*電網(wǎng)配網(wǎng)運(yùn)行年度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,國(guó)內(nèi)10kV~35kV在運(yùn)電力電纜規(guī)模持續(xù)擴(kuò)容,絕緣劣化是引發(fā)配網(wǎng)電纜故障的首要誘因,占全部配網(wǎng)電纜故障的七成以上。電纜絕緣狀態(tài)檢測(cè)已成為電網(wǎng)、軌道交通、新能源等電力設(shè)備狀態(tài)檢修體系中的核心工作,是防范電纜突發(fā)故障、降低非計(jì)劃停電風(fēng)險(xiǎn)、保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵手段。當(dāng)前行業(yè)主流電纜絕緣檢測(cè)手段主要分為振蕩波局部放電測(cè)試(OWTS)與傳統(tǒng)耐壓試驗(yàn)兩大類,兩類技術(shù)的檢測(cè)原理、適用場(chǎng)景、檢測(cè)效能存在顯著差異,多數(shù)基層運(yùn)維單位在技術(shù)選型、場(chǎng)景適配中存在認(rèn)知混淆、選用不當(dāng)?shù)葐栴}。
一、兩類檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與政策標(biāo)準(zhǔn)背景
國(guó)內(nèi)電力設(shè)備運(yùn)維模式已全面完成從“定期計(jì)劃?rùn)z修”向“狀態(tài)檢修”的轉(zhuǎn)型升級(jí),依托設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)開展精準(zhǔn)運(yùn)維、差異化檢修已成為行業(yè)主流,配套的電纜絕緣檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系也日趨完善、規(guī)范。現(xiàn)行DL/T 1576-2016《6kV~35kV電纜振蕩波局部放電測(cè)試方法》是國(guó)內(nèi)OWTS(振蕩波局部放電測(cè)試)領(lǐng)域的核心電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),2016年正式發(fā)布實(shí)施后,徹底填補(bǔ)了中壓交聯(lián)聚乙烯電纜非破壞性局放檢測(cè)的規(guī)范空白,也標(biāo)志著國(guó)內(nèi)中壓電纜運(yùn)維正式從“定期預(yù)防性耐壓試驗(yàn)”的被動(dòng)處置模式,全面轉(zhuǎn)向“預(yù)知性狀態(tài)評(píng)估”的主動(dòng)運(yùn)維模式。該標(biāo)準(zhǔn)完整覆蓋振蕩波局部放電測(cè)試的全鏈條技術(shù)要求,從設(shè)備端明確振蕩波高壓發(fā)生器、局放采集單元的核心性能指標(biāo),要求測(cè)試電壓頻率嚴(yán)格控制在20Hz~500Hz區(qū)間,8個(gè)連續(xù)周期內(nèi)電壓峰值衰減不超過50%,局部放電最小可檢測(cè)靈敏度≤50pC,定位誤差小于電纜總長(zhǎng)度的0.2%;在操作流程層面,規(guī)范了從前期絕緣電阻初測(cè)、電纜長(zhǎng)度與接頭位置標(biāo)定、現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn),到分級(jí)升壓測(cè)試、全電壓特征采集、分級(jí)降壓復(fù)測(cè)的全流程標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)步驟,明確要求被測(cè)電纜絕緣電阻不低于30MΩ,測(cè)試環(huán)境溫度控制在-10℃~+40℃、相對(duì)濕度不大于85%RH且無(wú)凝露;在數(shù)據(jù)判定與缺陷定級(jí)環(huán)節(jié),針對(duì)新投運(yùn)與在運(yùn)1年以上的電纜,分別明確了電纜本體、中間接頭、終端的局部放電量化閾值,例如投運(yùn)1年以上的XLPE電纜本體局放量超過1000pC、接頭局放量超過2000pC時(shí)需觸發(fā)預(yù)警處置,配套提供了典型缺陷時(shí)域脈沖圖譜、缺陷定位計(jì)算方法的標(biāo)準(zhǔn)化參考附錄。依托這套清晰的技術(shù)規(guī)范體系,OWTS正式成為在運(yùn)電纜狀態(tài)評(píng)估、隱患排查的核心推薦技術(shù)手段,徹底規(guī)避了傳統(tǒng)直流耐壓試驗(yàn)對(duì)交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣的不可逆累積損傷風(fēng)險(xiǎn),目前已在國(guó)內(nèi)電網(wǎng)、新能源場(chǎng)站、工業(yè)用戶的中壓電纜運(yùn)維場(chǎng)景中全面強(qiáng)制推廣,可將中壓電纜隱蔽性絕緣缺陷檢出率提升60%以上,大幅降低配電網(wǎng)電纜突發(fā)停電事故率。