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摘 要：电力公司过地下电缆系统分配一部分电力。这些系统共同构成了一个巨大的基础设施。如今，随着大部分新安装的配电线路被埋在地下，电力电缆的数量继续快速增长。这给电力电缆的检测造成了更大的困难。本文对电力电缆诊断检测技术进行了分析，并提出了相应的应用措施。
关键词：电力电缆；诊断；检测
电缆系统具有长寿命和高可靠性的优点。但是，使用寿命不是确定的。这些系统老化并最终达到其可靠使用寿命的终点。安装的地下电缆系统的设计寿命在30至40年之间。今天，这种电缆系统基础设施的很大一部分已经达到设计寿命的终点。这是自然老化现象的结果，也是一些早期电缆系统中使用的不成熟技术导致的结果。这些旧系统故障率的增加现在对系统可靠性产生了不利影响，显然需要采取行动诊断和检测这些电力电缆的状态。
1 电缆系统诊断
电缆系统诊断技术通常分为两类：第一类涉及评估电缆系统整体状况的技术。尽管可以采用各种技术，但一般方法是测量给定电缆电路内的电气公差。第二类涉及评估电缆电路内局部缺陷的技术。此外，为实现这一目标，还采用了各种技术，包括耐压试验以确认故障位置或测量系統内的局部放电。
电缆系统诊断测试通常实现以下功能：验证新的电路安装或修复后的电路是否适合投入使用，确保电路不存在重大的网络问题，也不会在维修过程中遭受严重的机械损坏，这将对设计寿命产生不利影响评估电缆系统的健康状况，从而确定老化的电缆系统近期内出现故障的可能性。在这种情况下，测试可以是无故障电缆系统资产管理计划的一部分，或者作为最大限度减少高关键或有问题电路故障的一种手段，尽管这些目标似乎是直接的，但很难准确确定如何有效地实施诊断技术。这是由于以下原因：
诊断测试技术有很多不同的类型；诊断测试技术处于成熟的不同阶段，可测试电路往往非常复杂，有分支或多种电缆和附件类型，每种都有自己的老化机制，有时需要多种诊断技术来检测不同的问题；一些诊断技术尚未被普遍接受；独立开发的有关这一主题的信息在单一文件中并不广泛。
不同的诊断测试技术评估不同的电缆系统特性。在操作系统中，应使用多种技术来建立一个合理完整的可执行系统状态图。对于包含多于一种电缆绝缘、多种电缆接头或电缆终端的混合电缆电路来说，这是一个特别复杂的问题。无论电缆线路是简单的还是复杂的，都必须充分利用诊断测试，以确保结果有意义，设定现实的期望是使用电缆诊断测试技术时最重要的考虑因素之一。如果应用得当，诊断测试提供了降低电缆系统故障率所必需的信息。
2 电力电缆诊断检测技术
有广泛的电缆系统诊断测试技术可用于评估地下电缆系统的状况。对于这些技术中的许多来说，同样的基础技术也有变化。要为给定的应用程序确定正确的技术，工程师应该具有一致性。对于不成熟或变化中的技术，可能无法获得可靠的比较数据。
2.1 时域时域反射（TDR）
测试范围时域反射仪定位和表征电缆系统中阻抗的变化。HES变化可由电路中的短路、接头、劣化的中性材料或接头引起。TDR的工作方式与雷达类似。一个快速上升时间脉冲被注入到一端的电缆电路中。当脉冲沿电缆向下传播时，任何阻抗不连续性都会使入射信号中的一些信号反射回源。根据阻抗是否大于或等于电缆特性阻抗，反射脉冲分量将是正的或负的。由于仪器可以被校准以确定脉冲在脉冲中的速度，并且在仪器显示器上对时间绘制反射，就像可以确定电路的末端的距离一样，这些信息也可以通过反射脉冲用来定位指示的不连续性。此外，仪表显示的反射脉冲的形状有助于操作者确定不连续性的性质。
通常，这种技术是离线执行的。快速上升时间、低电压脉冲施加在导体和电缆线路的绝缘屏蔽之间的弯头或终端处。当脉冲通过电缆电路时，反射是由电路的不连续性和导电性的变化产生的。初始脉冲和反射脉冲随时间在示波器型显示器上显示，并由操作员解释。由于可以确定脉冲的传播速度，所以时间可以转换成距离或位置。经验丰富的操作员通常可以根据反射信号的形状来确定阻抗不连续性的来源（原因）。一旦TDR和cable电路连接起来，测试持续时间（包括解释）在5分钟到10分钟之间。
