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一、   背景

電纜故障引發(fā)的電力事故危害極大，提前掌握電力電纜設(shè)備狀態(tài)，開展基于設(shè)備狀態(tài)的CBM狀態(tài)檢修，是電網(wǎng)、中國南方電網(wǎng)建設(shè)世界堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的大勢(shì)所趨。從1985年至今，投運(yùn)的交聯(lián)電纜已連續(xù)運(yùn)行25年及以上，接近交聯(lián)電纜設(shè)計(jì)壽命極限30年，各地供電公司即將進(jìn)入設(shè)備壽命曲線的故障高發(fā)階段。

智能電網(wǎng)持續(xù)在發(fā)展，從電纜全壽命管理角度出發(fā)，已經(jīng)從傳統(tǒng)的耐壓試驗(yàn)方法上升到狀態(tài)檢修，目前最為有效的電纜整體狀態(tài)評(píng)估方法為介損老化狀態(tài)評(píng)價(jià)，而評(píng)價(jià)僅僅只是做了電纜的“體檢”，雖然檢測(cè)到電纜存在缺陷，但無法找到缺陷位置，束手無策，任由其缺陷長期存在，最終導(dǎo)致?lián)舸?span>

為了解決電纜缺陷定位，特別是電纜進(jìn)水受潮、水樹缺陷定位這一老大難問題，基于電纜線性阻抗測(cè)試的方法應(yīng)運(yùn)而生，在頻域下發(fā)現(xiàn)影響電纜整體的局部缺陷（水樹缺陷、進(jìn)水受潮、機(jī)械損傷等），從而通過測(cè)距的方式，定位出缺陷點(diǎn)的位置。目前此技術(shù)屬于專利期內(nèi)的技術(shù)，需要大量測(cè)試現(xiàn)場數(shù)據(jù)支撐，以找到適合中國國情的測(cè)試方法。

二、    產(chǎn)品介紹

LIRA Acquire技術(shù)起初是由核電站電纜無損檢測(cè)和狀態(tài)評(píng)估方法的需要而提出的，它是一種無損檢測(cè)方法，不會(huì)損壞電纜的任何部分或與電纜連接的任何設(shè)備，基于傳輸線理論，通過線路阻抗作為應(yīng)用信號(hào)頻率函數(shù)的估計(jì)和分析，測(cè)量出電纜的長度、接頭位置、阻抗變化異常點(diǎn)，測(cè)試距離可從3米以內(nèi)到300公里。

LIRA Acquire可以監(jiān)測(cè)由于惡劣的環(huán)境條件(高溫、濕度、輻射)引起的電纜絕緣的整體老化，并檢測(cè)絕緣材料因機(jī)械沖擊或局部異常環(huán)境條件而發(fā)生的局部缺陷。其對(duì)絕緣材料的微小變化特別敏銳，如進(jìn)水受潮、水樹老化、機(jī)械受損等，這使得運(yùn)維管理部門能夠及早發(fā)現(xiàn)缺陷區(qū)域，檢測(cè)和定位單個(gè)和多個(gè)缺陷以及嚴(yán)重程度

LIRA Acquire是一款便攜式電纜無損探傷測(cè)試系統(tǒng)，硬件與WS軟件結(jié)合，形成了強(qiáng)大的電纜狀態(tài)評(píng)估和缺陷定位系統(tǒng)，適用于幾乎任何小于50米到數(shù)百公里的電纜測(cè)試。它包括三個(gè)測(cè)量端口，可以保證用戶在停電狀態(tài)但不斷開任何設(shè)備的情況下進(jìn)行測(cè)量。

具有以下主要功能和特點(diǎn)：

?         無損檢測(cè)

?         測(cè)試電壓只有5VDC

?         停電后無需拆除電纜

?         適合所有電壓等級(jí)，測(cè)試長度可達(dá)到300 km

?         測(cè)試儀堅(jiān)固便攜，包括了缺陷測(cè)試軟件、 老化分析和仿真功能

?         無網(wǎng)絡(luò)安全問題

?         可測(cè)量全長、接頭位置、水樹、進(jìn)水受潮缺陷位置

三、   測(cè)試方法

根據(jù)電纜等效模型，串聯(lián)方向的電阻R，電感L，并聯(lián)方向上的電導(dǎo)G，電容C，有其特定的電氣參數(shù)，電纜受到了機(jī)械應(yīng)力、進(jìn)水受潮、電老化、熱老化等外界因素的影響，勢(shì)必會(huì)引起各參數(shù)的變化。因此，需要研究的是絕緣情況和絕緣介質(zhì)材料的性能之間的關(guān)系，而實(shí)現(xiàn)這些研究，就需要利用工程數(shù)學(xué)對(duì)電氣參數(shù)R、L、G、C進(jìn)行建模，進(jìn)行準(zhǔn)確的分析。尤其是電容C，導(dǎo)致電纜阻抗的急劇變化。