國(guó)際電工委員會(huì)主流局部放電檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)IEC 60270,明確將振蕩波局部放電測(cè)試納入中高壓電纜非破壞性合規(guī)檢測(cè)范疇,為該技術(shù)的市場(chǎng)化、規(guī)范化應(yīng)用提供了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)支撐。
傳統(tǒng)耐壓試驗(yàn)是電力行業(yè)應(yīng)用歷史最久、普及范圍*的電纜絕緣檢測(cè)技術(shù),憑借技術(shù)成熟、原理簡(jiǎn)單、驗(yàn)收認(rèn)可度高的優(yōu)勢(shì),至今仍是新電纜竣工交接試驗(yàn)、電纜故障修復(fù)后絕緣性能核驗(yàn)的法定常規(guī)手段。DL/T 596-2021《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》明確保留了工頻、直流耐壓試驗(yàn)的試驗(yàn)參數(shù)、操作要求及判定標(biāo)準(zhǔn),是傳統(tǒng)耐壓試驗(yàn)落地應(yīng)用的核心依據(jù)。目前兩類技術(shù)在國(guó)內(nèi)電纜檢測(cè)市場(chǎng)形成互補(bǔ)應(yīng)用格局,無(wú)絕對(duì)的市場(chǎng)占比優(yōu)劣,分別適配不同檢修場(chǎng)景,共同支撐全周期電纜絕緣檢測(cè)工作。
二、核心技術(shù)原理與檢測(cè)效能對(duì)比
傳統(tǒng)耐壓試驗(yàn)分為工頻耐壓與直流耐壓兩類,核心原理是向電纜施加高于額定運(yùn)行電壓的試驗(yàn)電壓,通過持續(xù)加壓觀測(cè)電纜是否出現(xiàn)擊穿、閃絡(luò)、異常發(fā)熱等問題,以此判定電纜絕緣性能是否滿足安全運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。該技術(shù)核心優(yōu)勢(shì)為技術(shù)體系成熟、設(shè)備造價(jià)低、現(xiàn)場(chǎng)操作簡(jiǎn)單、單次檢測(cè)成本低廉,對(duì)施工破損、絕緣完全擊穿等重度缺陷識(shí)別穩(wěn)定。但其檢測(cè)局限性十分突出,屬于破壞性、極限性檢測(cè)手段,僅能識(shí)別已發(fā)展至臨界故障的嚴(yán)重絕緣缺陷,無(wú)法捕捉電纜早期氣隙、水樹、電樹老化等隱性、輕微絕緣缺陷,早期缺陷檢出率極低。同時(shí),直流耐壓試驗(yàn)會(huì)在交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣層內(nèi)部殘留累積電荷,加劇絕緣老化,對(duì)電纜長(zhǎng)期運(yùn)行壽命存在負(fù)面影響。
振蕩波局部放電測(cè)試(OWTS)是適配狀態(tài)檢修需求的新型非破壞性檢測(cè)技術(shù),核心原理是通過專用諧振檢測(cè)回路,向電纜施加與工頻電場(chǎng)等效的阻尼振蕩電壓,同步高精度采集pC級(jí)局部放電信號(hào),精準(zhǔn)捕捉電纜內(nèi)部微小絕緣缺陷,可實(shí)現(xiàn)缺陷定位、定量、定級(jí)一體化檢測(cè)。測(cè)試過程無(wú)過電壓沖擊、無(wú)絕緣殘留損傷,可反復(fù)、周期性開展檢測(cè),完全適配在運(yùn)電纜常態(tài)化狀態(tài)監(jiān)測(cè)需求。相較于傳統(tǒng)耐壓試驗(yàn),OWTS核心優(yōu)勢(shì)在于早期缺陷識(shí)別能力強(qiáng)、檢測(cè)無(wú)損傷、數(shù)據(jù)可追溯,能夠通過歷年局放數(shù)據(jù)變化趨勢(shì),精準(zhǔn)判斷電纜絕緣劣化速率,提前預(yù)判故障隱患,可在絕緣缺陷發(fā)展為故障前1~2年完成隱患預(yù)警。
三、狀態(tài)檢修場(chǎng)景下的適配性對(duì)比
