摘要：在电力系统中，系统的稳定性和安全性是非常关键的，但是，电力系统通常电压比较高，内部结构较为复杂，很多的故障都与电缆局部放电有关，因此，做好电缆局放测试工作有着重大的意义，本文将结合我局电缆局部放电测试现状对电缆局部放电测试的意义、原理、方法以及测试工具的研制应用进行深入分析。
关键词：电缆；局部放电；专用测试工具；研制；应用
前言
电缆局部放电虽然在电力系统中难以避免，但是，局部放电在某些情况下会对电力系统带来重大的损坏，所以，对于电力管理部门而言，在日常工作中做好对电缆局部放电测试，及时了解和把握电力系统的状况对于提升电力系统运行稳定性有着极大的积极意义。
1. 电缆局部放电测试的意义
电缆作为电力系统中重要的组成部分，一旦电缆发生故障，将会影响整个电力系统运行的安全性与稳定性，我局近年来10kV及以上的电力电缆事故中50％是属正常运行下发生绝缘劣化击穿造成突发事故，原因也是局部放电所致。局部放电检测作为一种非破坏性试验，越来越得到人们的重视。虽然局部放电一般不会引起绝缘的穿透性击穿，但可以导致电介质（特别是有机电介质）的局部损坏。若局部放电长期存在，在一定条件下会导致绝缘劣化甚至击穿。对电力设备进行局部放电试验，不但能够了解设备的绝缘状况，还能及时发现许多有关制造与安装方面的问题，确定绝缘故障的原因及其严重程度。因此，高压绝缘设备都把局部放电的测量列为检查产品质量的重要指标，产品不但在出厂时要做局部放电试验，而且在投入运行之后还要经常进行测量。对电力设备进行局部放电测试是一项重要预防性试验。
2. 电缆局部放电测试原理
电缆局部放电测试的方法较多，下文中将主要对我局常用的测试方法原理进行简单介绍，震荡波电缆局放测试通常在检测电力系统中的电缆接头、终端以及主绝缘方面应用的比较多，利用阻尼震荡电压来对局放强度进行测试，同时再与局放定位系统相结合达到局放检测的目的，以下图1即为局部放电测试原理图。
感的局部耦合单元的处理，将信号传输给显示器以及数据处理单元，以完成对电缆局放强度的检测，该方法理论在当前的电力系统中电缆局放检测应用比较多，而且实际检测效果也比较有效。
3. 电缆局放专用测试方式及其不足之处
3.1 电缆局放专用测试方式
第一种，在110kV变电站内10kV间隔中，电缆线鼻子压接至铜排的电缆，如图2所示：
图4 配网箱中电缆终端接头测试
3.2 传统电缆局放专用测试方式的不足之处分析
通常对传统的电缆局放专用测试方式的操作以及测试结果分析，我们总结得到以下几点不足之处：
第一，使用现有工具进行电缆局放测量，在搭接试验接线阶段，需要拆除电缆与肘型头的连接，耗时费力；
第二，采用虎口夹钳进行校准，在校准过程中，经常会因为夹钳脱落，造成整个校准环节失败。
第三，在加压过程中，由于虎口夹钳没有采取屏蔽措施，经常使得夹钳与被测量设备端部产生非常大的局部放电，不但对正确判断试验结果造成巨大影响，还会在反复测量过程当中增加测试时间，甚至于会对被测量设备造成损伤，不符合安全、优质、高效的原则。
第四，在电缆加压测试环节，使用户口夹钳进行测量，会在电缆端部造成尖端放电，形成干扰信号，需要反复复测进行排除，比较耗时。
4. 电缆局放专用测试工具的研制
我局传统的电缆局部放电试验接线方式主要是用虎口夹钳与电缆的端头链接。电缆端部的主要形式是肘型头、线鼻子、铜排母线，传统接法是将测试线的虎口夹钳夹在电缆端部，测试线的另一侧连接测试设备。为此我们对虎口夹钳局放能量分布和电场分布模型进行了仿真，如下图5和图6所示。
在对电缆局放测试过程中，从电场分布图中我们可以看出，使用虎口夹钳会造成尖端放电，电场都集中分布在导体表面，并且在尖端处明显要比其他位置集中。从能量布图中我们可以看出，能量只集中分布在导体尖端附近，在尖端处的能量非常大。所以在导体表面，越尖锐的位置，导体尖端的电荷密度越大，附近的场强很强，能量也集中分布在尖端附近，这就是尖端放电。
由于使用了虎口夹钳进行测量而产生了尖端放电，最终造成电缆局放检测干扰量大，无法正确判断电缆状态，反复测量耗时费力，效率降低；如果夹钳脱落，极易造成部件损坏；对电缆附件（肘型头）放电，使得被测设备安全风险高，这是造成测量局放的耗时的原因之二。
由以上分析可见，造成电缆局放测试的干扰量大、耗费时间多的主要原因是使用虎口夹钳进行局放测量，由于电缆连接形式多样性，其并不适用于电缆的各种连接方式；其二，会在被测电缆端产生尖端放电。为了提高工作效率，减少工作时间，我们专门查阅了市面上的相关工器具产品，发现无此类工具。因此，我小组决定制作一个专用工具，用于适应各种不同连接形式的电缆测试，并且降低电缆端部产生尖端放电的情况，从而提高工作效率以及工作质量。将专用工具上从电缆头的“鼻子”中穿过，并固定在电缆头上，测试线夹沿径向夹在专用工具上。如下图图7即为电缆局放专用测试工具设计简图。
5. 电缆局放专用测试工具的应用
5.1 电缆局放专用测试工具试验过程及分析
在电缆局放专用测试工具试验的时候，应该按照以下完成以下环节：
第一，将专用工具接到电缆头上，然后将测试线的线夹沿径向夹到电缆头专用工具上进行模拟实验；
第二，安排操作人员2名，监护人1名；
第三，对于试验的数据进行统计分析，如表1所示。
第四，试验分析。该工具能够使电缆头与夹线钳之间的电场均衡分布，并使夹线钳能够紧固，避免了反复加紧耗费的时间，由上表可知，共用时51min<62min（平均用时） 51min＜136min（目标值），因此，该工具实际时间小于目标值，满足实际目标。另外，该设计工具可以均匀测试线夹线钳口的电场，减小局部放电，减小拆装过程中的接线耗时。
5.2 电缆局放检测实际应用操作步骤
在对电力系统中的电缆局部放电进行实际检测的时候，应该遵循以下操作步骤：
首先，搭接试验引线。（1）拆除铜排；（2）电缆线鼻子；（3）拆除肘型头，如图8所示。
最后，加压检测，如图10所示。图中为我局在对某路段的电力系统电缆进行加压检测操作。
6. 结束语
综上所述，传统的电缆局部放电测试工具和测试方法存在着一些不足，不仅仅在测试操作难度上比较大，而且测试过程中需要耗费较长的时间，甚至会对被测设备造成损坏，因此，加快新型电缆局放专用测试工具的研制非常关键，以上文中对电缆局放专用测试工具的研制进行了详细说明，希望能够对提升电力系统运行稳定性和安全性带来一定促进作用。
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本文章由“一种关于电缆振荡波局放检测专用工具的创新设计”职创项目资助。
论文作者:鲁源,董伟,韦瑞峰,荀羽,代正元,白双全,陈井锐
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/13
标签：电缆论文; 局部论文; 测试论文; 夹钳论文; 电力系统论文; 尖端放电论文; 虎口论文; 《电力设备》2017年第6期论文;