1、振荡波局放测试及定位系统振荡波局放测试及定位系统(Oscillating Wave Test System)德国SebaKMT公司北京赛宝凯特检测设备有限公司制造厂商制造厂商 德国德国SebaKMT公司是世界上著名的电力电缆故障定位和局公司是世界上著名的电力电缆故障定位和局放测试设备制造厂商，在全球放测试设备制造厂商，在全球130个国家拥有办事处或代理商个国家拥有办事处或代理商。德国塞堡公司，位于德国塞堡公司，位于Baunach德国哈克公司，位于德国哈克公司，位于Radeburg引言引言 随着供电水平要求的提高，国内外供电单位对配网设备的检测方法也在不断改善，已从以前粗放式的巡检和故障抢修模式
2、，逐渐升级为对电力设备的状态监测模式，即通过在线或离线监测的方式，发现电力设备的缺陷，提前对潜在缺陷进行检修和维护，达到未雨绸缪的效果。局部放电是指高压设备中的绝缘介质在高电场强度作用下，发生在电局部放电是指高压设备中的绝缘介质在高电场强度作用下，发生在电极之间的未贯穿的放电。这种放电只存在于绝缘的局部位置，而不会立即形极之间的未贯穿的放电。这种放电只存在于绝缘的局部位置，而不会立即形成贯穿性通道，称为局部放电。它是广泛存在的现象。成贯穿性通道，称为局部放电。它是广泛存在的现象。什么是局部放电（什么是局部放电（Partial Discharge)?安全隐患！安全隐患！局放产生的原因局放产生的原
3、因XLPE电缆电缆分层分层/层状缺陷层状缺陷半导电层突起半导电层突起杂质杂质（导体；非导体）倒置水树倒置水树 空洞空洞（微孔洞）Source:H.T.Putter,Investigation of Water Treeing Electrical Treeing Transition in Polymeric Insulation of Service Aged Power Cables.Delft University 2007水树并不产生局放！只有当一个电树在水树顶端发展时才会有局放产生。水树并不产生局放！只有当一个电树在水树顶端发展时才会有局放产生。电树会导致绝缘在运行条件下很快（几周或
4、几月内）击穿。电树会导致绝缘在运行条件下很快（几周或几月内）击穿。电缆接头中可能发生发生局部放电的地方电缆接头中可能发生发生局部放电的地方:1.1.绝缘与导体表面的间隙绝缘与导体表面的间隙2.2.绝缘材料中的空腔与杂质绝缘材料中的空腔与杂质 3.3.导体或半导体表面的空腔或毛刺导体或半导体表面的空腔或毛刺局放产生的原因电缆接头局放产生的原因电缆接头局放产生位置局放产生位置 电力电缆局部放电与电力电缆绝缘状况密切相关，局部放电的出电力电缆局部放电与电力电缆绝缘状况密切相关，局部放电的出现及变化预示着电缆绝缘存在着可能危及电缆安全运行寿命的缺陷。现及变化预示着电缆绝缘存在着可能危及电缆安全运行寿命
5、的缺陷。准确测量准确测量XLPE绝缘电力电缆的局部放电是判断电缆绝缘品质的一种直绝缘电力电缆的局部放电是判断电缆绝缘品质的一种直观、有效的方法观、有效的方法。为什么要测量电缆的局放？为什么要测量电缆的局放？OWTS系统系统OWTS系统作为世界上最先进的局放检测设备之一，系统作为世界上最先进的局放检测设备之一，与工频具有良好的等效性，已经得到越来越多国家的认可。与工频具有良好的等效性，已经得到越来越多国家的认可。SebaKMT公司公司 德国德国Seitz公司公司 瑞士瑞士Delf University of Technology 荷兰荷兰 新电缆投运前新电缆投运前 更换接头后更换接头后 定期跟踪
6、测量定期跟踪测量 检查电缆主绝缘状况检查电缆主绝缘状况 检测电缆附件的安装工艺检测电缆附件的安装工艺 出现局放，评估局放水平，如必要，出现局放，评估局放水平，如必要，需对附件进行针对性的维修和更换。需对附件进行针对性的维修和更换。电缆状态检修的重要手段：电缆状态检修的重要手段：OWTS振荡波局放测试技术振荡波局放测试技术OWTS 局放测试原理局放测试原理 AD转换器转换器低阻尼振荡波测试技术低阻尼振荡波测试技术OWTS 局放测试原理局放测试原理 局放点位置原始脉冲反射脉冲 OWTS 局放定位原理局放定位原理 局放点位置原始脉冲反射脉冲 OWTS 局放定位原理局放定位原理 利用局放脉冲反射法进行
7、局放定位利用局放脉冲反射法进行局放定位局放点脉冲向电缆两端传播局放点脉冲向电缆两端传播OWTS 局放定位原理局放定位原理xltttxltQxtQ22221221时间差反射脉冲原始脉冲:t标准依据：标准依据：IEC 60270标准测量局放标准测量局放有效性：有效性：局放试验时所加电压的波形及频率尽可能与正常运行时电压的形状相近这局放试验时所加电压的波形及频率尽可能与正常运行时电压的形状相近这样，重要的测量参数如样，重要的测量参数如PDIV（局放起始电压），（局放起始电压），PDEV（局放终止电压）和局放等（局放终止电压）和局放等级就会与正常运行时相同。级就会与正常运行时相同。无损性：无损性：所加
