《66kV-220kV電纜交流激勵式振蕩波局部放電現(xiàn)場測試導則編制說明》

《66kV~220kV電纜交流激勵式振蕩波局部放電現(xiàn)場測試導則》

編制說明

（征求意見稿）

一、工作簡況

1主要工作過程

起草（草案、調(diào)研）階段：2021年9月1日成立工作組、針對《66kV~220kV電纜交流

激勵式振蕩波局部放電現(xiàn)場測試導則》進行了初步編制，10月23日完成征求意見稿

征求意見階段：于2021年11月1日開始內(nèi)部征求意見、2021年12月30日結束征求

意見、于2022年1月3日起至2022年5月6日處理意見,

2022年5月9日開始公開征求意見、2021年6月9日結束征求意見、

*其中，6家單位共提出6條意見或建議.（見團體標準征求意見匯總表）

送審階段：

報批階段：

*工作組按照會議審查意見對標準送審稿作了進一步的修改、整理和完善，于××年××月

形成了標準報批稿、編制說明及其它相關文件，報至××××專業(yè)分會。

2主要參加單位和工作組成員及其所做的工作

本標準由中國南方電網(wǎng)有限責任公司超高壓輸電公司貴陽局、國網(wǎng)青海省電力公司、國

網(wǎng)江蘇省電力有限公司泰州供電分公司、國網(wǎng)陜西省電力有限公司、西安交通大學、國網(wǎng)陜

西省電力有限公司電力科學研究院、國網(wǎng)青海省電力公司電力科學研究院、西安舜越電氣科

技有限公司、西安和潤電力科技有限公司，共同負責起草。

主要成員：呂剛、李洪杰、劉文泉、徐世山、王曉峰、姚建光、張仲秋、楊明彬、馬煜、

林濤、鄭健康、蒲路、趙學風、張永勝、孫德志、田君杰、陳俊德、馬育林、嚴文、展飛、

竇巍、談生磊、馬璽堯、盧雨欣、何維晟、顏源、韓強

所做的工作：

中國南方電網(wǎng)有限責任公司超高壓輸電公司貴陽局的呂剛只作標準牽頭人統(tǒng)一對標準

的編制進行資源協(xié)調(diào)，根據(jù)計劃要求的時間節(jié)點進行任務完成情況的檢查及過程監(jiān)督，同時

負責與標委會進行溝通。

1

國網(wǎng)青海省電力公司、國網(wǎng)江蘇省電力有限公司泰州供電分公司、國網(wǎng)陜西省電力有限

公司的劉文泉、徐世山、王曉峰、姚建光、馬煜、林濤、鄭健康、張永勝、孫德志、田君杰、

陳俊德、馬育林、嚴文、展飛、竇巍、談生磊，負責標準在實際工況情況下的應用進行協(xié)調(diào)

安排，為標準中的試驗數(shù)據(jù)采集提供實際條件，并對標準在實際中應用提出改進意見，同時

開展交流激勵式振蕩波系統(tǒng)現(xiàn)場試驗操作流程討論工作。

西安交通大學的李洪杰、盧雨欣、何維晟、顏源開展交流激勵式振蕩波電壓波形參數(shù)研

究工作、交流激勵式振蕩波電壓與工頻電壓等效性研究工作、開展電纜典型缺陷在交流激勵

式振蕩波電壓作用下放電特征研究工作

國網(wǎng)陜西省電力有限公司電力科學研究院、國網(wǎng)青海省電力公司電力科學研究院的張仲

秋、楊明彬、蒲路、趙學風進行現(xiàn)場驗證試驗中標準的應用情況的驗證。

西安舜越電氣科技有限公司、西安和潤電力科技有限公司的馬璽堯、韓強開展交流激勵

式振蕩波應用情況調(diào)研工作、及標準對于現(xiàn)有試驗標準情況調(diào)研工作，組織完成驗證標準的

試驗的組織協(xié)調(diào)工作，同時收集各方征求意見。

——無變更時，與計劃一致且與對應階段標準文本（××稿）一致。

——如有牽頭單位變更，名稱后加括號注明，并在第十二項“其他應予說明的事項”

中詳細說明。

——此處對標準文本中出現(xiàn)的起草單位和成員必須全部列出，并介紹其承擔的工作。

二、標準編制原則和主要內(nèi)容

1、標準編制原則

通過科研項目的研究和現(xiàn)場試驗的應用來引領標準的制定，本標準對66kV~220kV高壓

電纜交流激勵式振蕩波局部放電檢測試驗給出了明確的規(guī)范，明確指出了開展試驗的流

程，并對試驗結果的分析提供了依據(jù)。

2、標準主要內(nèi)容

1交流激勵式振蕩波系統(tǒng)及輔助設備

1.1測試系統(tǒng)