2.2 局部放电（PD）
在过去十年中发表的大量研究调查电力电缆系统中局部放电源的特性。然而，由于现象的复杂性，对局部放电不良现象的研究是经验性的。然而，PD是评估电力电缆系统状况的有力工具，特别是在高压和调试时。
PD适用于所有电缆类型，尽管在耐高压电缆上或在也具有显著抗局部放电性能的油浸纸绝缘电缆（PILC或MIND）上使用时，其用途可能受到限制。这些电缆新的时候可能有相当大的局部放电。在设备中检测到的任何额外PD必须是由于安装引起的问题或随时间发展的缺陷。但必须认识到，在现场安装的完整电缆系统上进行的PD测试没有业界公认的测试程序或PD限制。
向电缆系统施加高电压时，如果空隙位置处的条件正确，则会发生局部放电，即穿过空隙的放电。PD设备检测放电点产生的瞬态微伏或伏安电平信号，这些信号通过电缆传输到检测设备。这些脉冲的确切形状和带宽取决于放电源、电缆系统的频率响应和测量设备的频率响应。这些元件中的每一个都改变了原始PD脉冲的形状。然后，PD脉冲自身必须与环境噪声信号分离。可用的PD仪器按带宽进行分类，因为它们可以具有数百千赫兹的带宽（窄带、和EC60270标准到高达100MHZ（超宽带（UWB））。
一些从业人员在电缆系统的检测端执行校准程序，以根据电荷提供PD脉冲的近似量化。包括被测电缆系统在内的测量系统的灵敏度在电缆系统的前端进行检查。这使得操作者能够确定最小脉冲电荷，该最小脉冲电荷能够在测试时由给定被测电缆系统和环境噪声的测量仪器可靠地检测到。这通常被称为“灵敏度”。
3 结束语
电力电缆诊断检测技术对电力工业的影响是显著的。许多电力公司正在接受使用不可知的测试程序来提高系统可靠性。一些能源已经启动了对诊断测试方法进行重大修改的诊断程序。未来，电力电缆诊断检测技术将得到进一步的发展和完善。
参考文献
[1]屠德民.从工程电介质进展看前沿课题[J].电工技术学报，2015（1）：8-15.
[2]王裕霜.国内外海底电缆输电工程综述[J].南方电网技术，2012（2）：26-30.
[3]周远翔，赵健康，刘睿.高压/超高压电力电缆关键技术分析及展望[J].高电压技术，2014（9）：25-26.
关键词：电力电缆；诊断；检测
电缆系统具有长寿命和高可靠性的优点。但是，使用寿命不是确定的。这些系统老化并最终达到其可靠使用寿命的终点。安装的地下电缆系统的设计寿命在30至40年之间。今天，这种电缆系统基础设施的很大一部分已经达到设计寿命的终点。这是自然老化现象的结果，也是一些早期电缆系统中使用的不成熟技术导致的结果。这些旧系统故障率的增加现在对系统可靠性产生了不利影响，显然需要采取行动诊断和检测这些电力电缆的状态。
1 电缆系统诊断
电缆系统诊断技术通常分为两类：第一类涉及评估电缆系统整体状况的技术。尽管可以采用各种技术，但一般方法是测量给定电缆电路内的电气公差。第二类涉及评估电缆电路内局部缺陷的技术。此外，为实现这一目标，还采用了各种技术，包括耐压试验以确认故障位置或测量系統内的局部放电。
电缆系统诊断测试通常实现以下功能：验证新的电路安装或修复后的电路是否适合投入使用，确保电路不存在重大的网络问题，也不会在维修过程中遭受严重的机械损坏，这将对设计寿命产生不利影响评估电缆系统的健康状况，从而确定老化的电缆系统近期内出现故障的可能性。在这种情况下，测试可以是无故障电缆系统资产管理计划的一部分，或者作为最大限度减少高关键或有问题电路故障的一种手段，尽管这些目标似乎是直接的，但很难准确确定如何有效地实施诊断技术。这是由于以下原因：
诊断测试技术有很多不同的类型；诊断测试技术处于成熟的不同阶段，可测试电路往往非常复杂，有分支或多种电缆和附件类型，每种都有自己的老化机制，有时需要多种诊断技术来检测不同的问题；一些诊断技术尚未被普遍接受；独立开发的有关这一主题的信息在单一文件中并不广泛。
