电缆接头局部放电在线检测系统及其应用

电缆接头局部放电在线检测系统及其应用
摘要:简要介绍了电缆接头局部放电测试系统的工作原理及主要抗干抗方法一板
性鉴别。

应用该检测系统对运行中的220kV电缆接头进行了现场测试，结果迁明
综合采用板性鉴别、小波分析等抗干找方法，可以有效地测试到运行电缆接头的
局部放电信号。

关键词:电缆接头;局部放电;抗干扰;场测试;数据分析;应用
引言
交联聚乙烯(XLPE)电缆具有绝缘性能好、易于制造和安装方便、供电安全可靠、有利于美化城市等优点，在20世纪60年代初问世以来得到了迅速发展。

近十年来，我国城市电网大量采用xI．PE电力电缆输配电IlI。

据有关资料统计，电力电缆事故主要发生在其接头处12l。

因此对电力电缆接头进行局部放电在线
检测有着重要的意义。

IEC及世界各国都制定了相关的局部放电测试标准．通过
对局部放电的检测及时发现设备绝缘的缺陷，找出故障原因。

国内外关于XI．PE电缆及接头局部放电检测方法的研究有很多M。

但由于XLPE电缆及接头
局部放电信号微弱．波形复杂多变．极易被背景噪声和外界电磁干扰噪声淹没，所以研究开发电缆及接头局部放电在线检测的装置具有较大难度。

西安供电局
电缆工区与两安交通大学电力设备与电气绝缘国家重点实验室合作研制出一种便
携式电缆接头局部放电现场检测系统。

综合采用了多种抗干扰方法，能够较为
有效地排除外来干扰，获得真实的电缆接头局部放电信号，为判断电缆接头的绝
缘状况提供了可靠的依据。

1 电缆接头局部放电在线检测系统
本系统采用了特种灵敏信号传感器和当今困际上测控领域先进的虚拟仪器技术，系统的总体结构如图1所示。

传感器耦合到的局部放电信号传输至信号调理
单元，经放大后由高速数据采集单元采集(可根据信号强弱手动调节合适的放大
倍数)．便携式工控机负责信号的处理计算，牛成各类谱图、报表。

系统采用的
传感器响应频带为500 kHz～20 MHz．由罗高夫斯基线吲、滤波和取样单元组成，钳式结构．测试时可直接安装在电缆接头两端．为系统采用极性鉴别抗干扰方
法打下了硬件基础。

图1 系统总体结构
该系统安装方便，操作简单，便于携带。

操作人员可以随时在历史数据库中
查询电缆接头现场所采集到的局部放电数据，并根据需要生成各种谱图。

对放
电信号进行详细地分析。

2抗干扰措施
测量电缆接头局部放电时．根据系统的测量信号可综合应用几种抗十扰措施，包括极性鉴别、小波分析、频谱分析、设定阈值，并辅以相位开窗、试验鉴别等
手段。

图2为本系统采用极性鉴别法抑制外来干扰的工作原理图。

图2极性鉴别法抑制外来干扰原理图
安装传感器时，先测量2个传感器的同名端，并将同名端朝同一方向安装。

对于沿电缆接头两端进入的干扰信号(图2虚线所示为从左端进入的干扰)， 2个
电流传感器耦合到的信号极性相同；而对发生在电缆接头中的局部放电信号(图2
实线所示)，2个传感器耦合到的信号极性相反。

通过软件就可以判别是否为真
实的电缆接头局部放电信号还是外部T 扰。

这种方法简单易行。

由软硬件共同完成。

有很好地灵活性，町以根据实际情况用软件设定判据，实用性强、结果可靠。

3系统的现场应用
现场中各种干扰并存，既有热噪声，又有外来随机脉冲干扰，还有周期性窄
带干扰和周期性脉冲干扰Im。

因此一般采用多种抗干扰措施相结合，才能真正
地提取出有效的局部放电信号。

2006年12月本系统在西安城西客运站附近的枣
周线某一220 kV电缆接头上进行测试。

图3为2个传感器套在电缆接头两端测
得的未经信号处理的原始波形图及其幅频特性，可发现主要干扰在2 MHz以内。

图3两路传感器原始信号及幅频特性
利用小波分析对上述信号进行分析处理，按照选择最优基小波原则及根据频
谱分析和mallat算法．选用db5小波进行4层变换(Daubechies／Jx波一般简写成dbN．N是小波的阶数)，选取信号丰富及信噪比好的D3高频细节输出。

经小波
分析后的信号通过极性鉴别程序判定，系统能从大的脉冲干扰中提取出信号微弱
的局部放电信息。

被鉴别为局部放电信号的2个脉冲经波形展开分析，确实为异
极性信号的结果可靠。

4结论
XLPE电力电缆接头局部放电在线检测系统综合采用极性鉴别和小波分析以及
其他抗十扰方法．在现场进行检测可以有效的剔除或抑制来自电缆接头外部的各
种干扰，真实地测得电缆接头内部局部放电信号．为判断电缆接头的绝缘状况提
供了可靠的依据。

参考文献:
应启良，魏东，高小庆，等．我H高压及超高压交联聚乙烯绝缘电力电缆的
应用与发展【J】．电线电缆，2001，(3)：3—8．
吴倩．刘毅刚，李熙谋．高压交联聚乙烯电缆绝缘老化检测技术调研【J】．电力设备，2005．6(7)：40-45．
蔡敏。

刘晓安．xI．PE电力电缆局放检测技术的发展和现状【J】．两北电力
技术，2003，31(4)：31—32．
赵中原，吕征字，段乃欣，等．交联聚乙烯电缆局部放电在线监测系统研制【J】．电力系统自动化，2004，28(5)：59—62．
成永红，李伟，谢恒垄．超宽频带局部放电传感器的研究【J1．高电压技术，1998，24(1)：9—1 1．
韦斌，王伟，李成榕，等．VHF钳型传感器在线检测110kV XLPE电缆局放
『J1．高电压技术，2004，30(7)：37—39．
徐阳，钟力生，曹晓珑，等．XLPE电缆及接头局部放电的超高频测量与分析【J】．电工电能新技术，2002，2l(1)：5-8．
葛景滂，邱吕容，谢恒垫．局部放电测量【M】．北京：机械T 业出版社．1984．。