震荡波电缆试验原理

通辽震荡波电缆试验原理 <通辽>天正华意电气设备有限公司

通辽振荡波局放耐压试验系统一、系统简介1、概述目前对电力电缆检修的管理，主要是依据《电力设备交接和预防性试验规程》所规定的项目和试验周期，定期在停电状态下进行绝缘性能试验。其中变频串联谐振试验由于试验状况接近电缆的运行工况，因此成为国内目前应用广泛的试验方法。但大量试验及经验表明，串联谐振耐压试验无法对电缆整体绝缘的状态进行定量评估，一些通过串联谐振耐压试验的高压电缆在短期内仍有放电击穿的现象。经过长期对高压电缆的研究试验和实践，认为局部放电是电缆绝缘故障的先兆，有效检测局部放电是提高电缆状态检修水平的一种重要途径。电缆振荡波局放诊断与定位系统（简称WTS系统）是电力电缆“状态检修”的一种新方法。但此方法是先对XLPE电缆施加直流电压，利用形成的阻尼振荡波条件下的局放进行诊断与定位；而XLPE 电缆的直流耐压试验容易引起电荷积聚，电荷积聚对电缆是有隐性伤害并且也易于产生假局放信号，此方法的使用是值得进一步探讨的。为此，我们开发出交流衰减阻尼振荡波局放测试装置 本装置采用交流高压源，在交流变频串联谐振耐压装置上，附加峰值同步信号使串联谐振回路在峰值时停止功率输出，并同时闭合高压电子开关，形成振荡波阻尼振荡，进行电缆局部放电测试。可以可靠地发现电缆及电缆接头的微弱绝缘缺陷，并且可以准确定位。此装置既可以在现场进行阻尼振荡波条件下的电缆局放测量及定位，亦可以按现行标准（规程）进行电缆的现场交接及预防性串联变频谐振交流耐压试验，一机两用，大大提高了设备使用效率。

通辽振荡波局放耐压试验系统 为更好地使用本系统请仔细阅读使用说明书，并请妥善保管以备日后使用。本公司保留更改本说明书内容的权利和产品更新导致的表述差异。35kV电缆振荡波局部放电检测系统 OWTS 60青岛天正华意电气OWTS 60适用于测试6kV～35kV电压等级电力电缆。输出电压60kV，输出电流达到10mV，是同类产品中输出功率的设备，节省了现场的试验时间。小可测电压达3kV可轻松覆盖35kV电压等级以下电缆的振荡波试验。图2 青岛天正华意电气OWTS型35kV电缆振荡波局部放电检测系统一、行业标准关于6kV～35kV电缆振荡波测量系统及测试方法的规定1.1 DL/T 1575-2016《6kV～35kV电缆振荡波局部放电测量系统》该标准对6kV～35kV电缆振荡波局放检测系统性能、检验方法、检验规则及标识、包装、运输等提出了具体的要求。1.2 DL/T 1576-2016《6kV～35kV电缆振荡波局部放电测试方法》关于电缆局放处理的规定测试电压及次数根据电缆类型，相应的测试电压及次数如表1所示。若测试过程中发现放电量急剧增加，应停止升压测试，尝试定位排查潜在缺陷。表1 振荡波局部放电试验中各测试电压及次数电缆类型 试验电压U0（kV）0 0.5 1 1.1 1.2 1.5 1.7 1.8 2.2 1.0 0新投运电缆 1 1 3 1 1 3 3 1 3 1 1已投运电缆 1 1 3 1 1 3 3 - - 1 1注：新投运电缆为敷设时间小于1年且未经过大修的电缆；其他情形按已投运电缆考虑临界局部放电量参考值：典型的交联聚乙烯（XLPE）和油纸绝缘（PILC）电缆参考临界局部放电量如表2所示。表2 典型的交联聚乙烯（XLPE）和油纸绝缘（PILC）电缆参考临界局部放电量

