不少供电运维、工业企业动力部门以及市政管线管理单位的工作人员近期都在问两类核心问题:一是电缆附件进水受潮没有明显外部表征,等到触发跳闸停电再处置往往已经造成不小的生产损失,有没有办法实现早期隐患识别?二是振荡波局放(OWTS)这类电缆检测技术,对受潮缺陷的识别准确率到底能不能满足运维和验收的实际需求?
不少运维人员都有过类似的经历:前*还稳定运行的电缆线路,第二天毫无征兆地跳闸,开挖排查后才发现是中间接头或者终端头进水受潮,绝缘已经完全击穿,不仅要加班加点抢修,还要承担停电带来的生产损失、用户投诉等一系列问题。截至2023年底,国内城市配网的电缆化率已经超过60%,电缆附件作为电缆线路的薄弱环节,中间接头、终端头等附件进水受潮是造成配电电缆运行故障的主要原因之一,相关统计显示超过40%的电缆非外力破坏故障都和附件受潮老化有关【1】。
电缆附件进水受潮的诱因十分复杂,施工过程中密封工艺不达标、附件安装时现场环境湿度过高、运行过程中附件外壳受外力开裂、长期敷设在低洼积水的地下管廊环境中,都可能让水汽逐步侵入绝缘层。受潮初期的电缆附件不会影响线路的正常供电,常规运行电压下也不会出现明显的放电痕迹,运维人员靠日常的红外测温、接地电流检测等手段,很难发现早期的受潮缺陷。
等到受潮发展到中后阶段,绝缘层内部产生的水树会逐步向导体侧延伸,局部放电量持续升高,*终引发绝缘击穿,导致整条线路跳闸,甚至可能引燃周围的线缆,引发相邻管线的次生故障。传统的电缆检测手段存在明显短板:直流耐压试验不仅会对交联聚乙烯电缆的绝缘造成累积损伤,对早期受潮缺陷的识别率不足20%;工频耐压试验虽然更贴近电缆运行工况,但需要庞大的试验设备,现场部署难度大,同样只能识别已经接近击穿的严重缺陷,无法实现早期隐患预*。
振荡波局放技术是目前行业内公认的适合电缆附件早期缺陷检测的非破坏性技术之一,对应的行业标准已经在2018年正式发布实施【2】。它的核心原理是通过阻尼交流(DAC)技术,给被测电缆施加接近工频的阻尼振荡电压,电压等级和电缆的额定电压匹配,不会对完好的电缆绝缘造成损伤,同时能够激发缺陷位置的局部放电信号。通过采集分析放电信号的相位特征、幅值、出现频次,结合电缆的长度参数,*能精准判断缺陷的类型和具体位置。
振荡波局放技术的适用场景覆盖了电缆全生命周期的检测需求:首先是新敷设电缆的交接验收环节,很多施工过程中造成的电缆附件密封不严进水的问题,在交接阶段用振荡波局放检测*能及时发现,避免带缺陷投运;其次是运行电缆的定期巡检,尤其是运行年限超过3年、敷设在潮湿管廊或者低洼区域的电缆,每年汛后开展一次振荡波局放检测,可以及时发现刚出现的受潮缺陷;第三是故障预排查,对于曾经出现过过电压、短时跳闸的电缆线路,用振荡波局放检测可以排查有没有隐性的受潮缺陷,避免故障重复发生。
OWTS是振荡波局放测试系统的英文缩写,现在市面上的同类设备参数差异较大,选择的时候要重点关注采样频率、定位精度、测试覆盖长度、信号抗干扰能力这几个核心参数。康高特代理IPEC电缆振荡波局放测试系统(OWTS)、ASM-P便携式局放检测仪等设备,正好覆盖了不同场景的检测需求。
