電力電纜是供電公司最重要的資產(chǎn)之一。隨著對(duì)供電可靠性要求的不斷提高，目前對(duì)電力基礎(chǔ)設(shè)施基于事故的維護(hù)已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足要求，而基于狀態(tài)的維護(hù)即“狀態(tài)檢修”日益受到重視。“狀態(tài)檢修”即提前掌握設(shè)備的運(yùn)行情況，及時(shí)消除設(shè)備隱患，以免事故的發(fā)生。

在我國(guó)，北京電力公司一直非常重視電力設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和狀態(tài)檢修，在奧運(yùn)會(huì)供電保障任務(wù)中，“狀態(tài)檢修”被列入重點(diǎn)工作，各種先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備被大量應(yīng)用，包括2007年從德國(guó)引進(jìn)的4臺(tái)振蕩波電纜局放系統(tǒng)，用于奧運(yùn)場(chǎng)館和重要設(shè)施的電纜檢測(cè)，取得了良好效果。

國(guó)際上已經(jīng)有數(shù)百臺(tái)振蕩波電纜局放檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用于電力系統(tǒng)。在歐洲，德國(guó)、荷蘭、波蘭等國(guó)家已很好地開(kāi)展應(yīng)用。在亞洲，新加坡新能源電網(wǎng)有限公司利用振蕩波電纜局放檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)，使供電可靠性得到了很大提高。

2、電纜局放檢測(cè)

對(duì)電力電纜的現(xiàn)場(chǎng)局放檢測(cè)（on-site PD Diagnosis）目前主要有在線和離線兩種檢測(cè)方式。在線局放檢測(cè)是在電纜運(yùn)行狀況下進(jìn)行，這樣對(duì)局放的測(cè)定評(píng)估限定在U0水平以下，對(duì)背景噪聲的處理技術(shù)上有一定的難度。另外，在線局放檢測(cè)系統(tǒng)還不能按照IEC的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)，PD水平無(wú)法量化，也不具備可比性。

    離線局放檢測(cè)是使用合適的高壓電源來(lái)對(duì)離線電纜中局放進(jìn)行定量測(cè)量，由此評(píng)估電纜在運(yùn)行狀態(tài)下的局放特性。對(duì)電纜進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)局放檢測(cè)（定量測(cè)量），目前還只能應(yīng)用離線局放的檢測(cè)方法，其最重要的三個(gè)測(cè)量參數(shù)為：局放起始電壓（PDIV）、局放熄滅電壓（PDEV）和局放量。

  局放起始電壓Ui（PDIV）：當(dāng)施加于電纜上的電壓從某一測(cè)量不到局放的較低值逐漸增加到初次測(cè)量到電纜中局放時(shí)的最低電壓。測(cè)試系統(tǒng)的精度及背景噪聲直接影響到局放起始電壓的測(cè)量。

  局放熄滅電壓Ue（PDEV）：當(dāng)施加于電纜上的電壓從某一測(cè)量到局放的較高值逐漸減小，直到電纜中停止出現(xiàn)重復(fù)性局放時(shí)的電壓。Ue一般小于Ui，是評(píng)估電纜局放點(diǎn)危險(xiǎn)性的一個(gè)重要參數(shù)。

局放量：測(cè)量到的局放脈沖值。局放量也是反映局放點(diǎn)危險(xiǎn)性的一個(gè)重要參數(shù)。

研究表明，絕緣薄弱處的局部放電跟所加電壓波形和頻率有關(guān)，相同電壓下，不同的測(cè)試波形和頻率在同一點(diǎn)處所誘發(fā)的局放有很大差別。為了更準(zhǔn)確地評(píng)估電纜中的局放特性，局放檢測(cè)所加電壓的波形及頻率盡可能與正常運(yùn)行時(shí)電壓的相似，這樣上述測(cè)量參數(shù)如PDIV，PDEV和局放量就能更準(zhǔn)確地反映出運(yùn)行狀況下的局放特性。另外，局放檢測(cè)時(shí)所加的高壓不應(yīng)對(duì)電纜絕緣造成二次損傷。

    用于電纜局放檢測(cè)的設(shè)備必須按照IEC60270標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)，這樣定量測(cè)量的結(jié)果才具有可比性。

3、振蕩波電纜局放檢測(cè)系統(tǒng)

根據(jù)電工學(xué)原理可知，充電的電容器和電感器形成閉合回路時(shí)將產(chǎn)生振幅按指數(shù)衰減的正弦電壓和電流振蕩波。振蕩波電纜局放測(cè)量裝置就是利用電壓振蕩的前幾個(gè)衰減不大的波對(duì)電纜（等效于電容器）施加交流電壓并完成局部放電量測(cè)量的（由于回路無(wú)源，所以不存在電源干擾）。經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)分析測(cè)試數(shù)據(jù)，我們還能進(jìn)一步得到集中度、位置等局放特征量，更加有效地評(píng)估電纜的絕緣狀態(tài)。

