LIRA Acquire電纜寬頻線性阻抗測試系統

一、   背景

電纜故障引發的電力事故危害極大，提前掌握電力電纜設備狀態，開展基于設備狀態的CBM狀態檢修，是電網、中國南方電網建設世界堅強智能電網的大勢所趨。從1985年至今，投運的交聯電纜已連續運行25年及以上，接近交聯電纜設計壽命極限30年，各地供電公司即將進入設備壽命曲線的故障高發階段。

智能電網持續在發展，從電纜全壽命管理角度出發，已經從傳統的耐壓試驗方法上升到狀態檢修，目前最為有效的電纜整體狀態評估方法為介損老化狀態評價，而評價僅僅只是做了電纜的“體檢”，雖然檢測到電纜存在缺陷，但無法找到缺陷位置，束手無策，任由其缺陷長期存在，最終導致擊穿。

為了解決電纜缺陷定位，特別是電纜進水受潮、水樹缺陷定位這一老大難問題，基于電纜線性阻抗測試的方法應運而生，在頻域下發現影響電纜整體的局部缺陷（水樹缺陷、進水受潮、機械損傷等），從而通過測距的方式，定位出缺陷點的位置。目前此技術屬于專利期內的技術，需要大量測試現場數據支撐，以找到適合中國國情的測試方法。

二、    產品介紹

LIRA Acquire技術起初是由核電站電纜無損檢測和狀態評估方法的需要而提出的，它是一種無損檢測方法，不會損壞電纜的任何部分或與電纜連接的任何設備，基于傳輸線理論，通過線路阻抗作為應用信號頻率函數的估計和分析，測量出電纜的長度、接頭位置、阻抗變化異常點，測試距離可從3米以內到300公里。

LIRA Acquire可以監測由于惡劣的環境條件(高溫、濕度、輻射)引起的電纜絕緣的整體老化，并檢測絕緣材料因機械沖擊或局部異常環境條件而發生的局部缺陷。其對絕緣材料的微小變化特別敏銳，如進水受潮、水樹老化、機械受損等，這使得運維管理部門能夠及早發現缺陷區域，檢測和定位單個和多個缺陷以及嚴重程度

LIRA Acquire是一款便攜式電纜無損探傷測試系統，硬件與WS軟件結合，形成了強大的電纜狀態評估和缺陷定位系統，適用于幾乎任何小于50米到數百公里的電纜測試。它包括三個測量端口，可以保證用戶在停電狀態但不斷開任何設備的情況下進行測量。

具有以下主要功能和特點：

?         無損檢測

?         測試電壓只有5VDC

?         停電后無需拆除電纜

?         適合所有電壓等級，測試長度可達到300 km

?         測試儀堅固便攜，包括了缺陷測試軟件、 老化分析和仿真功能

?         無網絡安全問題

?         可測量全長、接頭位置、水樹、進水受潮缺陷位置

三、   測試方法

根據電纜等效模型，串聯方向的電阻R，電感L，并聯方向上的電導G，電容C，有其特定的電氣參數，電纜受到了機械應力、進水受潮、電老化、熱老化等外界因素的影響，勢必會引起各參數的變化。因此，需要研究的是絕緣情況和絕緣介質材料的性能之間的關系，而實現這些研究，就需要利用工程數學對電氣參數R、L、G、C進行建模，進行準確的分析。尤其是電容C，導致電纜阻抗的急劇變化。

其測試原理為：給定一個5V的電壓，將阻抗頻譜(振幅和相位)作為寬頻帶（0.1M-100MHz）的應用信號函數來計算和分析，基于高頻共振效應的寬帶頻域的分析方法，對電纜細微變化非常敏銳的電氣參數（主要是絕緣介電常數、形狀物理參數、電流方向、電流強度、電流濕度、絕緣缺陷等重要狀態指標）進行檢測，從而分析和計算出復雜的阻抗線性變化，定位出發生明顯異常變化的缺陷點。

圖A:通過線性阻抗方法測得電纜全長、接頭、缺陷位置

圖B:DNORM柱狀圖顯示出疑似缺陷位置、方向及嚴重程度

圖C：事件分析顯示米數、嚴重程度、百分比、缺陷方向

方向及嚴重程度解釋：DNORM的關鍵位置定位圖中，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，被認為是嚴重標志，應進行處理，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，應該在一年內對此位置進行關注監測，對比其參數變化；綠色代表正常的阻抗波動，無需處理。

由于LIRA Acquire對測量電纜進水受潮、水樹非常敏銳，因此，建議和電纜超低頻介損VLF34-TD老化狀態評價測試系統聯合進行測試，針對介損評價結果需要立即采取檢修行動的，使用LIRA Acquire進行測試，定位出進水受潮或水樹老化的位置，徹底實現真正意義上的電纜狀態檢修。

三、技術參數

檢測原理：線性阻抗測量法

測試電纜長度：3m-300km

輸出測量電壓：AC 5V

頻率范圍：0-100MHz

適用電壓等級：6kV-500kV

檢測類型：水樹，進水，受潮，熱老化，外力破壞

故障定位精度:0.3%

IMP幅值圖：BS%可手動或自動調節/100dB

IMP相位圖：零相位補償功能

BTS 圖：終端頭盲區測試可調

DNORM：閾值5%可調

數據庫：軟件自帶數據庫管理功能，可以將測試數據分類管理

其他：自動生成報告，生成連續、相位、脈沖模式圖譜

診斷：具備供遠程診斷功能

接口：USB接口/網口

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，可調對比度，帶背景燈

屏幕：≥14英寸，高亮液晶

操作與存儲溫度-25℃~+50℃

濕度≤80%（RH）

海拔≥3000m