作者：张智超 李盛 邢耀敏 杨海超 杨玉新
非接触测量来源：《机电信息》2020年第24期
摘 要：首先对电力电缆中局部放电现象产生的成因进行了解释与说明;其次根据电缆故障发生的作用机理不同以及缺陷所处位置的不同对电缆局部放电进行了分类，并对不同类型局放的特点进行阐述;然后对局部放电主要的检测方法及原理进行了简要说明;最后基于高频电流法对某110 kV变电站运行期间其35 kV进出线电缆进行了局部放电检测的案例分析，该方法对电缆局部放电带电检测工作具有重要的实际意义。
关键词：电力电缆;局部放电;高频电流法;带电检测
0 引言
随着全国电网的持续发展，尤其是城市电网的改造与升级，交联电力电缆已成为重点地区输电的主流设备[1]。交联电缆具有易鋪设、易维护、耐高温和绝缘性能优良等特点，逐步取代了油纸绝缘电缆和架空线路，广泛应用于电网。但与此同时，交联电缆大多以直埋、排管、隧道等形式铺设在地下，因此增加了监测电缆是否处在正常工作状态下的难度。实际作业中，由交联电缆及电缆接头绝缘损坏等问题引起的电力故障事故也不断增加。因此，如何快速有效地通过检测手段判断电缆绝缘是否存在劣化状况有着重要的现实意义[2-3]。 目前，交联电力电缆的检测方法主要包括耐压试验和局部放电检测等。耐压试验分工频交流耐压试验和直流耐压试验，均为破坏性试验。直流耐压试验所需试验设备容量小，携带方便，且可同时测量泄漏电流，根据泄漏电流的数值大小判断电缆绝缘情况。然而，电缆绝缘层材料成分多、电阻率分布不均，会导致直流电压下场强分布不均匀，从而可能导致局部绝缘击穿的问题，且直流耐压还存在电荷积累导致绝缘加速老化的问题。交流耐压试验一定程度上能够有效发现电缆缺陷，但存在两个问题：一是由于电缆电容量大，所教学磁板
需试验设备体积较大，导致操作不够便捷;二是对于细微缺陷交流耐压灵敏度较低。鉴于此，国际上已逐渐摒弃对于电缆的耐压试验检测。随着技术的进步，可以现场在线监测且非破坏性的电缆局部放电检测得到了更广的应用。局部放电检测能够采集到因绝缘劣化导致的电缆的放电信号，经过数字处理，可以很灵敏地得到检测结果。对于电缆局部放电检测，美国电气和电子工程师协会IEEE、国际电工委员会IEC等权威机构均制定了测试导则与规范，从而使电力电缆局部放电检测更加标准化和规范化，也有利于提高检测的准确性。鉴于此，本案例配以相关仪器采用局部放电检测的手段对电力电缆进行局部带电检测。新菠萝灰粉蚧
1 局放原理和产生原因
电力电缆制造过程中产生的气泡、杂质或导体的毛刺等导致场强分布不均匀是造成电力电缆发生局部放电现象比较普遍的原因。这些原因导致电缆局部区域首先发生放电现象，而其他区域仍然保持良好的绝缘特性，整体绝缘系统保持较好的绝缘能力、没有发生击穿现象，这样就形成了电缆的局部放电现象。局部放电有一个累积的效应，单次或少数几次的局放并不会造成整体绝缘系统的损坏导致事故发生。但是局放的多次累积发生会对
电缆绝缘层产生破坏，导致电缆绝缘层老化或劣化，对绝缘层的不断破坏、绝缘层老化劣化导致放电范围的不断加大，最终会导致整个电缆绝缘系统的击穿或损坏、绝缘层被击穿导致发生严重事故。
2 局部放电类型和特点
根据电缆故障发生的作用机理不同以及缺陷所处的位置不同，局部放电可以分为电晕放电、沿面放电、悬浮放电以及内部放电四种类型。为了更加清楚地理解、分析和应对不同放电类型的局放，在此对此四种放电类型的特点进行说明。
2.1 电晕放电
电晕放电是指电缆导体部分出现毛刺、尖端等凸起的局部部位，随着电场强度增大，超过空气的电离场强，从而使此凸起部分附近空气发生电离，出现电晕放电现象而发生电缆的局部放电。这是因为导体尖端或者毛刺等曲率半径较小的区域电荷更易聚集和积累，随着电荷的积累此处场强会很大，从而使气体电离发生电晕。电晕放电发生时导体与绝缘层的间隙并没有被击穿，其只是发生在导体尖端或者毛刺等曲率半径较小的附近的气体区
域，且伴随着光和声音等现象同时还可能会产生一些化学气体。一般情况下，导体尖端发生放电产生的放电脉冲主要聚集在负半周，但若电压很高，正半周也可能会出现放电脉冲。如果放电端是接地端，放电脉冲则主要聚集在正半周。随着电压增大，电晕放电次数会逐渐增多，单次放电量基本不变。
2.2 沿面放电
沿面放电一般发生在电缆外表面、套管法兰等电气绝缘设备的某一端部。当外护套和环氧分界面之间接触不紧密时，表面电场强度达到击穿电压，此时发生的沿着绝缘介质表面放电的现象称为沿面放电。沿面放电脉冲一般发生在0°～90°和180°～270°相位上，且对称性一般取决于施加电场是否均匀。在均匀电场中，沿面放电图形基本对称;在不均匀电场中，沿面放电图形一般不对称。
手机充电站 2.3 悬浮放电3d打印玻纤
悬浮放电一般发生在设备中的金属部件上。由于设备运行时的振动等原因，金属部件与地的连接发生松动，从而导致接地不良或者没有接地，进而在金属部件上积累了大量电
荷，这些电荷与地之间形成了电位差，当电位差较大时则会发生悬浮放电。悬浮放电也是电缆局部放电的一种类型，一般来说，其放电脉冲在正负半周对称出现。
2.4 内部放电
内部放电一般指绝缘介质内部的气隙、气缝或杂质等发生的放电现象。此类气隙、气缝或杂质可能形成于电缆生产过程中，也可能形成于电缆使用过程中。大多数情况下，其形成的电场强度会比绝缘介质大很多，从而发生局部放电。内部放电大多发生于绝缘层中绝缘强度较低的区域，与绝缘介质材料特性、气隙位置、气隙形状和气隙大小等有很大关系。
3 局部放电检测方法和检测原理
局部放电检测方法主要包括超高频法、差分法、超声波法以及高频电流法。
3.1 超高频法
超高频法是利用一种特殊的特高频传感器对电缆局部放电产生的电磁信号进行采集。
牙疳药近年来，该方法较为广泛地运用在GIS组合电器等一些电气设备的绝缘检测中，因而也有一部分科研人员采用这种手段进行局部放电的检测。但是超高频电磁波信号频率高、波长短，传输距离较为有限，在电缆长度较长时衰减比较明显，因而测量的范围也会受限。因超高频设备装配不易，现在其在电力电缆检测中运用还比较少，但是其由于灵敏度高，抗干扰强，发展前景较为良好。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议