国网天津电缆公司带电检测典型案例分析

国网天津市电力公司电缆分公司电缆运检北部中心电缆试验班成立于2019年9月，主要从事国网天津电缆公司辖区内高压电缆带电检测工作。班组现有员工11名，其中硕士8人，占总人数72.8%，35周岁以下青年党员7人，占总人数63.6%，班组配有各类精尖检测设备，是一支技术过硬、敢为人先的带电检测队伍。日常工作涵盖770公里110kV电缆、334公里220kV电缆的高频局放检测、接地电流检测、红外检测等带电检测工作。致力于及时发现电缆设备潜在运行隐患，降低非计划停电次数，为电缆设备安全、稳定运行提供重要保障。

220kV某变电站站内联络电缆C相电缆终端沿面缺陷诊断

1.线路基本情况

2.缺陷过程描述

国网天津市电力公司电缆分公司带电检测工作人员进行例行高频局放检测时，在220kV某变电站2号主变220kV侧受总电缆C相GIS终端处测得异常局放信号，其图谱如表1。放电信号的相位有180°工频相关性，正半周的放电脉冲数大于负半周的放电脉冲数，放电频率呈一条“横线”的形状，放电波形呈典型震荡衰减现象。这些特征表明其为绝缘内部放电或沿面放电，且放电源距离检测点较近，电缆终端接头放电的可能性最大，但是无法排除GIS内部绝缘件放电的可能。

表1 GIS侧C相高频检测图谱

3日后又对该终端进行复测，采用高频、超声波和特高频等手段进行检测，最终将缺陷位置精准定位在电缆GIS终端处，并停电处理。

3.检测数据分析

3.1 高频数据分析

检测对象是一段变压器与GIS之间的电缆联络线，电压等级为220kV，长度为60m。该段电缆没有中间接头，仅有两组充油套管终端，应力锥采用硅橡胶绝缘，外层为环氧树脂套筒，结构如图1所示。

接地方式如图2，变压器侧直接接地，GIS侧保护接地。GIS侧和变压器侧ABC三相的高频检测图谱如表2。

表2 高频检测图谱

首先分析GIS侧ABC三相的高频检测图谱，从相位图谱上分析，ABC三相均存在一簇相似放电信号，且每簇信号相位互差120°，C相的相位极性与A相和B相相反。表明ABC三相检测到的高频信号是同一信号，该信号源于C相，通过接地线传播至其他两相的接地箱上。从频率上分析，C相频率集中在5.5-6.5MHz，A相频率集中在5.5-6.5MHz，B相频率集中在3.0-4.5MHz，AC两相频率较集中，B相频率已发散。表明放电信号在传播到B相频率发生了衰减，排除信号来源于B相的可能。从波形上分析，C相的第一个波头是向上，而AB相的第一个波头都是向下的，采用高速示波器采集到同样的检测结果，如图3所示（黄绿红依次代表ABC三相），表明放电信号源自C相。

图3 高频对比图谱

再次分析变压器侧ABC三相的高频检测图谱，从相位图谱上分析，与GIS侧ABC三相的特征相似，表明信号源自C相，从频率上分析，C相频率在2.5-3.6MHz，A相频率在2.8-4.0MHz，B相频率在2.6-4.2MHz，ABC三相都已发散，无法直接判断。从波形上分析，变压器侧与GIS侧ABC三相的特征相似，表明信号来自C相。

最后对比GIS侧和变压器侧C相的高频检测图谱，GIS侧的放电幅值更大，放电频率更集中，放电波形畸变率更小。所以最终确定信号来自GIS侧C相电缆终端内。

3.2  超声波检测

采用AIA-2进行超声波检测，采用40倍放大倍率，在环氧树脂套筒底部超声最明显，如图4所示。

图4超声波连续谱图

在连续模式下，该信号最大峰值16mV，50Hz相关性及100Hz相关性明显，且100Hz相关性大于50Hz相关性。带上耳机可以听到明显“嗡嗡”的放电声音。

3.3 特高频检测

采用莫克特高频检测仪进行特高频检测，检测位置在环氧树脂套筒底部，检测谱图如图5所示。

图5 特高频PRPD谱图

一个周期内正负半周均有信号，正半周放电脉冲数多于负半周放电数，属于典型的绝缘类放电。

3.4 特高频时延分析

采用特高频两点时延的方法进行了定位，一个布置在C相电缆终端根部环氧树脂附近，另一个在2202-2隔离开关处的环氧树脂盆附近，两个传感器相距4.15m，如图6所示。

图6 传感器安装示意图

高速示波器采集到的两传感器检测到的放电信号如图7所示，统计平均值得到时差为10.5ns，特高频的传播速度为30cm/ns，确定放电点在电缆底部法兰上方0.4-0.6m之间。

图7特高频信号时延图

4.缺陷解体验证

结合高频、超声、特高频及时延定位等检测结果，确定放电信号来自GIS侧C相电缆终端，且放电现象明显，属于严重缺陷，需立即停电解体。

放完绝缘油，取下环氧套筒后，在应力锥上部发现明显的放电灼烧痕迹，有许多炭黑结晶。如图8所示，经测定在法兰上部0.6-0.8m左右，与特高频定位结果吻合，同时验证了高频检测手段的有效性。

图8 电缆终端解体图

5.缺陷原因分析

（1）产生局部放电的原因是由于缺油造成的场强过于集中。

（2）缺油的原因是因为操作失误注油没有达到规定的标准，或金属护套有沙眼存在渗油现象。

6.反事故措施

站内联络电缆必须进行全面的状态检测，建议将全面的高频检测和接地环流检测作为普测手段，特高频和超声波作为复测及精准定位的手段