劉作鵬 潘歡 王愛苓 馬云龍 才思遠(yuǎn)

摘要：高壓電纜是電力系統(tǒng)重要組成部分之一，對(duì)電纜及其附件進(jìn)行局部放電檢測(cè)是保障電力電纜可靠運(yùn)行的重要手段，對(duì)高壓電纜對(duì)安全運(yùn)行具有非常重要的意義。鑒于此，本文主要分析探討了高壓電纜附件局部放電檢測(cè)方法，以供參閱。

關(guān)鍵詞：高壓；電纜附件；局部放電；檢測(cè)方法

我們常用的電能是從發(fā)電廠發(fā)出，再通過輸電線路傳輸?shù)阶冸娬?，最后再由變電站輸送到用戶。從中不難看出高壓電纜作為電力中繼輸電環(huán)節(jié)中的重要一部分，其承載著高負(fù)荷的電力傳輸?shù)闹厝?，其設(shè)備絕緣性能在電力轉(zhuǎn)送過程中不僅受到電、熱效應(yīng)的直接影響，還會(huì)因運(yùn)行時(shí)間、不良環(huán)境等多種因素導(dǎo)致性能逐漸弱化，甚至是出現(xiàn)缺陷，一旦發(fā)生故障，將直接導(dǎo)致高壓輸電線路停運(yùn)，因此必須定期、有計(jì)劃地進(jìn)行局放檢測(cè)，通過絕緣檢測(cè)和診斷技術(shù)能夠更早的發(fā)現(xiàn)電纜及其附件內(nèi)部的絕緣缺陷，從而第一時(shí)間進(jìn)行處理，以保障電網(wǎng)的正常運(yùn)行。

1局部放電的原理

電纜的絕緣體內(nèi)部，容易受到外界干擾因素影響，尤其在制造、加工中，多少都會(huì)存在氣泡等各樣的雜質(zhì)，使該區(qū)域的擊穿電壓大幅度的降低，繼而容易出現(xiàn)放電現(xiàn)象。電纜在使用時(shí)，受到電場(chǎng)作用影響，絕緣體內(nèi)部，出現(xiàn)部分區(qū)域放電，但是并沒有貫穿施加電壓導(dǎo)體間的，稱為局部放電。在相關(guān)局部測(cè)量規(guī)范中，對(duì)其局部放電的定義，也做出了一系列的描述，即部分橋接的放電現(xiàn)象，在導(dǎo)體附近發(fā)生，也可以不發(fā)生；但是這種情況的出現(xiàn)，無疑是一種安全隱患，電纜出現(xiàn)老化、絕緣擊穿的情況，不利于電力系統(tǒng)的長(zhǎng)壽命發(fā)展。針對(duì)電纜局部放電檢測(cè)工作的展開，是為了更好的通過檢測(cè)局部放電信息的收集、分析，對(duì)存在的早期問題、風(fēng)險(xiǎn)、隱患，進(jìn)行發(fā)現(xiàn)、處理，從而更好的推動(dòng)電力系統(tǒng)的良性發(fā)展。局部放電現(xiàn)象，主要發(fā)生在絕緣內(nèi)部，受到電場(chǎng)作用影響，內(nèi)部缺陷附近形成了局部電容，此時(shí)正負(fù)電荷，會(huì)集結(jié)在不同極性的兩端，局部電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)增大，最后電容擊穿放電，形成局部放電現(xiàn)象，并伴隨著脈沖電流的產(chǎn)生。

2高壓電纜接頭局部放電檢測(cè)方法

2.1電纜局部放電定位法

在對(duì)電纜放電進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，如果能找出局部放電源的位置，那么將大大提高放電檢測(cè)的效率和精確性，為了達(dá)到這一目的，通常采用時(shí)域反射法進(jìn)行放電位置的判定，即Time Domain Reflectometry.TDR。該方法的運(yùn)用原理如下：將脈沖檢測(cè)裝置架設(shè)在電纜的一端，利用局部放電脈沖在電纜中傳播造成的反射原理，獲取同一脈沖在電纜中來回傳播的情況和時(shí)間差數(shù)據(jù)，然后利用找出脈沖位置來判定局部放電源的位置。如果將局部放電信號(hào)耦合裝置架設(shè)在電纜近端，那么可以利用脈沖電流法檢測(cè)阻抗。當(dāng)然也可以通過高頻電流傳感器等方式來找尋檢放電脈沖信號(hào)位置。一旦電纜接頭發(fā)生局部放電，那么產(chǎn)生的脈沖會(huì)形成幅值相等的兩個(gè)信號(hào)，并以相反的方向在電纜線路內(nèi)傳播，不同的信號(hào)會(huì)具有不同的傳播時(shí)間，利用兩個(gè)信號(hào)到達(dá)的時(shí)延差，參考電纜中脈沖的傳播速度等參數(shù)，能夠大致確定局部放電脈沖發(fā)出的區(qū)域。同樣，對(duì)電力電纜進(jìn)行帶電檢測(cè)時(shí)，傳感器也能檢測(cè)到類似的脈沖群信號(hào)，利用其方向可初步確定局放源的位置，只有找出局部放電源的位置，才能找出故障所在，并進(jìn)一步采取故障排除措施，從而保障電纜的正常運(yùn)行。

