摘要：对35KV及以下电缆来说，局部放电试验是必不可少的，它是评价电缆质量的最终主要判据。在电场的作用下，电缆绝缘部分区域中发生放电短路现象称为局部放电。对于被气体包围的导体附近发生的局部放电，称之为电晕。局部放电可能发生在导体边上，同时也可能发生在绝缘体表面或内部，在表面的称之为表面局部放电，在内部的称为内部局部放电。
关键词：局部放电；放电强度；影响因素
1、造成局部放电的原因
造成经常局部放电的是绝缘体内部可能表面存在气泡，因为气体的介电常数总是小于液体或者固体材料的介电常数，在交变电场下，电场强度的分布与介电常数反比，如果液体或固体介质含有气泡，则气泡的电场强度要比周围介质的高，而气体击穿场强，在大气压附近，总比液体或固体介质低很多，因此气泡就首先发生放电，而周围介质仍然保持绝缘性能，这就形成局部放电。塑料电缆在制造过程很难完全避免残余气泡，油纸电缆组合绝缘比较好些，不过也难以完全消除微量气泡，即便有些产品在制造过程中基本已除去了气泡，但在运行过程，因为热胀冷缩，不同材料特别是导体跟介质的膨胀系数也不同，会逐渐出现裂缝，或在运行中由于有机高分子老化，分解出挥发物，或在高场强的作用下，电荷不断的由导体注入到介质里，注入点上就会使介质气化。这些因素都可能使绝缘体出现气泡从而导致局部放电。
除气泡外，绝缘体中若存在导电杂质，则杂质边缘电场集中，也会出现局部放电。针尖状的导体或者导体表面有毛刺，则此针尖附近电场集中，也会产生局部放电。在电工产品中，若有某一金属部件没有电的连接成为一个悬浮电位体或是导体间连接点接触不好，都会在该处出现较高电位差，从而产生局部放电。
上述情况往往是发生在电工设备内部。在电工设备的高压端头上，如电缆的端头，由于电场集中，而且沿面放电的场强又比较低，往往就沿着介质与空气的交界面上产生表面局部放电。若高压导体的周围都是气体，如高压架空线和高压设备的高压出线端头，由于导体附近的电场强度达到了周围大气的击穿场强，于是就在导体附近产生电晕。
2、局部放电测试方法
目的：通过试验来证明试品是否在某一规定电压下不发生局部放电。
方法：逐步升高试品的电压至保证不发生局部放电的值，并维持该电压至规定时间，然后减小电压至零，如果试品的放电不超过规定的强度（如对交联乙烯电缆，此规定为5pC），则认为通过了此项试验。
3、放电起始电压及熄灭电压的测定
逐步升高试品上的电压，直至出现了超过规定的最小值的放电信号，记录此时的电压值。
随后逐渐降低试品上的电压（约降低10%）到放电熄灭或小于规定的值。记录 此时的电压值。
重复上面的过程至少三次，如果得到的结果较一致，取平均值为起始电压和熄灭电压值。
如果三次的结果不一致，则应更多的重复上述的观察过程，以便得到一个较合理的平均值，或确定每次重复结果的倾向性。但应注意试品上的试验电压保持在起始电压值之上的时间对随后的熄灭及起始电压值的影响。
4、局部放电强度的测量
局部放电强度是各种放电量总称，它可以指其中的一个或者几个量，可以是单个放电脉冲的放电量，也可以指一段时间内的放电的积分量。
局部放电强度测量是在规定电压下进行，逐渐升高试品上的电压至规定值，并维持此电压值至规定时间，在此时间的末尾测量放电强度，之后降压至零。有时放电强度在电压升高，降低整个过程中进行测量。局部放电试验操作常遇到的问题：
试验人员操作试验过程常常会遇到一些突发的问题，只要按正确方法，步骤去分析查找，才可排除各种影响因素，使试验顺利进行，获得正确的数据，以下对试验常遇到的几个问题进行分析，并提出了解决的方法和措施。
4.1多根电缆局部的放电量超标
连续进行多根交联电缆局部试验，发现局放量严重超标，由于不合格品通常是少量的，因此这可能在测试系统或者其他原因而造成的，对这类问题可按如下步骤去查找解决。
（1）将局放试验电压从高压降为零，若局部放量仍很大，则可确定外办电磁场干扰过大，此时可采用“开窗法”：来消除外界的干扰，若仍不能使试验正常，说明外界干扰无法消除，只能待外界干扰消失后再进行试验。
（2）将局放试验电压从高压降为零，若局放量消失，说明无外界干扰，则首先要检查试验终端或系统地线的引线是否正常。目前，大多数电缆制造厂都采用悬挂式的油杯型的试验终端来进行局放来进行局放试验，这种试验终端使用易出现下列几个问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在进行局放试验时，高压引接线接头处往往因受力而使其断裂或断股，进而造成接触不良而放电、油杯表面有脏物，引起表面放电、油杯与电缆导体接触不良而产生放电、因电缆的绝缘线芯色纱表面有微小毛刺，当其靠近高压端时会出现感应放电、电缆为容性负载，对试样为三芯电缆而言，当另外两根待试验的绝缘线芯，其导体与高压引线距离太近时，易出现感应放电、按试验要求，油杯中的绝缘油应浸没电缆绝缘屏蔽的切口处，以消除表面电流的产生及电场的集中，否则，即使很低的电压的也会导致其放电，从而产生严重的测量误差、因使用时间过长，测试系统的地线引线表面会出现氧化现象，这也会导致因接触不良而放电。
