摘要：对高压电缆接头局部放电进行在线检测，能够及时发现绝缘的受损情况，是保障电力电缆可靠运行的重要手段，具有非常重要的意义。本文对高压电缆接头局部放电检测方法进行分析。
关键字：高压电缆；局部；放电检测
高压电缆由于长时间与空气、水分、土壤等发生接触，电缆绝缘层容易受到腐蚀，出现绝缘老化现象。此时电缆的电容和电阻都已发生改变，在物理和化学效应下，出现局部放电现象。在高压电缆运行维护过程中，对局部放电故障点进行排查和检测是一项重要工作，而且具有较高难度，如果选择方法不当，会消耗大量时间，容易导致故障升级。因此，有必要对其具体检测方法进行研究，提高高压电缆局部放电检测效率和检测结果的准确性。
1高压电缆局部放电的基本原理
局部放电是指当外加电压在电气设备中产生的场强足以使绝缘部分区域发生放电，但在放电区域内未形成固定放电通道的一种放电现象，高压电缆的绝缘劣化主要就是由于这个原因。电缆的绝缘性能决定着其局部放电量，而电缆能否安全、无缺陷地运行一定程度上也正是由其局部放电量的变化决定的。这种电气设备绝缘内部存在缺陷的局部放电现象放电能量虽然并不大，短时间内不会引起整个绝缘的击穿，但是在长期工作电压的作用下，局部放电会使绝缘缺陷变大，进而会使整个绝缘都发生击穿。局部放电主要有表面放电、内部放电和尖端放电等。
电缆系统局部放电的基本原理大体相同：当电缆的绝缘本体、电缆接头存在一定缺陷时，有可能会发生局部放电现象，产生脉冲电流信号。这种信号由于绝缘介质不同特性的原因，所表现的频率大小也各不相同，一般产生高频脉冲信号，其频率在300 kHz以上，会在电缆线路的回路中传播，可以沿高压电缆带电检测有效性评估系统研究着电缆的屏蔽层传播，这样就可以在电缆外层屏蔽的接地线上，通过高频电流互感器来耦合这类高频电流信号。引起电缆局部放电的原因主要包括：微空穴或不同介质交界面接触不良而产生局部放电、径向不对称而产生局部放电、热效应产生脱层、接头处半导体均压层处理不良、处理半导体均压层时对绝缘产生损伤及外皮接地不良等。
2高压电缆局部放电的检测方法
局部放电的检测都是以局放所产生的各种现象为依据，通过能表述该现象的物理量来表征局放的状态。通常在绝缘内部发生局部放电时，会伴随着出现许多现象：电脉冲、电磁波、超声波、光、热等，以及伴随生成的一些新的生成物或气体压力和化学变化等现象。在现场的检测中，大量的电磁干扰会完全把局放信号淹没，只有抑制这些背景干扰，提高信号的信噪比，才能准确地识别出交流局放信号。局部放电在线监测中的干扰主要可分为3大类型：连续性正弦干扰（即窄带干扰）、白噪声干扰和脉冲干扰（即宽带干扰，包括周期性脉冲干扰和随机性脉冲干扰）等，其中以连续性正弦干扰和白噪声干扰的强度最大、分布最广，几乎淹没了局部放电脉冲信号，而脉冲干扰与放电脉冲信号极为相似，对放电脉冲的识别造成很大影响。通常局放检测可分为在线检测和离线检测两类方法。
2.1离线检测
局部放电的检测方法中的离线检测基本方法主要是脉冲电流法。在现场的离线局部放电测试过程中，如果电缆与附件的局部放电水平与出厂测试结果相同，则表明电缆系统处于比较好的状态。如果不同则表示交联聚乙烯绝缘电力电缆存在问题，电缆系统并没有很好的运行。2.2超高频检测法
超高频检测法的主要原理是：当电缆终端内发生局部放电脉冲时，则会泄漏出超高频电磁波信号，通过UHF传感器检测该电磁波，以此为基础，判断局部放电现象的发生。
2.3高频电流法
在现阶段的电力电缆局部放电检测技术中高频电流法是最为常见的检测方法，其检测的主要部位是电缆本体及电缆接地的地线。其主要基本原理是：当电缆内发生局部放电时，将会有部分电流通过外屏蔽层的接地线流入大地。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以，在屏蔽层接地线上链接高频电流传感器，以感应接地线上的局部放电的电流，便可以判断线路局部放电是否发生。
