中压线路的多传感检测策略

中压线路的多传感检测策略

麦志远

（广东电网有限责任公司佛山高明供电局广东佛山高明528500）

摘要：本文根据高频段和超高频段的电力局放信号的特性，结合中压电缆线路故障和缺陷主要集中在电缆中间头和终端头的特点，提出运行中的中压线路的多传感检测策略：将多种不同频段的传感技术分别用于检测电缆中间头和终端头的局放情况，并根据检测到的局放情况、局放位置和局放量，判定中压线路是否存在局放超标的缺陷，并进行定位。经过佛山高明供电局推广应用，该策略可为中压电缆的带电检修和运维策略提供技术支撑。

关键词：中压电缆；多传感检测技术；检测策略

1多传感联合检测局部放电的原理

中压电缆发生局部放电时，产生了电脉冲和电磁辐射，其传播比声波衰减慢，但传播距离更远。为了让中压电缆局放源发出的电信号处在一个相对有限的范围内以方便寻找局放源，在采集电信号时我们选择较高的频段，以便准确获取局放信号。我们对电缆进行局放检测时采用高频电流（HFCT）检测法结合超高频（UHF）检测法一起使用，作为电测法的数据来源，从而得到较为准确的电缆局部放电在线检测数据。

高频电流技术【1-3】：当内部放电发生的瞬间，会产生一个高频的脉冲电流，高频脉冲电流通过线芯与金属护套（铠装）之间的电容，由高电位的线芯流到低电位的金属护套（铠装）上，并且通过电缆中间接头或终端处的接地线进入大地。因此，在中间接头或终端处的接地线接上一个高频电流互感器（HFCT），便可将高频脉冲局部放电电流耦合到HFCT中，通过HFCT与分析仪器之间的测试电缆传入分析仪器进行信号采集分析。

超高频技术【4-6】：局部放电激发的超高频电磁波的频带通常在几百MHz到几GHz，检测超高频信号可以有效地避开低频段的噪声及干扰，具有较高的检测灵敏度。超高频信号在电缆中传播时衰减很大，外置式的UHF传感器可安装于电缆接头附近，若传感器检测到局部放电信号，即可断定局部放电源位于电缆接头附近。为准确判断局部放电源在电缆附件中的位置，可以借助时差法进行定位。局部放电源辐射的电磁波以一定的速度在电缆附件内传播，并辐射出电缆接头到达传感器。通过在不同位置设置多个UHF传感器，根据电磁波的传播速度和同一局部放电脉冲到达各个传感器的时间差，确定局部放电源的位置。

2中压电缆的多传感联合检测局部放电的方案

通过在电缆接地线上安装高频电流（HFCT）传感器，采集由电缆局部放电引起的高频电流信号，同时在电缆终端或中间接头处放置超高频（UHF）传感器，采集由局部放电引起的超高频信号，联合两种局部放电检测方法进行比对分析。具体如下：

（1）巡检时，使用HFCT传感器对各电缆本体、中间接头或电缆终端进行检测，判断局部放电源的大致范围。

（2）在有疑似故障的电缆相序、中间接头或电缆终端部位，采用两个或以上HFCT传感器判别局部放电源的方向。

（3）对于电缆中间接头或电缆终端处的局部放电，通过HFCT传感器或其他非介入传感器（如声发射传感器、UHF传感器及TEV传感器等）进行联合的局部放电源的人工精确定位。

（4）为验证多传感器联合检测技术在XLPE电缆附件局部放电定位中的有效性，在实际的XLPE电缆中可加入人工模拟局部放电信号进行检测和定位。

3多传感联合检测局部放电的相关诊断依据

3.1局部放电检测判断方法

采用多频段联合检测技术原理来检测设备内部可能存在的局部放电信号，在进行局部放电信号判断时，分两种方法，第一种根据检测波形的波形特点，如下图1所示：

图2局部放电类型图谱分析相位分布

4中压电缆线路的多传感联合检测技术的检测策略

1）对于整条线路上的每根电缆，至少保证一个终端的测点位置同时采用HFCT和UHF传感器进行检测，对于将中间接头作为测点的电缆，至少保证采用UHF传感器进行检测。

2）采用HFCT传感器进行检测时，需要根据现场不同的情况对检测条件做出不同的处理。若电缆的屏蔽线可直接安装HFCT传感器，则可直接检测局放信号；若电缆的屏蔽线无法直接安装HFCT传感器，则需对屏蔽线进行分流处理后，安装HFCT传感器到分流线上检测分流后的局放信号；若电缆的屏蔽线无法进行分流处理，则将HFCT传感器安装到开关柜外壳接地线或电缆周边电气设备的总接地线上，再检测局放信号。

3）采用UHF传感器进行检测时，只需将UHF传感器信号接收面贴合到电缆表面即可，特别适用于电缆中间头的检测。

4）对每根电缆的检测，首先使用HFCT传感器检测高频电流信号，确认是否存在局放信号。

5）其次使用UHF传感器检测超高频信号，确认测点附近是否存在局放信号。

6）结合HFCT和UHF传感器的信号进行综合判断，基本判断组合如表1所示：

图3现场局放检测点选择

6各检测点的局放统计情况

各检测点的局放统计情况详见表2：

图4高频电流信号存在微弱的图5超高频信号均存在微弱的

局部放电特征局部放电特征

注：HFCT传感器位于绿色世嘉1号公用配电站G01电缆接地线上。

注：UHF传感器位于绿色世嘉1号公用配电站G01电缆终端处。

7检测效果及分析

对现场9根电缆进行数据采集。从数据分析来看，电缆中绿色世嘉1号公用配电站、海景支线#1杆、专业市场支线#2杆、#3杆的高频电流信号存在微弱的局部放电特征，所有电缆终端附近的超高频信号均存在微弱的局部放电特征；根据波形比对相应标准，所检测到的局部放电信号幅值在标准范围之内，暂不影响设备运行，需通过趋势分析判断问题原因，计划6个月后进行复检，观察局部放电信号发展趋势。

参考文献：

[1]唐炬，侍海军．GIS局部放电检测两种内置传感器响应特性分析【J】．高电压技术，2003，29（2）：29-31．

[2]吴张建，李成榕，齐波，等．GIS局部放电检测中特高频法与超声波法灵敏度的对比研究【J】．现代电力，2010，27（3）：31-36．

[3]李立学，滕乐天，黄成军，等．GIS局部放电超高频信号的包络分析与缺陷识别【J】．高电压技术，2009，35（2）：260-265．

作者简介：麦志远（1969-），男，工程师，研究方向为配电技术和管理。