66kV~220kV高壓電纜交流激勵式振蕩波局部放電檢測系統(tǒng)主要由調(diào)頻電源、固態(tài)開關、

勵磁變壓器、諧振電感、分壓器、局部放電檢測阻抗、分布式局部放電檢測傳感器、雙端時

鐘同步裝置、數(shù)據(jù)采集單元以及被試電纜組成。

1.2輔助設備

（1）局部放電校準器：需要具有20pC-100nC范圍內(nèi)逐級或連續(xù)可調(diào)的電荷量輸出。

（2）低壓時域反射儀

（3）補償電容器

2測試要求

2

2.1測試環(huán)境要求

（1）環(huán)境溫度：-10℃~+40℃

（2）相對濕度：不大于85%（25℃），無凝露

2.2測試對象要求

（1）被測電纜應與其他設備斷開，電纜被測相終端應有足夠絕緣距離，其他相應可靠

接地；

（2）試驗前應解開電纜交叉互聯(lián)系統(tǒng)并改為同相屏蔽層直連；

（3）被測電纜線路絕緣電阻應不低于30MΩ

2.3測試電壓要求

（1）衰減要求：測試電壓第一與第二峰值電壓之差與第一峰值電壓比值不不大于15%;

（2）頻率范圍：測試電壓頻率為20Hz~500Hz

（3）容許偏差：在整個測試過程中，測試電壓值應保持在規(guī)定電壓值的±3%之內(nèi)

3測試步驟

3.1現(xiàn)場準備

3.1.1狀態(tài)確認

確認待測電纜已斷電，使用放電棒充分放電并保持接地，拆除電纜終端一次引下線，電

纜端部懸空，非試驗相保持接地。

3.1.2電纜線路終端為較高終端塔

當電纜線路終端為較高終端塔時，若為測試端，可以采用延長高壓試驗引線方式進行測

試，但應對延長連接線造成的干擾增大、檢測靈敏度下降等因素對測試結果的影響進行評估。

若為非測試端，則應拆除與其他設備的連接并保持足夠的安全試驗距離。

3.1.3電纜線路終端為氣體絕緣金屬封閉開關設備（GIS）終端

當電纜線路終端為GIS終端時，若為測試端，試驗前拆除電壓互感器、避雷器并安裝試

驗套管；若為非測試端，則應拆除GIS電纜筒導體。

3.1.4接地及防電暈

試驗應盡可能采用單點接地，采用專用高壓屏蔽線，且高壓端采用防暈連接措施。

3.2絕緣電阻測量

使用絕緣電阻表在2500V或5000V量程測量電纜絕緣電阻，阻值小于30MΩ或三相絕

緣電阻之比超過1.5倍時，不宜開展振蕩波測試。

3.3電纜長度及接頭位置確認

在設備臺賬中讀取電纜長度和接頭位置，并使用低壓時域反射儀確認。

3.4現(xiàn)場局部放電量校準

在20pC-100nC范圍內(nèi)進行逐檔校準，校準完成后移除校準器。

3.5測試電壓選擇

根據(jù)電纜類型選擇施加試驗電壓。若被測電纜為新敷設或投運1年以內(nèi)的電纜，按照表

1內(nèi)容施加測試電壓。

若被測電纜運行年限較久（如5年以上）的電纜，應考慮到運行年份、環(huán)境條件、擊穿

經(jīng)歷以及試驗目的，協(xié)商確定試驗電壓和次數(shù)，但對于66kV、110kV以及220kV的電纜最高

試驗電壓分別不得超過1.6U0、1.

6U0以及1.1U0。

若測試過程中發(fā)現(xiàn)放電量急劇增加，應停止升壓測試，嘗試定位排查潛在缺陷。

3

表1新敷設或投運1年內(nèi)電纜振蕩波局部放電試驗中各測試電壓及次數(shù)

電壓等級試驗電壓與次數(shù)