3高压电缆局部放电检测实例
3.1工程概况
某220kV送电线路全长12.97公里，其中高压电缆线路长度10.1公里，电缆型号为FY-YJLW03-Z-127/220kV-2000mm2，采用架空电缆混合线路设计方式。线路中包含84个中间接头和12套终端头，高压电缆和附属设备安装均已完成。现进行220kV电缆耐压试验，从电缆终端塔电缆套管处加压，并对新建电缆进行交流耐压和局部放电检测试验，确定线路绝缘状况是否能够满足交接试验标准试验规程的要求。
3.2试验目的及方法
本次试验是对上述工程新建两回电缆进行的交流耐压试压，检测对象为新敷设电缆及所有中间接头和终端接头，判断其绝缘状况。试验检测以《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB 50150-2016）为主要依据，检测结果要同时满足厂家技术要求和业主要求。试验项目包括220kV电缆芯线对护套及地绝缘电阻试验和交流耐压试验。其中，电缆耐压试验电压为178kV，试验时间为60min。主要试验设备包括300kVA变频电源、300kVA励磁变、高压电抗器、分压电容器等。试验电压频率的计算值为33.43Hz，高压试验电流的计算值为81.27A，电源电流的估算值为600A。试验采用调频式串联谐振电抗器，可调节频率范围为20~300Hz。
3.3关键试验步骤
在进行交流耐压和绝缘电阻试验前，线路及设备已安装完毕，并通过了耐压局部放电试验，气体泄漏和微水测试合格，电缆出现管套与架空导线和避雷器保持有足够的安全距离，外护套和保护层试验合格。由于上述工程观桥站内无加压点，需要在终端塔进行加压，三相试验电源为380V、600A。在试验过程中，首先在试验场地周围设置围栏和监护人员，防止无关人员进入。做好场地部署后，将试验引线连接到电缆终端套管A相，将所有开关和刀闸倒至试验要求位置，检查所有回路接线和测量仪表，确认无误后开始试验。首先合上试验电源，将试验回路调到谐振，逐渐将输出电压提升至178kV，耐压时保持局部放电测试，电压保持60min后快速降至0，然后断开试验电源，将高压端挂接地线。如果在试验中出现闪络或击穿等异常情况，要立即停止试验，检查是否需要对电缆进行处理，如果试验设备受损，要立即进行检修。如果重新进行试验后，又出现闪络或击穿现象，则应重新检查电缆是否满足耐压试验要求，仔细排除问题后再进行试验。测试完A相耐压绝缘电阻后，依次对B相和C相进行耐压试验。
3.4实验检测结果
首先从相序检查结果来看，A相、B相和C相均能够通过主绝缘和交流耐压试验检测，相序正确。在局部放电试验中，终端塔的三相峰值依次为98.4、98.3、98.6dBmv，为发现明显放电现象，经过检查发现接地箱接地不良情况，处理后未发现明显放电现象。观桥站终端的三相峰值依次为20.6、20.7、19.9dBmv，未发现明显放电现象。其余#1井至#13井的局部放电试验也未出现明显的局部放电现象。
4结语
电缆局放检测对电缆绝缘的好坏起到了早期示警的作用，为电网的可靠性运行提供了有力的保障。局放检测是目前公认的最有前景的检测绝缘早期劣化的方法，其灵敏度高，预警时间长，将成为今后绝缘检测的一个重要手段。
参考文献：
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[3]林相华.高压电缆附件局部放电超高频检测与分析[J].中国新技术新产品，2014（10）：66-67.
论文作者:王刚
论文发表刊物:《中国电业》2019年第10期
论文发表时间:2019/9/11
标签：电缆论文; 局部论文; 高压论文; 耐压论文; 脉冲论文; 现象论文; 干扰论文; 《中国电业》2019年第10期论文;