現(xiàn)有的振蕩波局放測(cè)量裝置如SebaKMT公司的OWTS系統(tǒng)用直流電源給電容器充電，達(dá)到預(yù)定電壓后導(dǎo)通電子開(kāi)關(guān)形成LC回路，電容器放電在被試品上產(chǎn)生振蕩（試驗(yàn)）電壓。在這個(gè)系統(tǒng)中的電子開(kāi)關(guān)須承受振蕩（試驗(yàn)）電壓，因此受目前固態(tài)電子器件及相關(guān)控制技術(shù)水平的限制，試驗(yàn)電壓只能達(dá)到150kV。

針對(duì)現(xiàn)有的直流充電型振蕩波局放檢測(cè)系統(tǒng)試驗(yàn)電壓較低以及被試電纜承受直流電壓的缺點(diǎn)，本項(xiàng)目提出研制一種基于變頻諧振的振蕩波電纜局放檢測(cè)系統(tǒng)，試驗(yàn)電壓將達(dá)到1000kV甚至更高，并且滿足局放試驗(yàn)要求。由于被試電纜在試驗(yàn)過(guò)程中始終承受交流電壓，所以不存在直流極化效應(yīng)等對(duì)電纜的不利影響。

4、基于變頻諧振的振蕩波電纜局放檢測(cè)系統(tǒng)

4.1系統(tǒng)工作原理

     該系統(tǒng)由諧振電感和電纜電容組成LC回路，再利用一個(gè)變頻電源串聯(lián)接入回路進(jìn)行激勵(lì)，通過(guò)調(diào)節(jié)激勵(lì)電壓的頻率使回路達(dá)到諧振狀態(tài)。提高激勵(lì)電壓使諧振電壓達(dá)到預(yù)定值，進(jìn)行交流耐壓。需要測(cè)量局放時(shí)關(guān)斷變頻電源的輸出并迅速將其短路，LC回路中將產(chǎn)生電壓和電流振蕩波，在電纜上得到振幅按指數(shù)衰減的正弦振蕩電壓，用前幾個(gè)衰減不大的波進(jìn)行局部放電試驗(yàn)。對(duì)于串聯(lián)諧振，振蕩電壓高于激勵(lì)電壓Q倍，因此對(duì)只承受激勵(lì)電壓的電子開(kāi)關(guān)的耐壓要求很低（最多2.5kV），器件容易獲得。

根據(jù)被測(cè)電纜電容的不同，振蕩電壓的頻率會(huì)在幾十到上百赫茲的范圍內(nèi)變化，接近于50Hz工頻。

振蕩電壓（可以高于交流耐壓值）加在被測(cè)電纜上的時(shí)間極短（幾百毫秒），因此不會(huì)對(duì)電纜造成損害。在電壓幅值衰減過(guò)程中，可以很容易地測(cè)定PDIV、PDEV、局放量等參數(shù)和局放集中程度。

系統(tǒng)加壓后誘發(fā)局放故障點(diǎn)產(chǎn)生的局放信號(hào)會(huì)分別向電纜的兩端傳遞，先后到達(dá)測(cè)量端并被捕獲。根據(jù)脈沖信號(hào)在電纜中的傳播速度和局放信號(hào)先后到達(dá)的時(shí)間差可以得到局放點(diǎn)的位置。局放的校準(zhǔn)保障了局放故障點(diǎn)定位的精度，多個(gè)局放故障點(diǎn)的定位亦可同時(shí)完成。4.3系統(tǒng)應(yīng)用及特點(diǎn)

    對(duì)于電纜的局放檢測(cè)目前還未形成統(tǒng)一的判斷標(biāo)準(zhǔn)。在歐洲一般參照荷蘭電纜公司的推薦參數(shù)（見(jiàn)下表），這一依據(jù)是否適合中國(guó)國(guó)情還需在實(shí)踐中檢驗(yàn)修改完善。這里要強(qiáng)調(diào)的是，對(duì)電纜中局放故障點(diǎn)的評(píng)估不僅僅要考慮局放量，局放起始電壓Ui和局放熄滅電壓Ue,，局放集中程度也是評(píng)估的重要參數(shù)之一。

基于變頻諧振的振蕩波電纜局放檢測(cè)系統(tǒng)在對(duì)電纜進(jìn)行交流耐壓后再行局放檢測(cè)，可以對(duì)電纜的絕緣狀態(tài)做出更全面的評(píng)估。由于測(cè)試過(guò)程沒(méi)有直流加壓，所以對(duì)電纜無(wú)損傷；由于不受開(kāi)關(guān)器件耐壓的限制，試驗(yàn)電壓可以做得很高（1000kV），理論上講，目前電力系統(tǒng)所有電壓等級(jí)都適用。另外該系統(tǒng)不僅能測(cè)量局部放電，還能準(zhǔn)確定位缺陷點(diǎn)的位置，為電纜故障的判斷和處理帶來(lái)極大便利。