電壓/U000.30.50.711.21.51.82.01.50

66kV

次數(shù)11115555551

電壓/U000.30.50.711.21.51.71.50-

110kV

次數(shù)1111555551-

電壓/U000.30.50.711.21.41.20--

220kV

次數(shù)111155551--

3.6局部放電的測量

根據(jù)不同的電纜類型、電纜長度以及現(xiàn)場實際狀況，可以采用以下兩種方式進行局部放

電的測量：

（1）對于長度小于2km的電纜線路，可以直接在電纜測試端采用局部放電檢測阻抗進

行測量；

（2）對于長度大于2km的電纜線路或?qū)植糠烹婌`敏度要求較高的情況下，采用基于

雙端時鐘同步的分布式局部放電測量：每個分布式測量區(qū)間兩端的局部放電檢測傳感器可以

通過光纖通訊、GPS授時或脈沖耦合方式實現(xiàn)。

4結果處理方法

4.1測試結果

4.1.1波速與中間接頭位置

由低壓時域反射儀測量并與臺賬信息對比確認。

4.1.2局部放電起始電壓（PDIV）

記錄局部放電量首次超過20pC（或試驗現(xiàn)場背景噪聲）的施加試驗電壓水平。

4.1.3局部放電量

多次施加某電壓下振蕩波測試系統(tǒng)統(tǒng)計分析所得的局部放電最大值。

4.1.4局部放電位置

（1）采用測試端局部放電檢測阻抗進行測量

局部放電源位置與測試端的距離x為

x=Lc-v△t/2

式中，

Lc為被測電纜全長，單位m；v為電纜中的波速，單位為m/s，△t為放電點處產(chǎn)生的

局部放電信號分成兩個相等的脈沖信號并沿相反方向傳播，兩個脈沖到達測量端的時間差，

單位s。

（2）采用基于雙端時鐘同步的分布式局部放電測量

確定局部放電位置兩側(cè)的局部放電檢測傳感器H1和H2，判定依據(jù)為傳感器H1及其左

側(cè)傳感器信號幅值依次遞減，傳感器H2及其右側(cè)傳感器信號幅值依次遞減。

在實現(xiàn)局部放電檢測數(shù)據(jù)的時鐘同步后，根據(jù)局部放電信號到達局部放電傳感器H1和

H2的時間差t，計算出局部放電源位置距傳感器H1的距離x為

x=(LH-v△t）/2

式中，

LH為傳感器H1和H2之間的距離，單位m；v為電纜中的波速，單位為m/s，△t為放電

點處產(chǎn)生的局部放電信號分成兩個相等的脈沖信號并沿相反方向傳播，兩個脈沖到達H1和

H2的時間差，單位s。

4.2處理方法

根據(jù)被測電纜的類型、運行年限、運行環(huán)境、局部放電測試結果以及缺陷所處的具體位

4

置等多方面因素綜合考慮被測電纜的處理方式。

3、主要技術差異

66kV~220kV電纜交流激勵式振蕩波相較于傳統(tǒng)的工頻或類工頻電壓下的高壓電纜局部

放電檢測技術，該技術具有設備體積小、重量輕、便于現(xiàn)場運輸及操作等多方面的優(yōu)勢。

66kV~220kV電纜交流激勵式振蕩波通過調(diào)頻諧振方式進行升壓，通過非高壓的固態(tài)開

關實現(xiàn)振蕩波的產(chǎn)生，該技術在經(jīng)濟上相較于傳統(tǒng)的振蕩波具有較大的優(yōu)勢。此外，傳統(tǒng)

的直流激勵式振蕩波檢測技術，對于高壓電纜而言，直流充電階段時間較長，可能存在空

間電荷累積的風險，而交流激勵式振蕩波技術通過諧振方式升壓，具有對電纜無損的優(yōu)

勢。

對于較長電纜或?qū)植糠烹姍z測有靈敏度要求的情況下，采用66kV~220kV電纜交流激

勵式振蕩波激勵配合基于雙端時鐘同步的分布式局部放電檢測，能夠?qū)﹂L電纜保持較高局

部放電檢測的靈敏度，獲得更為精確的局部放電量和局部放電定位結果。

使用交流激勵式振蕩波技術開展66kV~220kV電纜的局部放電檢測試驗，能夠通過較高

的經(jīng)濟性、現(xiàn)場操作便利性、測試結果準確性來保障高壓輸電電纜的安全、可靠及穩(wěn)定運

行，大大提高電力系統(tǒng)的運行效率和運行可靠性，有效支持社會經(jīng)濟發(fā)展，有著重要的意

義。

4、解決的主要問題

高壓電纜絕緣的安全可靠直接關系著城市輸電網(wǎng)絡的穩(wěn)定性，無論是在電纜線路交接

時還是在日后電纜的運維過程中，都需要通過有效的高壓試驗確保高壓電纜線路的安全可

靠運行。局部放電檢測作為一種非破壞性試驗，能夠檢測并定位高壓電纜中的微小缺陷。

為了滿足高壓電纜試品的現(xiàn)場可操作性，可以采用振蕩波技術開展高壓電纜局部放電檢

測。而傳統(tǒng)的直流激勵式振蕩波經(jīng)濟性較低以及充電階段的產(chǎn)生空間電荷情況，交流激勵

式的振蕩波技術得到了越來越多的關注。然而，通過交流激勵式的振蕩波技術開展高壓電

纜局部放電檢測和定位的方法，尤其在振蕩波測試過程中如何利用雙端時鐘同步技術實現(xiàn)

分布式局部放電測試及分析，尚未形成相關的指導規(guī)范。本標準針對這一問題，規(guī)范了

66kV~220kV高壓電纜交流激勵式振蕩波局部放電檢測技術的測試系統(tǒng)組成、現(xiàn)場操作步

驟，并對結果處理方法提供依據(jù)。