8、电压要接近于正常运行电压，这样就可以在局放诊断中将电压值限定所加电压要接近于正常运行电压，这样就可以在局放诊断中将电压值限定在在1.7Uo以下。防止较高的电压激发新的缺陷。以下。防止较高的电压激发新的缺陷。抗干扰能力：抗干扰能力：系统可以有效排除环境干扰。系统可以有效排除环境干扰。有效判断局放类型：有效判断局放类型：生成清晰的局放波形图，以便确定局放的类型，观察电压曲线生成清晰的局放波形图，以便确定局放的类型，观察电压曲线与局放发生的相位关系。与局放发生的相位关系。便携式设计：便携式设计：可应用于各种测试环境。可应用于各种测试环境。OWTS设备特点设备特点 局放起始电压局放起始电压 （PDIV
9、）局放终止电压局放终止电压 （PDEV）局放水平局放水平 局放集中性局放集中性 OWTS 系统局放诊断的依据系统局放诊断的依据测试结果的评估标准是建立在测试结果的评估标准是建立在统计学统计学的基础上的。经过滤波后单一、离散的基础上的。经过滤波后单一、离散的数据对局放结果的分析影响不大，因此可最大限度避免干扰造成的误判的数据对局放结果的分析影响不大，因此可最大限度避免干扰造成的误判OWTS 系统测试结果 详细的测试报告有助于制定合适的维护详细的测试报告有助于制定合适的维护方案，另外，作为电缆维护的历史资料，在方案，另外，作为电缆维护的历史资料，在电缆状态监测工作中也有很高的参考价值。电缆状态监测
10、工作中也有很高的参考价值。自动生成详细的测试报告自动生成详细的测试报告OWTS系列系列 OWTS产品涵盖了常见的电缆电压等级，从10千伏电缆直到220千伏的高压电缆，都有相应等级的产品覆盖，使其能够广泛用于电缆测试工作中。OWTS M28OWTS M60OWTS H150OWTS H250新加坡，荷兰，德国，意大利等国家早在几年前就已积极开展以OWTS系统作为电缆状态评测的工具，并取得良好的效果。新加坡新能源电网波兰 ENERGA公司 截止到2006年底，OWTS总共销售约有5060套，而从2007年至今已经有超过270套的设备在世界范围内使用，表明电缆状态检测已越来越被重视。OWTS系统国外
11、应用状况系统国外应用状况新加坡新能源电网公司新加坡新能源电网公司 作为最早使用作为最早使用OWTSOWTS设备的国家之一，新加坡国家电网通过优化管理政设备的国家之一，新加坡国家电网通过优化管理政策，引进先进设备，提高了电网运营质量。策，引进先进设备，提高了电网运营质量。用户年意外停电指数用户年意外停电指数 (SAIDI)新能源公司实行以电网业绩为中心的知识型管理模式，“状态状态监测与状态维修监测与状态维修”是资产（设备）管理的两大支柱。引入引入OWTS后意外停电故障明显减少，避免了部分事故的发生，后意外停电故障明显减少，避免了部分事故的发生，振振荡波电缆局放测试小结荡波电缆局放测试小结如下：如
12、下：新加坡新加坡OWTS局放测试的应用局放测试的应用测试测试 22 kV共计共计255条，其中避免条，其中避免16条局放故障条局放故障；测试测试6.6kV共计共计683条，其中避免条，其中避免65条局放故障条局放故障；在在2007年，又购置了两套最新的年，又购置了两套最新的OWTS M60系统用于系统用于22kV电缆和电缆和一套一套OWTS H150系统用于系统用于66kV电缆；至此，新加坡共有电缆；至此，新加坡共有OWTS：OWTS 25 9套套 OWTS M60 2套套 OWTS H150 1套套OWTS国内应用状况国内应用状况北京：北京：在在2007年底，购入两台年底，购入两台OWTS
13、M28系统，用于奥运场馆及重要设系统，用于奥运场馆及重要设施的电缆局放测试。共检测电缆施的电缆局放测试。共检测电缆300余条（谐振试验通过后），发现接头缺余条（谐振试验通过后），发现接头缺陷陷20多个，及时地排除了故障隐患。多个，及时地排除了故障隐患。2009年，建国年，建国60周年大庆及全运会的保电工作中，周年大庆及全运会的保电工作中，OWTS系统也得到系统也得到很好的应用。很好的应用。目前，北京已应用了目前，北京已应用了9套套OWTSM28系统，并已在北京地区推广使用。系统，并已在北京地区推广使用。济南：济南：2009年够入年够入1台台OWTS M28，用于大运场馆及重要设施的电缆局放，用
