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摘要：交联聚乙烯电缆在运行过程中，因绝缘老化会发生局部放电。局部放电检测是评价交联聚乙烯电缆绝缘状况的重要手段，可有效预防电缆绝缘击穿事故的发生。本文分析了电缆产生局部放电的机理，简述了常用的局部放电检测方法，针对电力电缆的局部放电检测容易受到干扰的问题，提出几种抑制措施，供电缆运行人员参考。
关键词：交联聚乙烯；局部放电；抑制干扰；电缆试验
引言
随着电力工业的发展，全球能源互联网应运而生，根据全球能源互联网的特点，城市电网供电可靠性的要求越来越高[1]。电力电缆具有运行维护简单、供电可靠性高等特点，在城市电网建设中起着举足轻重的作用。尤其是交联聚乙烯（LXPE）电缆，在城市输电线路中所占比例越来越大。中高压交联电缆在供电网路中占有很大的主导成份，各主要供电场合的用电均通过中高交联电缆来实现，因此，交联电缆质量的好坏，起着关系国计民生的作用。
电力电缆在生产、运输、安装、运行过程中，可能因为生产工艺不佳，外力破坏，安装工艺不规范和绝缘老化等原因，绝缘存在缺陷而产生的微小放电，在电缆投入运行的初期，可能不会造成电力中断事故，但随着时间的推移，逐渐发热、老化，最终导致电缆的击穿，造成电网事故[2]。
局部放电检测已被广泛应用于检验电缆绝缘的微小缺陷，及时发现XLPE电缆绝缘隐患。本文对局部放电产生的机理进行了分析，简述了局部放大检测的几种常用方法，针对电力电缆的局部放电检测容易受到干扰的问题，提出几种抑制措施，供电缆运行人员参考。
1 局部放电的产生机理
在电场作用下，绝缘体中部分区域发生放电短路的现象称为局部放电。在电场集中绝缘薄弱的区域，当电场强度达到介质击穿场强时，该区域就发生放电[3]。气体或者气泡的击穿场强通常比固体或液体介质强度低，当场强达到击穿极限时，气泡首先被击穿，即发生了局部放电。XLEP电缆会因生产过程中的气泡在运行过程中产生气隙，或者在安装过程中工艺不符合规范，这些缺陷都可能发生局部放电的现象。
1.1介质发生局部放电的等效电路
电缆绝缘中存在气隙，如图1所示，在交流电场作用下，电缆绝缘介质损耗不大时，气隙和绝缘介质的放电过程可以用图2来等效分析。
通常情况下,即气隙中的场强要比介质中的高，而另一方面气体的击穿场强一般都比气体的击穿场强低，因此，在外加电压足够高时，气隙首先被击穿，而周围的介质仍然保持其绝缘特性，电极之间并没有形成贯穿性的通道。
1.2局部放电过程
在气隙发生放电时，气隙中的气体产生游离，使中性分子分离为带电的质点，在外加电场作用下，正离子沿电场方向移动，电子(或负离子)沿相反方向移动，于是这些空间电荷建立了与外施电场方向相反的电场，在整个放电过程中，外部电压、气隙电压和空间电荷的变化如图3所示。
由图3可见，放电集中在外施电压上升或下降的区域。而当外加电压增加时，放电次数增加；而当外施电压超过一定值后，内部放电在外施电压的零值附近发生。
2.局部放电测试常用方法
目前用于测量电路局部放电的方法大致可分为电气法和非电气法[4-5]，如表1所示。
无线电干扰法
脉冲电流法是较常用的一种方法，通过高频传感器（HFCT）采集局部放电过程中产生的脉冲电流信号来检测局部放电信号。电缆发生局部放电时，放电脉冲电流经过放电回路流过电缆的金属护套，从护套接地线流入大地，在测量过程中，通常把HFCT安装在电缆中间接头或终端接头的护层接地线上，如图4所示。
3抑制干扰的措施
由于电缆局部放电信号极其微弱，且测量现场存在大量的噪音，局部放电检测往往会受到很大的干扰。因此，在试验和检测过程中，应有效采取措施抑制干扰对测量的影响。抑制措施很多，根据干扰来源、途径以及局部放电测量系统特点，可以从电源、空间、接地和测量系统内部等四个方面抑制干扰影响，并为局部放电测量提供良好的背景条件。
3.1 电源方面
提高放电测量的准确性必须提高电源质量。
（1）尽可能使用独立的供电系统，独立使用电源变压器和配电设施。
（2）配电设施到试验区应采用专用电缆连接，采用两芯分相铜带屏蔽，另加电焊机线作为接地。抑制电源输送过程再次受到电磁辐射干扰。
（3）控制、测量回路和照明的供电，应与高压用电的供电分开，使用独立线路，其进入试验仪器前也应进行上述处理。
3.2 空间方面
空间是电磁辐射传播途径之一，屏蔽是抑制电磁辐射干扰最好方法，同时，电缆局部放电测量系统应远离电磁辐射干扰源。电缆局部放电测量系统安装选址应尽量避开干扰源，远离如高压输电线路等强电磁干扰，在电缆企业内，更应避开挤塑机、拉丝机等大功率设备。
3.3 接地系统
接地系统作为测量系统与外部连接的又一通道，也是各种干扰在屏蔽或设备金属外壳产生静电向大地排放的通道。
（1）采用独立的接地系统，不与企业内电网接地或其它接地网共用接地。防止其它接地网的干扰通过接地系统引入屏蔽室和测量系统。
（2）测量系统采用单点接地。多点接地形成的循环回路受电磁干扰会产生感应电流，感应电流进入屏蔽或测量会形成新的电磁干扰，单点接地可以最大限度抑制大地这一不良导体干扰的影响。
4 结束语
用脉冲电流法采集到的电缆局部放电信号微弱且包含大量的干扰信号，要准检测局部放电信号，需要抑制各种干扰。在分析局部放电的产生机理的基础上，简述了交联聚乙烯电缆局部放电检测的方法，从电源、空间和接地系统三个方面提抑制干扰的措施，对提高电缆局部放电抗干扰能力有一定的参考和指导作用。
参考文献
[1]刘振亚. 全球能源互联网. 北京，中国电力出版社. 2015.2.
[2]罗俊华.XLPE电力电缆局部放电的在线检测.西安：西安交通大学.1999.4.
[3]葛景滂.局部放电测量.北京：机械工业出版社.1984.
[4]韦斌,王伟,李成榕,李信,李华春;VHF钳型传感器在线检测110kV XLPE电缆局放[J];高电压技术;2004年07期.
[5]孙波.电力电缆局部放电检测技术的探讨.上海:上海电缆输配电公司.2000.
论文作者:李音杰,周德峰,何邦乐
论文发表刊物:《电力设备》2016年第10期
论文发表时间:2016/7/25
标签：局部论文; 电缆论文; 干扰论文; 测量论文; 电场论文; 交联论文; 抑制论文; 《电力设备》2016年第10期论文;