一、电缆带电检测技术背景

技术背景

随着电网的快速发展，供电可靠性要求不断提高，电力设备检修工作面临严峻挑战，传统的基于周期的定期检修模式已经不能完全适应电网发展的要求，2008年以来，国家电网公司大力推行电网设备状态检修。

状态检测是开展状态检修工作的基础，通过对各类状态检测数据进行综合分析，能够准确掌握设备实际运行状态，制定科学合理的设备检修策略，为进一步做好状态检修工作提供依据。

随着电网规模迅速扩大和用电需求的迅猛增长，社会对电网供电可靠性要求越来越高。作为状态检修的重要内容，电力设备带电检测（在线监测）技术的全面深入应用，能及时发现电力设备潜伏性运行隐患，避免突发性故障的发生，是电力设备安全、稳定运行的重要保障。

凭借带电检测（在线监测）设备和诊断技术，我们在超前防范电缆线路隐患、降低事故损失、降低供电风险等方面大有可为。

11223-2014 高压电缆状态检测技术规范

新技术 - 涡流探伤

新技术 - X射线

参照规程：

Q/GDW 11223—2014 高压电缆状态检测技术规范

Q/GDW 11224—2014 电缆线路局部放电带电检测设备技术规范

DL/T 664-2016 带电设备红外诊断技术应用导则

Q/GDW 11316—2014 电力电缆线路试验规程

Q/GDW 1512—2014电力电缆及通道运维规程

国家电网公司变电检测管理规定（试行）——五通

二、电缆带电检测技术

1. 电缆金属护层接地电流检测

电缆导体和金属护套间的关系可以看做一个变压器的初级绕组与次级绕组。当电缆导线通过电流时，其周围产生的一部分磁力线将与金属护套交链，使护套产生感应电压。

国家电网公司Q/GDW《电力电缆线路运行规程》（2010年）中5.5章节对电缆线路接地方式进行明确的规定：

（1）三芯电缆线路的金属屏蔽层和铠装层应在电缆线路两端直接接地。当三芯电缆具有塑料内衬层或隔离套时，金属屏蔽层和铠装层宜分别引出接地线，且两者之间宜采取绝缘措施。

（2）单芯电缆金属屏蔽（金属套）在线路上至少有一点直接接地，任一点非直接接地处的正常感应电压应符合下列规定：

       a、采取能防止人员任意接触金属屏蔽（金属套）的安全措施时，满载情况下不得大于 300V；

       b、未采取能防止人员任意接触金属屏蔽（金属套）的安全措施时，满载情况下不得大于 50V 。

（3）单芯电缆线路的金属屏蔽（金属套）接地方式的选择应符合下列规定：

       a、电缆线路较短且符合感应电压规定要求时，可采取在线路一端直接接地而在另一端经过电压限制器接地，或中间部位单点直接接地而在两端经过电压限制器接地。

       b、上述情况以外的电缆线路，应将电缆线路均匀分割成三段或三的倍数段，采用绝缘接头实施交叉互联接地。

单端接地

交叉互联接地

《高压电缆状态检测技术规范》（Q/GDW 11223—2014）中的高压电缆线路地电流检测诊断依据

案例-某220kV电缆环流异常（交叉互联系统错误）

案例-某变电站35kV受总电缆环流异常

2019年3月21日，电缆公司试验人员对220kV某变电站站内电缆进行带电检测工作时发现35kV受总电缆3011、3012、3021、3022、3031、3032存在环流异常，开关柜侧环流负荷比超过20%，负荷比最大达77.92%，环流最大值超过90A，为查明环流产生的具体原因，2019年3月25日对以上异常环流进行复测，并逐一打开9个电缆接地箱进行接地方式确认，检查电缆外护套是否存在外皮破损等，最终经过分析确认为接地方式错误导致的环流异常。