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通辽振荡波局放耐压试验系统标准配置青岛天正华意电气OWTS主机一台；笔记本电脑1台；5.0m长高压连接电缆1条；保护接地线1条；电源线1条；网线1根；急停控制盒1套；校准源1台。选配：补偿电容1套（含电容1台；连接电缆1根；接地线1条）。产地：中国青岛五、技术服务与维修■凡购买瑞士青岛THSEIZE产品，产品保修期为一年（12个月），自交货之日起计算。人为原因造成仪器损坏除外。■为每个客户提供1次免费技术培训，含现场技术指导、理论技术培训。■对用户进行产品质量进行跟踪服务，发现技术和产品质量问题会及时给予解决。■业务人员将定期到用户单位进行回访，了解设备使用情况及帮助解决相关问题。■在保修期内，凡产品出现质量问题，在接到电话后24小时内帮助解决或到现场指导。■对于保修期外的维修，只收取零配件费，免收维修费。■对于合同产品，公司提供终身维修。

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通辽振荡波局放耐压试验系统振荡波工作原理：?基于OWTS技术的测试电压产生原理如图1所示。直流高压电源首先通过线性连续升压方式对被测电缆进行逐步充电（充电电流恒定）、加压至预设值。加压完成后，固态高压开关S（激光触发场效应管LTT）在小于1μS的时间内闭合，使被测电缆电容与OWTS系统中高压电感L产生谐振，从而在被测电缆上产生阻尼振荡交变电压（DAC），其波形及频率接近工频电压，且持续时间为mS级，对电缆绝缘无损伤。?电缆振荡波局部放电检测基本原理如图1所示：图1 电缆振荡波局放测试原理?用直流电源将被测试电缆在几秒中内充电至工作电压(额定电压)。实时快速状态开关S闭合，将被测电缆和空心电感构成串联谐振回路，回路开始以的频率进行振荡。空心电感值根据谐振频率的要求进行选择，频率范围5O～1000Hz，相近于工频频率。图1中的中压电路一般具有相对低的介质损耗角的特点，与具有低损耗的空心电感相配，可得到具有高品质因数的谐振回路。回路品质Q一般为30～100，振荡波以谐振频率在0.3～1s内衰减完毕，这一过程只有几十分之一周波，并对被测试电缆充电，与50Hz(60Hz)时局部放电非常相似。?振荡波所产生的局放脉冲符合lEC60270推荐值，局放脉冲定位可由行波方法完成，进而生产电缆故障图，电缆电容C和值可通过振荡波的时间和频率特性来计算。

通辽振荡波局放耐压试验系统在交流电压作用下，电介质要消耗部分电能，这部分电能将转变为热能产生损耗。这种能量损耗叫做电介质的损耗。当电介质上施加交流电压时，电介质中的电压和电流间成在相角差ψ，ψ的余角δ称为介质损耗角，δ的正切tgδ称为介质损耗角正切。tgδ值是用来衡量电介质损耗的参数。仪器测量线路包括一标准回路（Cn）和一被试回路(Cx)，如图2—1所示。标准回路由内置高稳定度标准电容器与测量线路组成，被试回路由被试品和测量线路组成。测量线路由取样电阻与前置放大器和A/D转换器组成。通过测量电路分别测得标准回路电流与被试回路电流幅值及其相位差，再由数字信号处理器运用数字化实时采集方法，通过矢量运算得出试品的电容值和介质损耗正切值。主菜单打开电源开关，进入主菜单（如图5—1）。界面上方为状态提示栏。从左往右分别为：①测试主机与手持终端之间的2.4G无线信号，10表示信号强；②测试主机高压单元电池电量；③测试主机低压单元电池电量；④手持终端电池电量。第二栏右侧为日期时间显示。中间区域为功能按键区，可自行选择需要的功能点击进入。