测试人员只要按上述问题逐点进行检查，并采取相应措施，这样就可以迅速，顺利和正确地完成试验终端的检查工作。
（3）若试验终端经检查确认后认为无问题，此时可换一根局放试验合格的电缆进行验证试验，验证该电缆的局放量是否合格，如合格则说明上述电缆试样确实是局部放电量超标，属不合格品。
（4）若验证试验结果仍为局放超标，这说明测试系统有问题，这时可将油杯的绝缘油重新更换，如换油后验证试验为合格的，则可确定油杯内绝缘油已被污染。通常，绝缘油是反复多次使用的，电缆端部的导体粉末有时会滴入油中，污染绝缘油，也有可能出期使用后吸潮而使其绝缘性能下降。
（5）若经上述处理后，验证试验的局放量仍超标，则可断定试验整个系统有问题，需检查设备，排除故障后才能进行试验。
5、试验影响因素分析及对策
当多根电缆局部量均超标时，连续进行多根交联电缆的局放试验，均发现局放量严重超标，由于不合格品通常是少量的，因此，这可能是测试系统或其他原因造成的，对这类问题按如下步骤去查找及解决。
1.将局放试验电压从高压降至为零，若局放量仍很大，则确定外界电磁场干扰过大，此时可采用开窗法来消除外界的干扰，若仍不能使试验正常，说明外界干扰无法消除，只能等外界干扰消除后，再进行试验。
2.将局放试验电压从高压降至为零，若局放量消失，说明无外界干扰。
3.若试验终端经检查后认为无问题，此时应换一根 局放试验合格 电缆进行验证试验，验证该电缆的局放量是否合格，如合格说明上述电缆式样确定是局放量超标，属不合格品。
4.若验证试验结果仍为局放超标，这说明测试系统有问题，这时可将油杯中的绝缘油重新更换，如换油后验证试验为合格品，则确定油杯内的绝缘油已被污染。
5.经上述处理后，验证实验的局放量仍超标，则可断定试验设备整个系统有问题，需检查设备，排除故障后才能进行试验。
6、试验影响因素分析及对策
根据运行中击穿的高压电器设备的解剖分析和电老化的试验研究，可以肯定局部放电是造成高压设备中绝缘损坏的主要因素之一。
7、局部放电对绝缘的破坏机理
1.带电质点的轰击
由电极注入的电子和放电过程电离的电子、正负离子，在电场作用下具有的能量可达10eV以上，而一般高聚物的键能，只是几个电子伏，如C-H键能为3.5eV，C=C键能为6.2eV。因此，当这些带电质点撞击到气隙壁上时，就可能打断绝缘体的化学键，而产生裂解，破坏绝缘体的分子结构。
2.热效应
在放电点上，介质发热可达很高的温度，解剖经长期放电而尚未击穿的是试品，以看到绝缘材料在放电点上被烧焦或熔化。温度升高会产生热裂解，或促进氧化裂解，同时温度提高会增大介质的电导和损耗，由此产生恶性循环，加速电热老化过程，导致绝缘体破坏。
3.活性生成物
在局部放电过程中会生成很多活性生成物，如臭氧，若有水分存在还会产生硝酸、草酸等，这些生成物进一步与绝缘材料起反应，腐蚀绝缘体，使介电性能劣化。
4.辐射效应
局部放电会产生可见光、紫外线以及X射线和 射线。紫外线能量较小，只会促使某些基团分解，而 射线和X射线的能量大，可能会促使主链断裂，使高分子分解为单体。对于某些材料，上述射线会促使分子间的交联，而使材料发脆。
5.机械力的效应
断续爆破性的放电和放电产生的高压力气体，都会使绝缘体开裂，从而形成新的放电点。在放电时产生的声波，也会引起机械破坏作用。如橡胶通过滚筒滚压韧炼，利用机械力将分子链拉断而降低分子量一样，机械振动波也会使高分子裂解为低分子。
以上几种破坏机理往往是同时存在的，对于不同材料和在不同工作条件下，可能以其中的某一种为主。显然工作强度高、气隙大、带电质点的轰击作用大；工作温度高、材料的介质损耗大、材料的耐热性差，则热效应作用大；对于湿度大或有污染的情况下，放电产生的活性生成物的破坏就更为明显。主要是前三种效应，辐射和机械应力的效应是比较小的。
参考文献：
[1]王春江主编.电线电缆手册（1）[M].北京：机械工业出版社.2001
[2]周启龙主编.高电压技术[M].北京：中国水利水电出版社.2004
[3]关根志主编.高电压工程基础[M].北京：中国电力出版社.2003
[4]局部放电培训中心.局放培训资料.上海电缆研究所.2004
论文作者:杨赞
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/17
标签：局部论文; 电压论文; 电缆论文; 导体论文; 绝缘体论文; 高压论文; 电场论文; 《基层建设》2018年第31期论文;