2.2超高頻電容藕合法

超高頻電容藕合器，主要由金屬屏蔽層、電容藕合器、導(dǎo)線芯、外半導(dǎo)電層、XLPE絕緣組成。該方法的優(yōu)點(diǎn)為設(shè)計(jì)有電容耦合器，極限頻率為500MHz，常用作電纜、附件局部放電的超高頻傳感器，照比以往的局部放電測(cè)量，自身的靈敏度要更高。但同時(shí)也存在超高頻信號(hào)衰減問題，需要在其電纜接頭、端部，借助傳感器的安裝，實(shí)現(xiàn)局部放電測(cè)量工作，容易對(duì)其電纜表層，造成不同程度的破壞。

2.3 Rogowski線圈電流傳感器檢測(cè)法

高壓電纜的局部放電信號(hào)幅值很小，另外持續(xù)時(shí)間很短，僅為ns數(shù)量級(jí)，但是卻有較寬的頻譜。因此為了進(jìn)行高壓電纜局部放電檢測(cè)，必須配備寬頻帶、靈敏度高、線性度好、輸出失真小且穩(wěn)定的耦合器。Rogowski線圈電流傳感器作為一種I/V轉(zhuǎn)換器型電流傳感器應(yīng)用廣泛。通常將Rogowski線圈制作成圓形或矩形，選擇空心或帶有磁性的骨架，在骨架上均勻纏繞螺線圈。在Rogowski線圈的原邊是一匝線圈，副邊則是多匝線圈，被測(cè)脈沖電流會(huì)產(chǎn)生磁通，磁通會(huì)與副邊線圈相交鏈。當(dāng)Rogowski線圈有脈沖電流通過時(shí)，螺線管的每一匝中就會(huì)產(chǎn)生磁通，整個(gè)Rogowski線圈N匝中產(chǎn)生大小與導(dǎo)體中脈沖電流大小的磁鏈成正比，電動(dòng)勢(shì)會(huì)因磁鏈的變化而變化，且電動(dòng)勢(shì)與電流成正比。

這種傳感器檢測(cè)方法能夠較好的找出局部放電源之所在，為快速排出故障奠定基礎(chǔ)，應(yīng)用較為便捷。

2.4電磁藕合法

應(yīng)用由羅氏線圈、前置放大器、頻譜分析儀等組成的電纜局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；檢測(cè)的原理是當(dāng)局部放電信號(hào)存在時(shí)，金屬屏蔽層會(huì)對(duì)其脈沖電流進(jìn)行感應(yīng)，當(dāng)有脈沖電流傳遞到傳感器時(shí)，會(huì)在其二次繞組部位，感應(yīng)出存在的異樣放電信號(hào)，從而檢測(cè)到局部放電信號(hào)。

2.5超聲波檢測(cè)法

該檢測(cè)系統(tǒng)，以壓電晶體為傳感器，壓電晶體具有信號(hào)、電荷量轉(zhuǎn)換的性質(zhì)，通過前置放大器，經(jīng)過光電元件轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)光、電信號(hào)的轉(zhuǎn)換；最后在示波器上，顯示出放大后局放電信號(hào)。本檢測(cè)法具有簡(jiǎn)單安全的優(yōu)點(diǎn)，但存在靈敏度較低的缺點(diǎn)。

3結(jié)束語(yǔ)

局部放電對(duì)電力電纜及其附件的安全運(yùn)行具有重要影響，局放檢測(cè)作為局放重要的檢測(cè)方法，目前已經(jīng)得到了廣泛的重視和應(yīng)用。如何應(yīng)用不同原理的檢測(cè)手段，對(duì)局放缺陷進(jìn)行精準(zhǔn)的檢測(cè)和定位，在目前電力電纜的運(yùn)行維護(hù)工作中的重要課題，廣大電力電纜工作人員將通過理論研究和時(shí)間驗(yàn)證結(jié)合的方式，對(duì)局放檢測(cè)進(jìn)行研究，進(jìn)一步提高電力電纜的運(yùn)維水平。

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司大連供電公司1

中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)遼寧有限公司大連分公司2

國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司鞍山市供電公司3）