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通辽振荡波局放耐压试验系统本操作手册可作为操作指导或参考资料，能尽快地解答相关疑问并解决所遇到的问题。 如有问题，请首先仔细阅读本用户手册，阅读时，请根据目录仔细阅读相关章节。此外，请 确保设备连线及接头是否完好。 如仍有问题，请与 OHV 中国办事处联系。 本操作手册为OHV公司版权所有。事先未取得 OHV公司书面同意，不得用影印或其他方式复制本操作手册。OHV公司保留更改操作手册内容的权利。OHV公司对操作手册的任何印刷错误或不妥之处不负有任何责任。此外，对于操作等所造成的直接或间接的损失也不负有任何责任。 质量保证 OHV公司将按下述条款对所销售产品提供质量保证: 交货时， OHV公司保证其产品在工艺上或材料上不存在足以导致降低产品价值或使用 性能的严重缺陷，但对所提供的软件无此类保证。在质量保证期内，OHV公司可自行决定 修理损坏部件或用新部件（具有和原部件相同的使用性能和寿命）来更换。OHV公司拒绝超出保修范围的维修要求，并不对由此造成的间接损害承担任何责任，被更换的所有部件和产品均归OHV公司所有。 OHV公司提供的质量保证有效期为 12个月（从交货日期算起）。若 OHV公司在质 量保证期内提供配件，质保期内，产品维修须由 OHV公司或其授权的服务站进行。交货期后 60天内，若产品外表有明显瑕疵，如用户提出的此类问题我公司会给予处理。 产品置放于不合规格的条件下；储存、运输或使用不当；以及由未经 OHV公司授权的 单位维修或安装而造成的任何故障或损失均不在质量保证范围内。由于自然磨损、破裂、强力事件、以及使用非 OHV公司的原装配件而引起的损坏均不在质保范围内。

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通辽振荡波局放耐压试验系统声明为更好地使用本系统请仔细阅读使用说明书，并请妥善保管以备日后使用。本公司保留更改本说明书内容的权利和产品更新导致的表述差异。35kV电缆振荡波局部放电检测系统 OWTS 60青岛天正华意电气OWTS 60适用于测试6kV～35kV电压等级电力电缆。输出电压60kV，输出电流达到10mV，是同类产品中输出功率的设备，节省了现场的试验时间。小可测电压达3kV可轻松覆盖35kV电压等级以下电缆的振荡波试验。图2 青岛天正华意电气OWTS型35kV电缆振荡波局部放电检测系统一、行业标准关于6kV～35kV电缆振荡波测量系统及测试方法的规定1.1 DL/T 1575-2016《6kV～35kV电缆振荡波局部放电测量系统》该标准对6kV～35kV电缆振荡波局放检测系统性能、检验方法、检验规则及标识、包装、运输等提出了具体的要求。1.2 DL/T 1576-2016《6kV～35kV电缆振荡波局部放电测试方法》关于电缆局放处理的规定测试电压及次数根据电缆类型，相应的测试电压及次数如表1所示。若测试过程中发现放电量急剧增加，应停止升压测试，尝试定位排查潜在缺陷。

通辽振荡波局放耐压试验系统 二、操作说明：1、被测电缆要求及测试前准备1）局放测试前，将电缆断电、接地放电，两端悬空，布置好安全围栏；2）电缆头擦拭干净，电缆头与周边接地部位绝缘距离足够；3）收集电缆型号、长度、接头位置等电缆参数；电缆全长必须准确，以用于校准；中间接头测量尽量准确和详细，有利于终判断局放位置；4）电缆长度：一侧测量方式：100m≤L≦≤3k，必要时可采用两端测量的方式。2、绝缘电阻测试电缆主绝缘电阻测试：采用2500V（35kv电缆用5000V摇表）绝缘摇表进行测试；主绝缘电阻应大于50MΩ才可以进行下一步试验。3、电缆交流耐压试验使用本系统的高压试验电源设备，对被试电缆各相做5分钟1.6U0电压的耐压试验。不闪络击穿才可以进行局放的检测试验。电缆振荡波局部放电试验4.1 电缆局放的校准：高压测试前首先使用校准器进行局部放电量的校准，并测量电缆长度。首先按照以下接线图联接好设备。测试前检查校准器电池，不足应更换。校准步骤：1）校准器Q9测试线的红色线夹连接被测电缆线芯，黑色线夹接电缆接地。；2）校准100pc—2nc六档，输出接OUT×1接口。5nc-20nc三档，输出接OUT×10接口。3）选择相应的档位，打开校准器电源。4）打开变频主机的电源，准备好笔记本电脑进入测试软件界面。打开软件后，首页即是『电缆校准』界面，如图x。电缆预设参数：已知被试电缆的长度时，请在『校准判定基准』中选择『长度优先』，并在『预设电缆长度』栏中输入电缆长度；如不确定被试电缆的长度时，请在『校准判定基准』中选择『波速优先』，并在『预设电缆波速』栏中输入电缆波速。注：电缆波速与电缆类型有关，典型值见表。