14、于大运场馆及重要设施的电缆局放测试。使用效果良好。测试。使用效果良好。广东：广东：广州等地也已购入多台广州等地也已购入多台OWTS M28，用于第，用于第16届亚会会的保电工作。届亚会会的保电工作。OWTS国内应用状况国内应用状况北京：北京：在在2007年底，购入两台年底，购入两台OWTS M28系统，用于奥运场馆及重要设系统，用于奥运场馆及重要设施的电缆局放测试。共检测电缆施的电缆局放测试。共检测电缆300余条（谐振试验通过后），发现接头缺余条（谐振试验通过后），发现接头缺陷陷20多个，及时地排除了故障隐患。多个，及时地排除了故障隐患。2009年，建国年，建国60周年大庆及全运会的保电工作中
15、，周年大庆及全运会的保电工作中，OWTS系统也得到系统也得到很好的应用。很好的应用。目前，北京已应用了目前，北京已应用了9套套OWTSM28系统，并已在北京地区推广使用。系统，并已在北京地区推广使用。济南：济南：2009年够入年够入1台台OWTS M28，用于大运场馆及重要设施的电缆局放，用于大运场馆及重要设施的电缆局放测试。使用效果良好。测试。使用效果良好。广东：广东：广州等地也已购入多台广州等地也已购入多台OWTS M28，用于第，用于第16届亚会会的保电工作。届亚会会的保电工作。实例：安装工艺粗糙引起局部放电实例：安装工艺粗糙引起局部放电（a）（b）（c）（d）10/8.7kV XLPE
16、三芯电缆，383米，距离测试端100米处有一个热缩中间接头检测发现该电缆在1.7U0时放电量达到10000pC左右，0.5U0时放电量达到1000pC左右，定位发现放电缺陷就在接头处（a）校准波形 （b）加压至9kV时电缆局部放电与施加电压的关系（c）单个脉冲分析及定位情况 （d）放电量及放电位置解剖分析结果：解剖分析结果：经过解体分析，该电缆内、外半导电管端口不整齐有突起，且端部未缠绕半导电带形成坡口，外屏蔽层剥离不整齐，有突起是造成严重局部放电的原因（a）外屏蔽剥削不整齐，有突起，未打磨；（b）黑色热缩管是半导电材料，红色热缩管是绝缘材料。黑色热缩管端部不整齐，且未用半导电带做过渡形成坡口
17、，热缩管表面有凹陷，不平滑。（c）里层黑色热缩管与电缆导体接触，表面有凹陷，不平滑。（d）内、外半导电热缩管的端部均没有用半导电带缠绕形成坡口。（a）（b）（c）（d）热缩接头制作工艺问题引起的滑闪放热缩接头制作工艺问题引起的滑闪放电电局放起始电压（局放起始电压（PDIV)：5 kV Uo时局放等级时局放等级 10nC电缆长度电缆长度:660米米 电缆型号电缆型号:NA2XSF2Y 150/25 铺设时间铺设时间:1997 运行电压运行电压:12/20 kV 更多实例更多实例1较高局放等级较高局放等级L 1 200米米(208米米)处接头位处接头位置置L2/L3 365 米处接头位置米处接头位
18、置电缆长度电缆长度:660米米 电缆型号电缆型号:NA2XSF2Y 150/25 铺设时间铺设时间:1997 运行电压运行电压:12/20 kV 电缆长度电缆长度:660米米 电缆型号电缆型号:NA2XSF2Y 150/25 铺设时间铺设时间:1997 运行电压运行电压:12/20 kV 接头上收缩不完全的部位接头上收缩不完全的部位 解剖结果解剖结果例例 2L1电缆长度电缆长度:700米米电缆型号电缆型号:NA2XSF2Y 150/25 铺设时间铺设时间:2001 运行电压运行电压:12/20 kV 较高局放等级：较高局放等级：L 1 20 米处接头位置米处接头位置电缆长度电缆长度:700米米
19、 电缆型号电缆型号:NA2XSF2Y 150/25 铺设时间铺设时间:2001 运行电压运行电压:12/20 kV L 1 20 米处接头米处接头 连接套管尺寸不对连接套管尺寸不对缝隙导致了局缝隙导致了局放放 解剖结果解剖结果混和电缆对接头上的局放混和电缆对接头上的局放 局放主要集中在接头充油口处，纸绝缘层有零星局放发生局放主要集中在接头充油口处，纸绝缘层有零星局放发生 Uo 时，局放等级：时，局放等级：1200 pC例例 3交联聚乙烯（XLPE）电缆 油纸电缆（PILC）接头中的局放痕迹接头中的局放痕迹 电缆型号电缆型号:NA2XSF2Y 150/25 12/20 kV 解剖结果解剖结果L1 接头上的局放接头上的局放 解剖结果解剖结果除对接头之外，铅护套也出现严重变形除对接头之外，铅护套也出现严重变形断裂的金属屏蔽层和受到损坏断裂的金属屏蔽层和受到损坏的纸绝缘层。的纸绝缘层。上述问题导致了局放上述问题导致了局放!例例 4混合电缆混合电缆 PILC/XLPE OWTS 测试结果测试结果
