测威廉希尔官方网站 。以上3个标准均可借鉴。
电力行业标准中对XLPE电缆局放严重程度判断如表1所示，根据不同位置的放电量大小决定电缆是否需要更换。国家电网标准除了对放电量要求更加严格以外，还增加了对起始放电电压的要求，对新电缆而言，当起始放电电压低于1.2倍U0时，则需要更换。
4.2 试验流程中需要注意的问题
电缆振荡波施加的电压高于运行电压，严格意义上也存在电缆击穿风险，实际测试过程中也发生过类似事件，即测试过程中未发现局部放电集中点，但送电以后发生了击穿。这种情况可以通过测试前后绝缘电阻来辅助判断，当测试后绝缘电阻下降较多时，需要引起注意，该电缆绝缘可能存在风险，建议再进行耐压测试或继续进行振荡波测试，查找缺陷点。
同时也需要明确，电缆振荡波检测威廉希尔官方网站 并非能发现所有电缆缺陷问题，当未发生局放时，振荡波测试是无法定位缺陷的，此时绝缘电阻低大部分情况下是受潮引起的。
4.3 在高阻故障定位中的应用
振荡波还可以作为电缆故障定位手段，当电缆出现类似闪络这种高阻故障时，可以尝试借用电缆振荡波威廉希尔官方网站 对故障电缆进行故障点定位，但其施加电压的流程与常规规定的加压流程不同，需要从最小电压，如0.1U0开始逐步阶梯升压（比如Δ0.1U0），尝试定位闪络故障点。如瑞士Onsite公众号分享的一起高阻故障定位案例，即根据振荡波定位谱图，在距离测试端480 m和750 m处查找到两组放电现象。
5 结语
本文根据目前振荡波测试中的热点，总结了一些电缆振荡波现场测试中遇到的问题，分析了原因，并对本文提出的问题进行了讨论，得出如下结论：
（1）采用电缆振荡波威廉希尔官方网站 需要停电进行测试，对于需要保障供电可靠性的行业（如电力系统），停电压力大，较难实现，目前普遍采用的是交接试验的测试项目；而对于可以自由安排停电的客户，则不受该条件约束。
（2）虽然电缆振荡波检测威廉希尔官方网站 能够发现电缆中潜在的多处缺陷，但仍有一些制约因素，如电缆长度影响、电缆中间接头影响、现场背景干扰（目前的提取威廉希尔官方网站 主要还是在大于背景信号的脉冲中寻找反射波）等。上述情况需要综合分析，不能盲目认为振荡波测试后未发现局放，就一定没有绝缘缺陷，其只能在一定范围内确认，还需要结合电缆绝缘电阻进行综合判断。
虽然电缆振荡波检测威廉希尔官方网站 有其局限性，但笔者仍旧认为其是目前检测电缆缺陷的最有效手段之一。
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编辑：黄飞
工商网监
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