局部放电缺陷检测典型案例和图谱库

电缆线路局部放电缺陷检测典型案例

（第一版）

案例1：高频局放检测发现10kV电缆终端局部放电

（1）案例经过

2010年5月6日，利用大尺径钳形高频电流传感器配Techimp公司PDchenk 局放仪，在某分界小室内的10kV电缆终端进行了普测，发现1-1路电缆终端存在局部放电信号，随后对不同检测位置所得结果进行对比分析，初步判断不同位置所得信号属于同一处放电产生的局放信号，判断为电缆终端存在局放信号。

2010年6月1日通过与相关部门协调对其电缆终端进行更换，更换后复测异常局放信号消失。更换下来的电缆终端经解体分析发现其制作工艺不良，是造成局放的主要原因。

（2）检测分析方法

测试系统主机和软件采用局放在线检测系统，采用电磁耦合方法作为大尺径高频传感器的后台。

信号采集单元主要有高频检测通道、同步输入及通信接口。高频检测通道共有3个，同时接收三相接地线或交叉互联线上采集的局部放电信号，采样频率为100 MHz，带宽为16 kHz~30 MHz，满足局部放电测试要求。同步输入端口接收从电缆本体上采集的参考相位信号，通过光纤、光电转换器与电脑的RS232串口通信，将主机中的数据传送至电脑中，从而对信号进行分离、分类及放电模式识别。

利用局部放电测试系统，在实验电缆中心导体处注入图1-1的脉冲信号，此传感器可直接套在电缆屏蔽层外提取泄漏出来的电磁波信号，在电缆中心导体处注入脉冲信号，耦合到的信号如图1-2所示。

图1-1 输入5 ns脉冲信号图1-2输入5 ns脉冲信号响应信号

将传感器放置不同距离时耦合的脉冲信号如图1-3所示。距电缆终端不同距离耦合的脉冲信号随其距离的增长而减小（见图1-4），这样就可以判断放电是来

自开关柜内还是线路侧。

a）距电缆终端0.1 m b）距电缆终端1.5 m

图1-3 局部放电系统的耦合信号

图1-4 不同位置耦合的脉冲信号

2010年5月6日，在某分界小室内的10kV电缆终端进行了普测，在距离1-1路进线电缆0.5 m和1.0 m处分别发现局放信号，测试结果如图1-5及图1-6所示。可见利用大尺径高频电流传感器，发现在0.5 m处存在局部放电相位特征的放电波形，幅值为190 mV，在1.0 m处存在具有局部放电相位特征的放电波形，幅值为120 mV；在距离电缆终端1.0 m处的局部放电信号相对于0.5 m处的信号有明显衰减；2个信号波形和相位图谱分布相似，有可能属于同一处放电产生的局放信号，初步判断电缆终端存在局放信号。

a)单个脉冲波形b)局部放电信号相位图谱

图1-5 距电缆终端0.5 m处测试结果

a)单个脉冲波形b)局部放电信号相位图谱

图1-6距电缆终端1.0 m处测试结果

2010年6月1日通过更换此电缆终端头后，再对该电缆进行复测，放电信号消失。对该电缆终端头进行解体分析时，发现密封胶涂抹位置不对，半导电层剥削不规整，护套应力锥形状不规整，局部有凸起，电缆终端解体情况如图1-7所示。

a）电缆铠装与接地线涂抹密封胶b）B相半导电层剥削不规整

c)C相半导电层剥削不规整d)护套应力锥形状不规整

图1-7 电缆终端解体照片

（3）经验体会

大尺径高频传感器测试法可以在现场较有效地检测出10kV配电电缆终端局放，减少因安装工艺或电缆劣化导致的突发性事故的发生，值得进一步推广应用。

特别是针对配合地电波和超声波带电测试过程中发现异常的开关柜进行检测，可促进安装工艺的提高和避免电缆因长期运行逐渐劣化引起突发性事故的发生。（本案例由原北京市电力公司试验研究院提供）

案例2：多局放方法综合检测出主变变联GIS侧110kV终端接头缺陷

（1）案例经过

自2001年以来，北京电网中美国G＆W公司金属应力锥式的终端共发生4次故障，都发生了强烈的爆炸，甚至引燃外泄的变压器油，造成了较大的损失。为排查电网中电缆运行的安全隐患，2010年，电缆公司对北京电网在运的G＆W电缆终端进行了局放普测。

2010年1月11日，电缆公司使用TechImp局放测试仪对某站3＃变变联GIS 侧110kV终端接头进行状态检测时发现，A相接地线上发现异常信号，幅值为680mV，具有放电衰减特征，第二天，电缆公司进行了PDCheck局放测试仪等多种设备联合复测，复测结果显示，该站3＃变变联GIS侧110kV终端存在较大局放量。随后，公司对该接头安排了切改。

（2）检测分析方法

2010年1月12日，电缆公司综合应用TechImp局放检测仪、超高频局部放电诊断装置、频谱分析仪、超声波局放探测仪四种手段，对该站3＃变变联GIS 侧110kV终端进行局放检测，A相发现较大幅值异常信号，且四种检测设备的测试结果基本一致。局放测试结果分别如表2-1至表2-4。

表2-1 PDCheck局放测试仪结果

信号

采集处

检测结果结论

A相接地

线

相位图谱分类图谱异常：信号具有180度相位关系和脉冲衰减特征。等效频率在2MHz～5MHz 区间，单个脉冲在0~10MHz间具有宽频段分布特征。平均放电量680mV，最大放电量超过2V。

小结：A相幅值最大，平均放电量

脉冲波形脉冲频谱680mV，最大放电量超过2V，

波形具有脉冲衰减特征。

表2-2 超高频局部放电诊断装置结果

相别监测数据结果

A相

具有明

显放电

特征

表2-3 频谱分析仪结果

信号

采集处

频谱测试特征描述

A相

频域信号时域信号

在0-1.5GHz频段存在高频信号成分，且有时域特征。

表2-4 超声波局放探测仪结果

现象位置（示意图）

在终端法兰盘与护层保护器的连接螺栓上听到

A相有明显的噼啪声，幅值17dB。B、C相无明

显异常。

2010年1月12日，公司对发现局放的终端接头进行切改，并将此接头在北京某实验室进行检测。该实验室配置PE屏蔽大厅、HAEFFLY耐压和局放试验设备，背景噪音0.1pC。对A相电缆终端加压，从零逐步升压至1.0Uo (64kV)，出现局放现象，PD>800pC。