徐宽
上海迈内能源科技有限公司
摘要：在本文的分析中，以局部放电频谱特性为基础，提出监测XLPE电力电缆的技术方式，掌握其局部放电的电量。同时，在这一前提下，还积极研究XLPE电力电缆在线监测的技术方式。基于本文的探究，其目的就是发挥局部放电频谱的价值，准确监测XLPE电力电缆的局部放电信号，优化在线监测的方式，以期为相关人员，提供更多有价值的参考。
关键词：局部放电；XLPE电力电缆；在线监测技术
前言：电力电缆的局部放电量，其与绝缘性能有着不可分割的关系。也就是说，局部放电量一旦发生变化，就意味电缆的运行，存在着一定的安全隐患，需要工作人员加大重视力度。为了能够对上述的问题进行有效的解决，就应该充分利用局部放电频谱，并将其作为基础，对XLPE电力电缆进行在线监测，进而实时掌握其放电的实际情况，以便于保证电力电缆能够更加安全、稳定的运行。
一、基于局部放电频谱分析XLPE电力电缆在线监测技术
（一）局部放电监测的现状
XLPE电力电缆在运行中，其局部放电脉冲的宽度，在1纳秒至10纳秒之间，其所表示的含义为：局部放电脉冲信号有瞬间即逝的特征，尤其以电缆为介质的传输中，高频脉冲信号的衰减程度会逐渐增加。所以，在XLPE电力电缆的终端处，很难采用监测系统对局部放电的信号进行采集，或者已经采集的信号，存在严重的失真现象，导致测量结果存在严重的误差问题，影响后续的相关工作。在本文的分析中，将宽频带局部放电传感器的方式，应用在监测甚高频频段局部放电的工作中。另外，由于XLPE电力电缆的局部放电现象，经常发生在附件的周围，或者就应该在相应的位置，以接地的方式，安装局部放电传感器。通过这样的方式，减小信号在传输过程中的损失，提高XLPE电力电缆局部放电监测的准确性。
（二）在线监测技术的设计与应用
就传感器来说，其经过了特殊的设计，即高频带罗戈夫斯基线圈型的放电传感器，所以将其安装在XLPE电力电缆中，能够准确的采集放电信号，并利用电磁耦合的原理，对XLPE电力电缆局部放电的特征，进行准确地提取与分析。受罗戈夫斯基线圈性能的影响，在监测XLPE电力电缆放电电量的情况下，其不会与式品产生电气关联，所以其具有不会产生饱和、结构简单的优势，可以有效抑制外界的噪音，适合应用在XLPE电力电缆的放电监测中。在本文的分析中，将镍锌铁氧体材料用于传感器线圈的主要材料，其电阻率对高频电流的影响较小，很适合应用在1MHz至300MHz高频电缆中[1]。
在设计XLPE电力电缆的在线监测技术中，以上述的内容为基础，绘制等效电路图。其中，由电感Ls、电阻R构成自积分电路，并在其电阻R中获取电压u0（t），而传感器罗戈夫斯基线圈的互感，可以使用M进行表示，而线圈的自感则使用Ls予以表示；等效电阻为Rs，等效杂散电容使用Cs表示。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在这一基础上，由于局部放电的传感器，其中的线圈属于环形，R1为内环的半径，而R2为外环的半径。另外，传感器罗戈夫斯基线圈的横截面属于矩形，面积用S表示，N表示线圈中的绕线匝数，l表示闭合回路的磁路长度，并用M、Ls表示线圈的互感、自感，w表示工作的角频率。通过上述的分析，就能够得出传感器的幅频特性、传感器的频带、上限频率等公式。
（三）传感器的相关数值计算
通过以上的分析，能够在理论的条件下，对传感器的相关参数，进行准确的计算。例如：在线圈匝数为39时，且绕线的直径为1毫米，其相关的参数为：（1）线圈自感Ls的计算值为0.435mH，而测量值为0.409mH；（2）线圈互感M的计算值为0.11mH，而计算值为0.010mH；（3）等效电阻的计算值为0.032Ω，测量值为0.040欧姆。为了可以对XLPE电力电缆在线监测技术进行优化，可以在其中安装局部放电信号放大器，并运用接地技术，保证放大器的信号电流，能够在其内部形成回路，减少信号在传输过程中产生的损耗。
通过这样方式，就能够提高在线监测结果的准确性，规避信号失真的现象，即信号放大器的实际增益为41dB，因此3dB的带宽就能够达到70dB，进而更好的满足XLPE电力电缆在线监测的相关需求。另外，运用相关的理论知识，对数据识别、数据处理系统进行优化设计，可以将外界的噪声进行剔除，并优化局部放电信号的提取方式，合理判断XLPE电力电缆的实际运行状态。在分形维数变化、局部放电脉冲信号频谱的基础上，就能够通过分维尺度的规律，对信号进行识别、提取，提高在线监测技术的灵敏度，以此来实现减少干扰的最终目标。
二、基于局部放电频谱分析XLPE电力电缆在线监测结果