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通辽振荡波局放耐压试验系统按钮， 弹出该子模块的软 件界面如图 3 所示。IS 项目管理项目管理国时间 项目名称0-2 号电感0 . 3 号电感0-2110－新电感0-2u new L0-4 号电感福星大道 10kV 杉交 2 线长－II 左 福皇大道 10kV 杉交 2 线特－长 II －副本福星大道 10kV 杉交 2 线－IIV2017 年 07 月 19 日 16 时 22分 2017 年 07 月 19 日 16 时 48 分 2017 年 07 月 21 日 10 时 25 分 2017 年 07 月 26S15 时 19 分 2017 年 07 月 28 日 16 时 01 分 2017 年 08 月 02B16 时 53 分 2017 年 08 月 15 日 12 时 05 分 2017 年 08 月 15 日 13 时 26分 新建 渠辑 删除年 月 时 分知 星入道 交 线 图 3 项目管理器1 新建测试项目进行一次新的测试，首先需要建立该测试所对应的测试项目，点击“新建项 目” 按钮， 进入新建项目界面， 如图4 所示。新建测试项目包括测试信息 电缆 信息 两部分内容， 前者主要包括被测电缆所属单位测试人员等信息， 后者主要 为电 缆本体长度中间接头所在位置等电缆结构等信息。图 4 输入必要的测试项目信息图 4 所示， 其中“始端位置”“终端位置”及“电缆长度”为必填项， 其余 信息为生成报告时的信息， 建议填写。树形显示中“LI”‘L2” “L3”分别代表电缆 A.BC 三相， 其下属的子项包括“开始位置”“接头信息”“本体 信息” 三种特征信息。选择所要添加的接头与前一接头处的主绝缘材料， 并填写所要添加的接头 的位置， 点击“添加”按钮， 即可建立电缆特征信息， 如图4 所示。对已建立的 电 缆特征信息，

通辽振荡波局放耐压试验系统部分硬件使用说明附件图) 大功率电源线： 用于为设备提供 电源。) 无局放高压连接电缆： 连接高压 单元与被测电缆。) 视在放电量校准源： 用于校准测试视在放电量标定。) 安全急停盒： 加压测试过程中紧急停止。) 网线： 计算机与高压单元数据传输。f) 降频器： 测试较短电缆时做补偿使用。觑艇1.2 设备连接基本步骤瑞士 Seize 电缆振荡波局放测试系统1) 将电缆电极连接至设备电极上， 电缆的地线接在设备接地端上；图 3 电缆电极和地线与设备的连接图示2) 按图4 所示标识接入 220V 交流电源 连接网线和急停按钮；图 4 电源线 网线和急停线接口3) 打开电源开关， 电源指示灯 ( 绿色） 点亮， 待设备完全启动， 状态指示灯 ( 黄 色） 点亮；图 5 通电后电源指示灯 状态指示灯点亮状态4）状态指示灯点亮之后， 将网线连接至笔记本电脑或者笔记本电脑连接至无线 wifi 信号 OWTS， 点击笔记本桌面上如图 6 所示的“有线连接”或“无线连 接”图标， 点击连接即可进入系统；(a）有线连接 (b）无线连接图 6 远程桌面连接5）进入设备系统后， 将急停按钮盒上的钥匙拧至“开”的位置， 并打开急停 按钮， 红色指示灯点亮， 直流源可以输出高压， 如图 7 所示图 7 急停开关指示状态搭建 35测试系统当被测电缆长度大于等于 250 米时， 无需连接补偿电容， OWTS 系统连接 图 如图 8 所示。待测电缆工作地测试主机图 8 OWTS 系统连接示意图 ( 无补偿电容）当被测电缆长度小于 250 米时， 必须连接补偿电容， OWTS 系统连接图如图 9 所示。待测电缆高压连接电缆图 9 系统连接示意图 （有补偿电容）第二部分软件说明2. 1 综述振荡波检测装置的软件系统按功能可划分为前台控制及检测系统 后台数据 分 析处理系统 。