其測(cè)試原理為：給定一個(gè)5V的電壓，將阻抗頻譜(振幅和相位)作為寬頻帶（0.1M-100MHz）的應(yīng)用信號(hào)函數(shù)來計(jì)算和分析，基于高頻共振效應(yīng)的寬帶頻域的分析方法，對(duì)電纜細(xì)微變化非常敏銳的電氣參數(shù)（主要是絕緣介電常數(shù)、形狀物理參數(shù)、電流方向、電流強(qiáng)度、電流濕度、絕緣缺陷等重要狀態(tài)指標(biāo)）進(jìn)行檢測(cè)，從而分析和計(jì)算出復(fù)雜的阻抗線性變化，定位出發(fā)生明顯異常變化的缺陷點(diǎn)。

圖A:通過線性阻抗方法測(cè)得電纜全長、接頭、缺陷位置

圖B:DNORM柱狀圖顯示出疑似缺陷位置、方向及嚴(yán)重程度

圖C：事件分析顯示米數(shù)、嚴(yán)重程度、百分比、缺陷方向

方向及嚴(yán)重程度解釋：DNORM的關(guān)鍵位置定位圖中，紅色柱狀圖代表超出正常阻抗20%及以上，并且柱狀圖向下的，被認(rèn)為是嚴(yán)重標(biāo)志，應(yīng)進(jìn)行處理，若是接頭位置，一般屬于正常的阻抗變化，柱狀圖一般是向上的；黃色柱狀圖代表超出正常阻抗的10%及以上，并且柱狀圖向下的，應(yīng)該在一年內(nèi)對(duì)此位置進(jìn)行關(guān)注監(jiān)測(cè)，對(duì)比其參數(shù)變化；綠色代表正常的阻抗波動(dòng)，無需處理。

由于LIRA Acquire對(duì)測(cè)量電纜進(jìn)水受潮、水樹非常敏銳，因此，建議和電纜超低頻介損VLF34-TD老化狀態(tài)評(píng)價(jià)測(cè)試系統(tǒng)聯(lián)合進(jìn)行測(cè)試，針對(duì)介損評(píng)價(jià)結(jié)果需要立即采取檢修行動(dòng)的，使用LIRA Acquire進(jìn)行測(cè)試，定位出進(jìn)水受潮或水樹老化的位置，徹底實(shí)現(xiàn)真正意義上的電纜狀態(tài)檢修。

三、技術(shù)參數(shù)

檢測(cè)原理：線性阻抗測(cè)量法

測(cè)試電纜長度：3m-300km

輸出測(cè)量電壓：AC 5V

頻率范圍：0-100MHz

適用電壓等級(jí)：6kV-500kV

檢測(cè)類型：水樹，進(jìn)水，受潮，熱老化，外力破壞

故障定位精度:0.3%

IMP幅值圖：BS%可手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié)/100dB

IMP相位圖：零相位補(bǔ)償功能

BTS 圖：終端頭盲區(qū)測(cè)試可調(diào)

DNORM：閾值5%可調(diào)

數(shù)據(jù)庫：軟件自帶數(shù)據(jù)庫管理功能，可以將測(cè)試數(shù)據(jù)分類管理

其他：自動(dòng)生成報(bào)告，生成連續(xù)、相位、脈沖模式圖譜

診斷：具備供遠(yuǎn)程診斷功能

接口：USB接口/網(wǎng)口

電源：外置可充電鋰電池，也可使用交流電源供電

仿真：具備電纜阻抗譜仿真功能

類型：LCD屏幕顯示，可調(diào)對(duì)比度，帶背景燈

屏幕：≥14英寸，高亮液晶

操作與存儲(chǔ)溫度-25℃~+50℃

濕度≤80%（RH）

海拔≥3000m