不同的诊断测试技术评估不同的电缆系统特性。在操作系统中，应使用多种技术来建立一个合理完整的可执行系统状态图。对于包含多于一种电缆绝缘、多种电缆接头或电缆终端的混合电缆电路来说，这是一个特别复杂的问题。无论电缆线路是简单的还是复杂的，都必须充分利用诊断测试，以确保结果有意义，设定现实的期望是使用电缆诊断测试技术时最重要的考虑因素之一。如果应用得当，诊断测试提供了降低电缆系统故障率所必需的信息。
2 电力电缆诊断检测技术
有广泛的电缆系统诊断测试技术可用于评估地下电缆系统的状况。对于这些技术中的许多来说，同样的基础技术也有变化。要为给定的应用程序确定正确的技术，工程师应该具有一致性。对于不成熟或变化中的技术，可能无法获得可靠的比较数据。
2.1 时域时域反射（TDR）
测试范围时域反射仪定位和表征电缆系统中阻抗的变化。HES变化可由电路中的短路、接头、劣化的中性材料或接头引起。TDR的工作方式与雷达类似。一个快速上升时间脉冲被注入到一端的电缆电路中。当脉冲沿电缆向下传播时，任何阻抗不连续性都会使入射信号中的一些信号反射回源。根据阻抗是否大于或等于电缆特性阻抗，反射脉冲分量将是正的或负的。由于仪器可以被校准以确定脉冲在脉冲中的速度，并且在仪器显示器上对时间绘制反射，就像可以确定电路的末端的距离一样，这些信息也可以通过反射脉冲用来定位指示的不连续性。此外，仪表显示的反射脉冲的形状有助于操作者确定不连续性的性质。
通常，这种技术是离线执行的。快速上升时间、低电压脉冲施加在导体和电缆线路的绝缘屏蔽之间的弯头或终端处。当脉冲通过电缆电路时，反射是由电路的不连续性和导电性的变化产生的。初始脉冲和反射脉冲随时间在示波器型显示器上显示，并由操作员解释。由于可以确定脉冲的传播速度，所以时间可以转换成距离或位置。经验丰富的操作员通常可以根据反射信号的形状来确定阻抗不连续性的来源（原因）。一旦TDR和cable电路连接起来，测试持续时间（包括解释）在5分钟到10分钟之间。
2.2 局部放电（PD）
在过去十年中发表的大量研究调查电力电缆系统中局部放电源的特性。然而，由于现象的复杂性，对局部放电不良现象的研究是经验性的。然而，PD是评估电力电缆系统状况的有力工具，特别是在高压和调试时。
PD适用于所有电缆类型，尽管在耐高压电缆上或在也具有显著抗局部放电性能的油浸纸绝缘电缆（PILC或MIND）上使用时，其用途可能受到限制。这些电缆新的时候可能有相当大的局部放电。在设备中检测到的任何额外PD必须是由于安装引起的问题或随时间发展的缺陷。但必须认识到，在现场安装的完整电缆系统上进行的PD测试没有业界公认的测试程序或PD限制。
向电缆系统施加高电压时，如果空隙位置处的条件正确，则会发生局部放电，即穿过空隙的放电。PD设备检测放电点产生的瞬态微伏或伏安电平信号，这些信号通过电缆传输到检测设备。这些脉冲的确切形状和带宽取决于放电源、电缆系统的频率响应和测量设备的频率响应。这些元件中的每一个都改变了原始PD脉冲的形状。然后，PD脉冲自身必须与环境噪声信号分离。可用的PD仪器按带宽进行分类，因为它们可以具有数百千赫兹的带宽（窄带、和EC60270标准到高达100MHZ（超宽带（UWB））。
一些从业人员在电缆系统的检测端执行校准程序，以根据电荷提供PD脉冲的近似量化。包括被测电缆系统在内的测量系统的灵敏度在电缆系统的前端进行检查。这使得操作者能够确定最小脉冲电荷，该最小脉冲电荷能够在测试时由给定被测电缆系统和环境噪声的测量仪器可靠地检测到。这通常被称为“灵敏度”。
3 结束语
电力电缆诊断检测技术对电力工业的影响是显著的。许多电力公司正在接受使用不可知的测试程序来提高系统可靠性。一些能源已经启动了对诊断测试方法进行重大修改的诊断程序。未来，电力电缆诊断检测技术将得到进一步的发展和完善。
参考文献
[1]屠德民.从工程电介质进展看前沿课题[J].电工技术学报，2015（1）：8-15.
[2]王裕霜.国内外海底电缆输电工程综述[J].南方电网技术，2012（2）：26-30.
[3]周远翔，赵健康，刘睿.高压/超高压电力电缆关键技术分析及展望[J].高电压技术，2014（9）：25-26.