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通辽振荡波局放耐压试验系统目前对电力电缆检修的管理，主要是依据《电力设备交接和预防性试验规程》所规定的项目和试验周期，定期在停电状态下进行绝缘性能试验。其中变频串联谐振试验由于试验状况接近电缆的运行工况，因此成为国内目前应用广泛的试验方法。但大量试验及经验表明，串联谐振耐压试验无法对电缆整体绝缘的状态进行定量评估，一些通过串联谐振耐压试验的高压电缆在短期内仍有放电击穿的现象。经过长期对高压电缆的研究试验和实践，认为局部放电是电缆绝缘故障的先兆，有效检测局部放电是提高电缆状态检修水平的一种重要途径。电缆振荡波局放诊断与定位系统（简称OWTS系统）是电力电缆“状态检修”的一种新方法。但此方法是先对XLPE电缆施加直流电压，利用形成的阻尼振荡波条件下的局放进行诊断与定位；而XLPE 电缆的直流耐压试验容易引起电荷积聚，电荷积聚对电缆是有隐性伤害并且也易于产生假局放信号，此方法的使用是值得进一步探讨的。因此我们开发出交流衰减阻尼振荡波局放测试装置 本装置采用交流高压源，在交流变频串联谐振耐压装置上，附加峰值同步信号使串联谐振回路在峰值时停止功率输出，并同时闭合高压电子开关，形成振荡波阻尼振荡，进行电缆局部放电测试。可以可靠地发现电缆及电缆接头的微弱绝缘缺陷，并且可以准确定位。此装置既可以在现场进行阻尼振荡波条件下的电缆局放测量及定位，亦可以按现行标准（规程）进行电缆的现场交接及预防性串联变频谐振交流耐压试验，一机两用，大大提高了设备使用效率。

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通辽振荡波局放耐压试验系统?振荡波所产生的局放脉冲符合lEC60270推荐值，局放脉冲定位可由行波方法完成，进而生产电缆故障图，电缆电容C和值可通过振荡波的时间和频率特性来计算。?系统采用脉冲反射法进行局部放电定位，原理示意如图2所示。测试一条长度为的电缆，假设在距测试端处发生局部放电，脉冲沿电缆向两个相反方向传播，其中一个脉冲（为方便起见，本文中称为“入射波”）经过时间t1到达测试端；另一个脉冲（本文中称为“反射波”）向测试对端传播，并在对端发生反射，之后再向测试端传播，经过时间t2到达测试端。根据两个脉冲到达测试端的时间差，可计算局部放电发生位置，即式中，为脉冲在电缆中传播的波速。? ?图2 脉冲反射法原理示意图3.1.3运输方式 所示为M 系统的移动状态和测试状态。 注意：测试前将两侧的抬杆取下。

通辽振荡波局放耐压试验系统 系统的性能及特点1）采用交流串联谐振升压＋振荡波测试局放的方法、设备合二为一。一套设备既可完成局放试验又可做交流耐压试验，一机两用。增加了设备的使用效率。且交流耐压试验符合现有规程2）适用于新电缆（投运前）交接试验及老电缆（停电后）预防性试验。3）遵循IEC60270标准测量电缆局放量。4）对电缆局放点进行距离测量。5）测量电缆接头位置及全长距离。6）变频主机可以根据国网的相关规程设定电压自动升压，笔记本系统自动采集数据，简单方便。7）采用硬件和软件相结合抗干扰技术可有效去除外部干扰。8）软件专家系统，同时显示局部放电波形、放电量和测试电压等参数，对测试数据进行实时保存、生成测试报告及打印等功能。　　　3、10kV测试系统介绍3.1主要技术指标：（1）、试品电容量：≤2ｕF（约5km）（2）、试验电压：AC 21.6kV（3）、阻尼振荡波频率范围：30～600Hz（4）、变频串联谐振耐压试验频率范围：20～300Hz（5）、局放测试范围：10PC～20nC （6）、局放定位精度：1％

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