35kV受总电缆开关柜侧接地方式

35kV受总电缆开关柜侧接地方式

35kV受总电缆变压器侧接地方式

35kV受总电缆变压器侧接地方式

1号主变35kV侧A相电缆金属护套接地方式示意图

2. 电缆高频局部放电检测

导致电缆系统产生局放的几点原因

主流局放带电检测架构

例如：日本智友

例如：OMICRON

检测主机

同步线圈

各种局放传感器

高频CT传感器

高频CT传感器

磁耦合传感器

电容臂传感器

TECHIMP信号分离方法

OMICRON信号分离方法

根据三相放电量大小，形成类A-B-C（120度相位差）谱图，区分不同的放点簇。

放电类型判别

案例-某35kV电缆户外终端

案例-某35kV开关柜

案例-某35kV电缆

案例-某220kV变电站2202电缆

三、电缆红外检测

电缆终端红外检测内容

1. 观察电缆终端引线接头、护层接地线处有无明显发热；

2. 观察电缆终端、避雷器从上到下是否温度分布均匀，无局部发热；

3. 电缆终端本体、避雷器相同部位，三相横向比较;

4. 电缆终端根部及尾管无局部发热。

正确操作红外热像仪对红外图象质量、设备缺陷发现乃至故障分析都至关重要，应避免现场使用上的任何操作失误。

1. 调整焦距

红外图像存储后可以对图像曲线进行调整，但是无法在图像存储后改变焦距。在一张已经保存了的图像上，焦距是不能改变的参数之一。当聚焦被测物体时，调节焦距至被测物件图像边缘非常清晰且轮廓分明，以确保温度测量精度。同时不宜使用数字变焦功能进行聚焦。

2. 选择测温范围

了解现场被测目标的温度范围，设置正确的温度档位，当观察目标时，对仪器的温标跨度进行微调，得到最佳的红外热成像图像质量。

3. 设置测量距离

对于非制冷微热量型焦平面探测器，如果仪器距离目标过远，目标将会很小，测温结果将无法正确反映目标物体的真实温度，因为红外热像仪此时测量的温度平均了目标物体以及周围环境的温度。为了得到最精确的测量读数，应尽量缩短测温距离，使目标物体尽量充满仪器的视场，合理设置热成像仪距离参数。

4. 设置发射率

需要进行精确温度测量时，应合理设置被测目标发射率，同时还应考虑环境温度、湿度、风速、风向、热反射源等因素对测温结果的影响，做好记录。

一般检测环境要求

• 被检设备是带电运行设备，应尽量避开视线中的封闭遮挡物，如门和盖板等；
• 环境温度一般不低于5℃，相对湿度一般不大于85%；
• 天气以阴天、多云为宜，夜间图像质量为佳；
• 不应在雷、雨等气象条件下进行，检测时风速一般不大于5m/s
• 户外晴天要避开阳光直接照射或反射进入仪器镜头，在室内或晚上检测应避开灯光的直射，宜闭灯检测。

精确检测环境要求

除满足一般检测的环境要求外，还满足以下要求：

• 风速一般不大于0.5m/s；   
• 设备通电时间不小于6h，最好在24h以上；   
• 宜在阴天、夜间或晴天日落2h后进行；  
• 被检测设备周围应具有均衡的背景辐射，应尽量避开附近热辐射源的干扰，某些设备被检测时还应避开人体热源等的红外辐射；
• 避开强电磁场，防止强电磁场影响红外热像仪的正常工作。

根据电网设备技术标准差异条款统一意见（2017年3月），电缆红外检测标准按Q/GDW 1512-2014《电力电缆及通道运维规程》的规定执行。

案例-某220kV电缆终端

油位位置距离套管上沿为1390mm，套管全长为2670mm，在套管中间位置，油位位置与红外测温位置吻合。

案例-某110kV电缆终端

案例-某110kV电缆终端

案例-某110kV电缆接地箱

案例-某变电站35kV受总电缆