QH-OWTS-10 10kV电缆震荡波检测系统简介

发布时间：2017-11-27 16:27:44浏览次数：5188次

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　　1、特点

　　目前，国内外针对10kV电缆绝缘性能方面考核，相对有效地途径是有耐压试验。但是，耐压试验存在几个问题：一是需要持续施加高于运行电压数倍的电压，很可能对电缆造成损伤而引入新的缺陷;二是耐压试验结果只有通过和击穿两种，某些隐蔽缺陷不易被发现，也不利于绝缘状态的评估;三是现有耐压设备试验过程可视化做得不够，无法将局部放电与其发生位置联系起来。由于存在上述三个问题，因此，从技术上来说不利于运行单位工作的有效开展，10kV电缆绝缘状态的评估需要寻找新的突破口。

　　振荡波试验系统，即称为Oscillating waveform test system(OWTS),或 Damping AC Voltage(DAC)，是近几年国内外供电单位尝试使用并替代交流耐压的一种新兴试验技术。Oscillating waveform technology(OWT)出现至今约二十年的时间。具体来说，上世纪九十年代初至九十年代末期为实验室摸索阶段，2000年至2007年之间为通过现场试点而不断完善的时期。近几年，由于快速关断开关等技术得到解决，美国、荷兰、日本、新加坡及中国北京、济南、上海等地的电力部门才开始引入这种方法，也先后证明该方法在检测电力电缆尤其是中压电缆系统绝缘状态的有效性。目前，关于OWTS的产品基本依托高校作为技术支撑。

　　振荡波测试系统的优势在于：操作简单易行，便于现场实施;通过串联谐振产生能够进行局放测试的高压，电压形状能够与正常运行时电压的形状相似，从而可以根据IEC60270标准对局放量进行标定，同时能够获得局放起始电压及局放熄灭电压;将电缆局放检测与定位两套系统相结合，在电缆中产生谐振电压后，能够对局部放电信号进行检测并标定放电量，同时根据行波理论能够对局放源位置进行计算，检测与定位相结合，使二者相得益彰，极大提高了测试准确度。

　　2、检测原理及技术指标

　　振荡波电压试验方法的基本思路是利用电缆等值电容与电感线圈的串联谐振原理，使振荡电压在多次极性变换过程中电缆缺陷处会激发出局部放电信号，通过高频耦合器测量该信号从而达到检测目的。振荡波电压试验接线图如图(1)所示，整个试验回路分为两个部分：一是直流电源回路;二是电缆与电感充放电过程，即振荡过程。这两个回路之间通过快速关断开关实现转换。振荡回路如图(2)所示。L是匹配电感，C是电缆等效电容，R是振荡回路电阻。

　　电缆等效电容越大或电感取值越大，振荡频率越低，同时振荡回路品质因素越低。为尽量提高品质因素，电缆等效电容一定时，选取更小的电感较合适。当被测电缆很短时，振荡频率极有可能超过1kHz，可以通过并联系统电容的方法来降低，使振荡频率不至于过大。此外，利用振荡电压与振荡电流公式可以推导出某个振荡电压下电容的介质损耗角。

　　振荡过程中，利用行波法对局放信号进行定位。测试一条长度为l的电缆，假设在距测试端x处发生局部放电，脉冲沿电缆向两个相反方向传播，其中一个脉冲经过时间t1到达测试端;另一个脉冲向测试对端传播，在电缆末端发生反射，之后再向测试端传播，经过时间t2到达测试端。根据两个脉冲到达测试端的时间差，可计算局部放电发生位置，即：

　　式中，v为电缆中的波速。

　　图(3) 脉冲反射法原理示意图

　　脉冲反射法在10kV电缆找故障中被广泛采用，所以这种方法很容易被操作人员掌握，非常方便现场推广使用。实现局部放电定位的首要步骤是：准确寻找入射波和反射波。

　　系统的主要技术指标如表1所示。

　　3、系统组成及功能

　　整套系统从功能上分类可以划分为以下组成部分：

　　硬件系统

　　1、前台模块:高压直流源、实时快速开关、电感、振荡波及局放测量系统、数据采集及控制系统

　　2、后台模块：笔记本电脑

　　3、相关附件

　　软件系统

　　1、前台采集、控制软件

　　2、后台数据分析软件

　　硬件系统中，前台模块完成对电缆的直流充电、充电阶段与振荡阶段的切换、振荡波及局放信号检测、数据采集等功能。数据采集控制系统采用PXI嵌入式系统，由PXI机箱、PXI控制器、PXI数据采集卡组成，控制高压直流源的启动、升压，电子开关的导通并完成数据的实时采集、保存。后台模块采用笔记本电脑，检测时通过有线或无线网络与前台模块中的嵌入式单元连接，笔记本电脑远程登录至嵌入式单元，由嵌入式单元本地控制硬件设备并完成数据采集。检测时前台模块带电，需与后台模块(笔记本电脑)保持一定的安全距离。

　　软件系统分为前台采集、控制系统与后台数据分析系统。前台软件系统直接安装在嵌入式单元中，检测时笔记本电脑远程登录至嵌入式单元，进入前台软件系统控制数据采集及相关硬件，将采集到的数据实时保存在嵌入式单元中，检测结束后前台软件将保存数据通过有线或无线网络传输给后台笔记本电脑。数据分析在检测结束后进行，因此前台及后台软件系统相互独立，检测时仅作数据保存而不进行复杂的分析作业，可明显提高数据采集效率及稳定性。

　　后台分析软件的主要功能如下：

　　1) 检测数据回放;

　　2) 入射-反射脉冲的自动配对(基于行波原理);

　　3) 给出各相的视在放电量;

　　4) 提供小波及Butterworth两种滤波方式，提高脉冲分辨率;

　　5) 自动及手动方式对局放源进行定位;

　　6) 自动生成报表。

　　振荡波检测系统的总体功能如下：

　　1) 测量电缆的局放起始电压;

　　2) 测量局放终止电压;

　　3) 测量电缆局部点的放电水平;

　　4) 同时定位电缆上多个局放点;