摘要：实时准确的测量电缆局部放电是电缆运行状态监测非常重要的参数之一，目前电缆局部放电主要运用HFCT技术，通过CT传感器来检测信号判断电缆局部放电，但是受复杂环境噪声干扰后很难准确实时监测电缆局部放电。本文介绍一种内置电缆局部放电监测技术，并对该技术进行了试验验证，该技术可以精确测量电缆局部放电，及时发现电缆运行时的故障隐患。根据GB/T 7354-2003、IEC 60270:2000和Q/ZNTW 101-2017标准，结合电缆安装、运行缺陷来模拟故障，对内置式电缆局部放电监测技术的有效性进行试验验证，试验结果证明本技术测量的局部放电与试验大厅局部放电系统的放电相位及响应趋势完全一致，验证了该技术的可靠性和有效性，对电网的电力调度及可靠运行具有重要意义。
关键词：缆局部放电；在线监测；内置局放；缺陷试验
引言
近年来，电网缆化程度迅速提高，电网等级也不断提升，高压电缆及其附件的使用量成不断增长的趋势。目前电缆局放主要采用HFCT技术，该技术主要通过在电缆接地缆上安装HFCT局放传感器测量电缆局部放电。由于受复杂环境噪声干扰后，很难准确实时监测电缆局部放电。
本文介绍一种基于差分电容的内置式电缆局部放电监测技术，并通过多次、多点、多类型试验，进行大量的数据分析比较，验证该方法的安全性和有效性并进行了实际场景应用。
1 技术介绍
内置式电缆局放监测技术是将局放传感器内置到电缆接头内部，通过电容耦合方式来感应局放信号，解决了传感器局放传感器的局放扰信号大，故障定位不精确的实际问题，提高了局放设备的准确性和稳定性。系统主要包括五部分：电缆局部放电监测主机、监测中继、放电监测装置、局放控制模块和局放采集模块。
本技术采用新型环包式差分电容作为电缆接头局部放电的检测传感器。新型环包式差分电容为内置式局部放电检测传感器，安装于电缆接头的外半导电层和铜网屏蔽层之间。与目前市场上普遍采用的安装于电缆接头外部接地线上的外置式HFCT相比，具有灵敏度高、抗干扰能力强等优点。
内置传感器为矩形FPC材质，具有柔软性质，如图1所示。
图1 传感器安装位置示意图
2 试验验证
为验证内置局放监测技术的可靠性和有效性，在国家重点实验室超高压电缆实验室进行了电缆中间接头局部放电的在线实时测试实验。与试验大厅局放检测系统共同进行局部放电检测试验，如图2所示。
图2 试验回路
本次试验提供了绝缘主件表层缺口、绝缘主件表层针扎、绝缘主件端口位置处扎入金属片等缺陷的电缆接头，依次在220kV回路上按GB/T 7354—2003、IEC 60270:2000和Q/ZNTW 101-2017标准做局部放电检测试验。试验回路如图3所示。
图3 局放试验示意图
2.1典型缺陷试验
1）缺陷试验1：在绝缘（直通）接头橡胶绝缘件一端屏蔽管口与应力锥喇叭口中间位置从橡胶绝缘件表层制造20mm2大小及深度的缺口，将局放传感器安装在铁针正上方位置。比对结果如表1所示。
表1 局放量比对
缺陷试验2：在绝缘件表层上中心位置表层处插入10mm深度的铁针，将局放传感器安装在铁针正上方位置。比对结果如表2所示。
表2 局放量比对
2）缺陷试验3：在绝缘件端口位置处扎入80mm深度的金属片，将局放传感器安装于绝缘件两端口位置处。比对结果如表3所示。
表3 局放量比对
3 技术应用
通过权威试验检测后验证了内置局放监测技术的可靠性和有效性，基于本技术抗干扰能力强、智能分析的特性，在高压电缆附件厂进行了220kV整体预制式硅橡胶绝缘（直通）接头出厂前局放检测应用。该电缆附件厂在220kV电缆2500㎜2截面电缆中间接头的回路预制接头上安装绝缘主件，通过内置式电缆局部放电监测技术对该接头进行局放检测，如图4所示。
图4 电缆附件厂局放检测应用
本次共进行了3个电缆中间接头的标准局放检测，如表4所示。
表4 局放检测基本情况
在内置局放检测的同时通过与电缆附件厂自有的DDX系统在屏蔽室下的测试结果进行了对比。
图5 内置局放检测系统与DDX系统局放检测
图6 内置局放放检测图谱
图7 DDX系统检测图谱
在本次局放检测中内置局放系统与DDX系统同时捕捉到1#接头接头局部放电信号并且趋势一致，量值相近。经该厂质量检测后发现质量问题与内置局放检测区域一致。
4 结论
通过上述试验及技术应用，得出以下结论：
1）内置电缆局放监测技术对电缆附件安全运行没有任何影响，同时在高电压、各种类型缺陷接头检测局放真实有效，证明本技术是有效的，可靠的，具有推广应用条件。
2）通过有效的内置电缆局部放电监测技术进行电缆局放检测，所检测数据与试验大厅局放系统进行对比发现，两者放电相位、放电趋势一致，且内置局放不受噪音干扰。
3）内置电缆局部放电监测技术具备完善的软件管理系统，图谱实时显示相位、放电量等关键参数，检测灵敏、测量精准和数据智能分析。
参考文献
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论文作者:肖俊昱,杨洋,周韫捷,叶志豪,李红亮,李海,何嘉
论文发表刊物:《电力设备》2019年第14期
论文发表时间:2019/11/12
标签：电缆论文; 局部论文; 技术论文; 传感器论文; 所示论文; 缺陷论文; 位置论文; 《电力设备》2019年第14期论文;