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摘要：当前，随着我国经济发展速度的不断加快，电力行业得到了充分的发展。而伴随着城市电网的规模逐渐扩大，使得城市电网的供电安全问题，受到社会各界的普遍关注。高压电缆及其附件，是电力输送的载体，而由于环境、天气等诸多因素，导致高压电缆受损，这将会使其出现局部放电现象，对此，应对其进行必要的高压电缆附件局部放电超高频检测，并做出相应的处理。以此来确保高压电缆及其附件得以安全、稳定的运行。本文简要阐述了高压电缆附件局部放电超高频检测的意义，提出了高压电缆附件局部放电的成因及超高频检测方法，并对高压电缆附件局部放电超高频检测做出系统设计，同时进行了仿真结果的研究，旨在为城市电网的供电安全与稳定，做出自己应有的贡献。
关键词：高压电缆；局部放电；超高频检测
前言：新形势下，我国电力行业为适应经济发展以及人们生产、生活的需要，对于城市电网建设的力度不断加大，使得城市电网所覆盖的面积成几何倍扩张。这在满足工业生产与人们生活用电的同时，也使进行供电传输的高压电缆及其附件显著增多。而对于电缆及其附件的制造和材质应用上，却未能有最为先进的科学技术与之相对应，这使得高压电缆附件在应用过程中，不仅其内部会出现电场应力集中和留存有极大复合界面等现象，更会因电缆在运行过程中受到外界因素影响，而导致其绝缘表层受到腐蚀渗透等现象。为确保高压电缆及其附件能够安全运行，则需要对高压电缆附件产生的局部放电情况进行超高频检测，以此来迅速找寻出存在故障的位置，更便于后续的维修与处理。因此，对于“高压电缆附件局部放电超高频检测与分析”的研究，就具有极大的现实意义。
1、高压电缆局部放电检测的意义
现阶段，高压电缆在城市电网中的运行，会受到各种因素的影响（如环境、气候等），进而导致电缆中的绝缘部分产生出相应的腐蚀及渗透现象。并且，由于电缆制作过程中的人为或设备因素等，也会使电缆中的电阻与电容产生变化，从而会在传导电流过程中出现局部放电现象。而电缆出现局部放电位置较难查找，而若未进行放电位置的准确查明，则会造成供电线路的损毁，进而产生严重的经济损失。而超高频检测方法是检测局部放电问题的主要防腐与手段之一，通过此种方法，不仅能对电缆故障做出有效控制，更能通过故障及隐患的排查，而确保供电线路的运行稳定。因此，此种针对高压电缆附件局部放电想象的检测方法，便具有重要的意义。
2、高压电缆附件局部放电的成因及检测措施
2.1高压电缆附件出现局部放电的作用原理
现阶段，我国城市电网系统中所应用到的电缆大多为交联电缆，而此种材质的高压电缆由于制作中存在的问题，会导致其交联电缆内部存在空气进入，或掺杂入杂质，则此位置的电缆所能承受的局部击穿场强便较之平均击穿场强略低，这便会使高压电缆存在安全隐患。若将此高压电缆投入到城市电网中，则会使电缆在供电过程中出现放电现象[1]。并且，此种局部放电现象，会造成导体间绝缘局部短接，从而堵塞供电系统中的导电通道，更会使高压电缆及其附件的绝缘强度受到较为严重的影响。
2.2高压电缆附件出现局部放电的成因
当高压电缆处于供电输送过程中，由于绝缘体内某位置或区域所生成的单位场强，在超出绝缘体限定的击穿场强时，则会导致高压电缆在该区域的绝缘特性降低，从而生成此区域内的局部放电现象。并且，城市电网在进行电力供应的过程中，较易形成电涌，这将会使单位时间内的电流强度过高，而高压电缆的导体直径固定，若在此横截面内通过的电流强度超高且相对集中，则会导致高压电缆附件出现局部放电现象。同时，若浮动电位中的金属导体在受到外界因素影响的情况下，也会出现感应放电，而此种情况也将导致高压电缆附件出现局部放电现象。
2.3高压电缆附件出现局部放电后的检测方法
现阶段，针对我国对于高压电缆附件中出现局部放电现象，所应用到的检测方法也具有多样化特点。且针对不同情况与环境，采用的检测方法也具有较深的差异性。总体而言，我国现阶段应用于高压电缆附件局部放电现象中的检测方法分为以下几种：化学检测法、高频电流或脉冲电流检测法、超声波检测法、射频检测法、光测法等。
3、高压电缆附件局部放电超高频检测的系统设计
3.1构建中部接头模型
通常情况下，若需构建出电缆的物理模型，则仅需对电缆中的重要组成部分——缆芯进行有效的构建即可达成模型构建效果。通过对电缆缆芯的构建，能够对电磁信号所生成的传导性质做出细致的分析与判断。并且，通过对电缆缆芯的构建，能够依照中间接头的模型构建达成其与电缆的连接过程。同时，为确保对内部电场进行分步式保护，还需使导电线芯与连接管相连，且选择对等效电气参数的过程中，不仅要满足仿真条件，更要充分考虑到半导电层对中部接头之内所产生的局部放电脉冲的影响[2]。
3.2设定出激励源及边界条件
将此过程设定为频谱图形（如图1），如将脉冲峰值设定为10mA，并将脉冲宽度设定为1ns，而半峰值频率为1GHz。则所设定出的激励源时域波形及频谱图形便可做以下显示：
但由于计算机容量的局限性，这便要设定好边界条件，并确保含有特殊介质的匹配层能够达成波阻抗的充分匹配，使得入射波能够较为便利的传至匹配层区域。
4、仿真结果研究
4.1局部放电超高频信号受检测位置的影响程度
在中部接头处及电缆横截面位置处设置检测点，而将角速度φ设定为90°，并将金属护套内侧的圆，设定为使其间隔分布排列的圆周，并采用各个电场分量的对比，找寻出径向方向相对较大的电场强度检测位置或检测点。而对于纵向分量不构成检测影响的电场强度，则可做相应的忽略处理。并且，最为重要的影响因素，即是电磁波较易产生折射问题的影响，由于电磁波通过主绝缘投射到半导电层后，会生成折射现象，且依据半导电层的厚度问题，其所产生的折射也相对较小，从而可在检测过程中同样进行忽略。
4.2局部放电超高频信号受接收距离的影响程度
在对局部放电超高频信号做接收距离影响检测时，将φ设定为90°，且使其处于高压电缆及其附件之内，并确保其能够和电缆轴间处于水平位置，在此过程中进行电路连接，则高压电缆附件内因局部放电而生成的电能，将在超高频段上集中，但电缆内的电能则受到超高频作用，由高频转向低频。并且，由于电缆的电能减弱而使得附件趋于平缓，而由本体释放出的超高频信号也转变为低频信号，这使得由低频分量所形成的衰减程度较之高频分量而言，则呈减弱趋势[3]。
参考文献：
[1]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.
[2]汪沨，石倩，刘烨，姚亚利，张广东.检测高压电缆附件局部放电用超高频蝶形天线的研究[J].湖南大学学报(自然科学版)，2013，01:60-64.
论文作者:戴文忠
论文发表刊物:《电力设备》2017年第1期
论文发表时间:2017/3/9
标签：高压论文; 电缆论文; 局部论文; 电缆附件论文; 现象论文; 电网论文; 过程中论文; 《电力设备》2017年第1期论文;