電力設(shè)備狀態(tài)檢修的核心目標(biāo)是:最小化停電影響、零設(shè)備二次損傷、精準(zhǔn)研判設(shè)備狀態(tài)、定制差異化運(yùn)維策略。基于技術(shù)特性差異,兩類檢測(cè)技術(shù)在狀態(tài)檢修場(chǎng)景中的適配性差距顯著。傳統(tǒng)耐壓試驗(yàn)因存在絕緣損傷風(fēng)險(xiǎn)、測(cè)試耗時(shí)久、需長(zhǎng)時(shí)間停電、無(wú)法重復(fù)測(cè)試等特點(diǎn),僅適用于新電纜竣工交接驗(yàn)收、故障電纜修復(fù)后質(zhì)量核驗(yàn)等階段性節(jié)點(diǎn)檢測(cè),無(wú)法滿足在運(yùn)電纜年度周期性狀態(tài)評(píng)估、常態(tài)化隱患排查的核心需求。以常規(guī)10kV、3km長(zhǎng)度電纜為例,完整工頻耐壓試驗(yàn)含接線、加壓、穩(wěn)壓、拆線全過程,耗時(shí)普遍在4小時(shí)以上,且頻繁測(cè)試會(huì)加速絕緣老化,嚴(yán)禁作為常態(tài)化檢測(cè)手段使用。
OWTS檢測(cè)全程無(wú)絕緣損傷、無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間停電、測(cè)試效率高、可高頻次重復(fù)檢測(cè),*匹配狀態(tài)檢修常態(tài)化監(jiān)測(cè)需求。同等10kV、3km電纜單次完整檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)僅1.5小時(shí)左右,可每年開展1次全覆蓋檢測(cè),通過對(duì)比歷年局放幅值、放電頻次變化,精準(zhǔn)研判絕緣老化趨勢(shì),為運(yùn)維決策提供數(shù)據(jù)支撐。在軌道交通、山地風(fēng)電場(chǎng)、分布式光伏等復(fù)雜運(yùn)維場(chǎng)景中,便攜式OWTS檢測(cè)設(shè)備輕量化、易搬運(yùn)、部署便捷,設(shè)備整體重量遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)工頻耐壓試驗(yàn)設(shè)備,單人即可完成轉(zhuǎn)運(yùn)、接線、測(cè)試作業(yè),可高效適配野外、山地、狹小電纜溝等進(jìn)場(chǎng)難度大、作業(yè)空間有限的特殊檢測(cè)場(chǎng)景,解決了傳統(tǒng)耐壓設(shè)備笨重、轉(zhuǎn)運(yùn)困難、復(fù)雜場(chǎng)景作業(yè)效率低的痛點(diǎn)。
四、兩類技術(shù)的優(yōu)劣勢(shì)總結(jié)與選型建議
結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維實(shí)際,傳統(tǒng)耐壓試驗(yàn)與OWTS振蕩波局放測(cè)試無(wú)絕對(duì)替代關(guān)系,二者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、場(chǎng)景細(xì)分明確,需根據(jù)檢測(cè)目的、電纜運(yùn)行工況差異化選型。傳統(tǒng)耐壓試驗(yàn)成本低廉、重度缺陷識(shí)別精準(zhǔn)、行業(yè)驗(yàn)收認(rèn)可度高,核心適配新投運(yùn)電纜批量交接驗(yàn)收、故障修復(fù)后絕緣性能*核驗(yàn)場(chǎng)景,可快速驗(yàn)證電纜施工質(zhì)量、排查致命性絕緣故障,保障新設(shè)備、修復(fù)后設(shè)備達(dá)標(biāo)投運(yùn)。
OWTS憑借非破壞性、早期缺陷高檢出率、可周期性監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)可追溯的核心優(yōu)勢(shì),主要適配在運(yùn)3年以上存量電纜的年度常態(tài)化巡檢、重要負(fù)荷場(chǎng)景(石化、大型數(shù)據(jù)中心、軌道交通、核心市政供電)電纜隱患排查,能夠提前識(shí)別隱性絕緣缺陷,通過提前消缺降低非計(jì)劃停電、設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn),提升電網(wǎng)供電可靠性。
運(yùn)維單位可采用“組合檢測(cè)、分工適配”的模式優(yōu)化檢測(cè)方案,兼顧檢測(cè)質(zhì)量、效率與運(yùn)維成本。新電纜投運(yùn)階段,以傳統(tǒng)耐壓試驗(yàn)作為交接驗(yàn)收核心手段,保障施工質(zhì)量達(dá)標(biāo),同步開展OWTS檢測(cè),留存電纜初始局放基準(zhǔn)數(shù)據(jù),為后續(xù)狀態(tài)檢修提供參照;存量在運(yùn)電纜運(yùn)維階段,以O(shè)WTS年度普測(cè)為核心,實(shí)現(xiàn)全線路隱患篩查,針對(duì)局放數(shù)據(jù)異常、疑似存在缺陷的電纜區(qū)段,按需采用耐壓試驗(yàn)開展復(fù)核驗(yàn)證,形成“常態(tài)化普測(cè)+精準(zhǔn)化精檢”的一體化檢測(cè)體系,全面提升電纜絕緣狀態(tài)管控水平。