在本文的相关分析中，以35kV的XLPE电力电缆为例，并运用甚高频局部放电传感器电磁耦合的方式，对线路的放电问题进行在线监测，以便于践行有针对性的分析，为后续的治理工作，奠定有价值的数据基础。局部放电传感器，可以安装在XLPE电力电缆式品的中间位置，并在连接同轴电缆的过程中，均以50Ω为标准。基于这样的方式，就能够避免在电力运行的过程中，高频信号会产生反射而形成驻波的现象[2]。具体来说，局部放电传感器的频带宽在10kHz至28MHz之间，而信号采集器3dB贷款实际上为70MHz，这一数据在上文已经提及。另外，RPS属于数据识别、数据处理系统，其是基于分形维数变化、脉冲信号相似性而进行特殊设计的。对此，基于局部放电频谱，分析XLPE电力电缆在线监测的结果，主要体现在XLPE电力电缆绝缘性能方面，其主要内容如下：
XLPE电力电缆的式品，其自身所存在的绝缘缺陷，会受到外施电场的激励，而生成局部放电信号，但是采用数学的相关方式对其进行处理，就会提高其特征的明显性。如果XLPE电力电缆的绝缘缺陷，处于高电位的位置时，其局部放电脉冲的信号，基本上会产生在180度至270度的相位，或者产生在0度至90度的相位。在这两个相位中，脉冲信号之间的差异，并没有明显的特征，同时其相互之间的正放电次数、负放电次数，也有着较强的相似性。经过对XLPE电力电缆局部放电的实际测量，其式品局部放电信号频谱，与计算之间的比较就是外界的噪声信号相对较弱，主要集中在两个峰值的位置，即24MHz与32MHz处。
实际上，在XLPE电力电缆的运行中，其外界的噪声信号的分布，有着较广的频域，同时其波形、幅值等，都有着复杂的变化形式，很难掌握其具体的规律，基本上都是以随机的形式出现。在XLPE电力电缆的局部放电的信号中，噪声所产生的信号幅值，比局部放电所产生的信号幅值，要大的多。因此，XLPE电力电缆中，信号放大器的运行，就很容易产生饱
（下转第195页）和的现象，所以需要在选择、设计、制作等环节中，加大重视力度，增强信号放大器的性能。对于在线监测家技术来说，其最为关键的内容就是数据处理、信号识别、抑制干扰等，因此最好将在线监测技术，与更加先进的数学方法、硬件技术进行结合，保证其能够适应局部放电监测的需要[3]。对此，相关的工作人员，有必要结合当前XLPE电力电缆在线监测技术的实际现状，加大对数据处理技术、信号识别技术、分形理论的研究力度，以便于能够提高局部放电监测、分析、处理的质量。
三、基于局部放电频谱分析XLPE电力电缆在线监测结论
结合本文的相关分析，能够得出基于局部放电频谱，分析XLPE电力电缆在线监测的相关结论，其内容分为两部分：
（1）采用高频宽带电瓷耦合试验的方式，对XLPE电力电缆的甚高频信号段的范围，进行局部放电信号监测。同时，工作人员应该选择恰当的位置，合理的安装传感器，基于这样的方式减少信号传输过程中的损失。另外，基于这样的在线监测技术方式，还可以将中心频率为20MHz高频局部放电信号的特征量、信号波形等，进行全面的、准确的采集，为数据的分析提供有价值的条件，主要是因为信号在线监测技术的灵敏度，高达1pC，可以满足XLPE电力电缆局部放电的相关需求，保证结果的精准性。
（2）使用宽频带局部放电传感器，可以对XLPE电力电缆运行中的甚高频段电力信号，进行准确的监测，以此来获取局部放电信号。同时，基于这样的在线监测技术，该能够对XLPE电力电缆运行外界的噪声，进行有效的抑制，增强XLPE电力电缆运行的安全性，并提高信号采集的质量，避免影响分析结果的价值。总的来说，基于局部放电频谱，能够最大程度的优化XLPE电力电缆在线监测的方式，并且可以满足后续工作的相关要求，为工作人员提供有价值的参考，合理处理局部放电的问题。
结语：综上所述，XLPE电力电缆在运行的过程中，存在着局部放电的现象，影响其运行的稳定性。为了能够解决这一问题，就应该发挥局部放电频谱的作用，实现对XLPE电力电缆的在线监测。在这一基础上，可以提高监测结果的准确性，为相关的治理工作提供参考，保证XLPE电力电缆能够安全运行。所以，结合文本的分析发现，基于局部放电频谱，对XLPE电力电缆在线监测结果进行分析，其具有较强的可行性。
参考文献：
[1]刘凯. 基于无线通信技术的XLPE电缆局部放电在线监测系统的研究[D].西安理工大学,2017.
[2]赵法强.局部放电在线监测技术在电力电缆运行中的应用[J].中国高新技术企业,2016(35):70-72.
[3]姜芸,周韫捷.分布式局部放电在线监测技术在上海500kV交联聚乙烯电力电缆线路中的应用[J].高电压技术,2015,41(04):1249-1256.
论文作者:徐宽
论文发表刊物:《防护工程》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/29
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