IPEC电缆振荡波局放测试系统(OWTS)的测试电压覆盖10kV到110kV电压等级,单次测试*长可覆盖15km长度的电缆,采样频率高达200MS/s,放电定位误差小于1%,内置的智能识别算法可以过滤现场的电磁干扰信号,对电缆附件进水受潮产生的典型局部放电信号识别准确率较高。设备采用一体化集成设计,现场部署时间不超过30分钟,2-3名运维人员*能完成全套测试操作。ASM-P便携式局放检测仪则适合短距离电缆的快速排查,单人即可携带操作,无需复杂的接线流程,适合现场应急排查和大范围的普查作业。两类设备通过阻尼交流(DAC)技术对电缆及附件进行局部放电检测,可有效发现受潮缺陷,通过定期检测实现早期预*,避免突发停电事故。对于运维单位来说,不仅可以减少故障处置的人力物力投入,还能避免突发停电带来的生产经营损失。
针对B端的企业用户,包括供电企业、工业企业、产业园运维方,这类用户更关注检测的效率、成本,以及能不能切实解决实际运行中的问题。比如供电企业的配网运维部门,采用OWTS设备开展辖区内的电缆定期巡检,相比传统的故障后抢修模式,运维成本可以降低30%以上,线路故障停电时长可以缩短60%【3】。工业企业的动力部门,可以针对核心生产区域的供电电缆,每半年开展一次振荡波局放检测,提前发现电缆附件进水受潮隐患,避免停电导致的生产线停产损失。对于检测频次不高的B端用户,还可以选择配套的检测服务,无需自行采购设备,委托技术团队上门完成检测,获取检测报告和隐患整改建议,投入成本更低。
针对G端的政府和机构用户,包括住建部门、市政管理单位、应急管理部门,这类用户更关注检测的合规性、标准符合性,以及能不能满足城市安全管理的要求。目前国内多个省份已经出台地方规范,要求新建市政电缆线路的交接验收必须提供振荡波局放检测合格报告,运行电缆每3年至少开展一次全覆盖的电缆检测。康高特代理的IPEC OWTS设备出具的检测报告,符合GB 50150、DL/T 1814等*标准和行业标准的要求,具备对应的检测资质,可以作为市政工程验收、城市安全隐患排查的正式依据。同时,检测数据可以直接接入城市市政基础设施安全运行监测平台,为建立电缆全生命周期运维档案提供数据支撑,符合*关于城市安全运行监测的相关政策要求【4】。
开展振荡波局放检测的过程中,有几个要点需要特别注意,避免出现误判或者安全风险。首先是测试前的准备工作,要清理电缆两端终端头的表面脏污,拆除无关的接线,避免表面放电产生的干扰信号影响检测结果的判断;其次是测试过程中,要根据电缆的额定电压选择合适的测试电压等级,不要随意提高测试电压,避免对电缆绝缘造成不必要的损伤;第三是缺陷判断要结合多维度数据,不能仅凭单次的放电信号*判定为电缆附件进水受潮,要结合电缆的运行年限、敷设环境、历史故障记录,以及多次加压后的放电信号变化情况综合判断,避免误判漏判。
针对采购设备的用户,康高特会提供系统的操作培训和技术支持,帮助运维人员掌握设备操作和缺陷判断的方法,也可以提供远程技术协助,辅助用户完成复杂场景的检测数据分析。对于单次检测需求的用户,也可以提供上门检测服务,出具符合规范要求的检测报告和隐患整改建议。
随着配网电缆化率的持续提升,电缆附件进水受潮已经成为影响配电系统运行可靠性的重要因素,采用振荡波局放(OWTS)技术开展常态化的电缆检测,是目前兼顾检测准确率、操作便捷性和成本可控性的优选方案,既可以满足企业用户的运维降本、故障防控需求,也可以满足政府部门的合规管理、安全监测需求,帮助相关单位提前发现隐患,降低故障发生概率,提升配电系统的运行稳定性。
参考文献
【1】 GB 50150-2016 电气装置安装工程电气设备交接试验标准
【2】 DL/T 1814-2018 电力电缆振荡波局部放电测试方法
【3】 中国电力科学研究院2022年配电电缆运行状态分析报告
【4】 住房和城乡建设部2023年城市市政基础设施安全运行监测工作要点