高压电缆附件局部放电检测技术分析

高压电缆附件局部放电检测技术分析

张恒东 胡少华 段海南 李赛 张士巧

北京卓越电力建设有限公司 100027

摘要：电缆是电网输电的主体，电缆线路主要包括电缆本体和电缆附件，电缆附件又包含着中间接头、接地线、终端接头等。电缆附件由于安装难度大，并且自身结构比较复杂，因此很容易发生故障。借助局部放电检测技术能够帮助人们提前发现绝缘潜在的故障，进而做好防范措施，避免故障发生。基于此，本文介绍了局部放电检测技术，并结合实例探究局部放电检测技术的应用措施，仅供大家参考。

关键词：超高频；高压电缆附件；检测技术；局部放电

引言：电缆本体与电缆附件共同构成了电缆线路，电缆线路使电网输电的主体，直接关乎着电网运行的安全性与可靠性。高压电缆附件中，电缆中间接头和电缆终端接头故障率较高，并且常规手段难以检测出微小绝缘缺陷，因此需要借助局部放电检测技术进行检测。局部放电检测技术能够帮助人们提前发现电缆绝缘微小缺陷，进而提前做好处置，更好的规避故障，保障电网输电的安全性与稳定性。

1高压电缆附件局部放电检测技术

局部放电检测技术主要包括电容耦合法、特高频法、电感耦合法以及超声波法等，不同的方法有着不同的检测原理，同时检测方式和特点也不相同。

1.1电容耦合法

这种方法是指借助高压电缆附件自带的金属护层构建容性电极，容性电极与电缆导体形成分压电机，在此基础上，再借助传感器来提取因局部放电而产生的高频脉冲电流信号。这种检测方法可靠性更高，主要是因为应用电容耦合法需要将在电缆附件内部安装传感器，这样一来，传感器便不会受到外部信号干扰，或者受到的干扰较弱，可以保障检测结果的可靠性。但是电容耦合法也存在一定局限性，传感器安装在电缆附件内部，会给电缆附件结构带来不利影响。与此同时，如果传感器电位连接出现接触不良的情况，则容易造成安全事故。因此该方法通常会应用于实验室检测之中，而在实际工程中的应用则不够广泛。

1.2特高频检测法

高压电缆附件发生局部放电，会释放出特高频电磁波信号，因此针对高压电缆附件局部放电检测，则可以借助特高频电磁波信号检测来实现。应用特高频传感器便可以提取相关信号，实现局部放电检测。高压电缆中间接头都设置了金属外壳，金属外壳会对局部放电信号产生一定的屏蔽作用，虽然难以实现对信号的完全屏蔽，因此依然会有少量信号被释放出来，但是会给检测工作带来极大的难度。因此特高频检测法在中间接头放电检测中的应用效果不理想，与中间接头不同，高压电缆的终端接头如果存在缺陷，则会放电信号释放较多，借助特高频传感器便可以准确进行检测，因此，特高频检测法通常会被应用在高压电缆终端接头放电检测中。该方法的优势在于可以实现准确定位，同时还可借助该方法进行移动检测，有助于提升局部放电检测效率。但是特高频检测法也存在一定的不足，主要体现在受外部信号影响较大，导致检测结果的可靠性降低。

1.3电感耦合法

该方法的应用主要借助高频传感器实现局部放电检测。高压电缆局部放电过程中会产生磁场，而借助高频传感器便可以采集到磁场信号，进而实现局部放电检测。相较于其他检测方法，电感偶合法的技术更加成熟，因此在高压电缆附件局部放电检测中得到了十分广泛的应用。该方法具有操作简单以及安装方便等方面的优势，因此应用效果较好，同时电感耦合法还因抗干扰能力强的特点，可以更好地保障检测结果的准确性。

1.4超声波检测法

在高压电缆附件局部放电过程中，还会产生超声波信号，因此可以结合对超声波信号的检测来实现局部放电检测。该方法具有抗干扰能力强的特点，同时该方法的灵敏度较高，因此能够更好地保障检测结果的准确性。在发现高压电缆附件局部放电之后，可以借助超声波检测法对放电源进行准确定位，为高压电缆附件缺陷的排除提供了有力的支持。

2案例分析

某220kV变电站内110kV GIS设备区多个部位出现典型的局部放电异常信号，借助放电检测技术，发现放电源为A相设备。

2.1特高频局部放电检测

在本案例中，附件局部放电检测主要采用了特高频局部放电检测法，借助该方法对GIS设备区进行检测，结合检测图谱进行分析，发现三相电缆终端出都出现了放电信号，尤其在一三象限的信号最为明显，A相的信号幅值最大，放电重复率最高。结合这些信息进行综合分析，可以初步作出判断，即GIS间隔的A相设备为放电源。

2.2高频局部放电检测

在本案例中，针对高压电缆附件局部放电检测，不仅应用了特高频据部放电检测法，为了保障检测结果的准确性与可靠性，同时还借助高频局部放电检测法进行检测。该方法的应用，需要以放电检测传感器为基础，借助高频局部放电检测传感器，提取GIS终端接地线发出的电磁波信号。结合检测图谱分析，发现B相与C相均为负极性，而A相则为正极性。这说明了信号穿过不同相传感器的方向不同，即B相与C相信号穿过传感器的方向相同，但是与A向相反。除此之外，三相电缆终端的局部放电特征信号相差120°，这种差异与工频相位相同，这种情况充分表明了其信号源均属于同一相。同时，因A向与B相、C相信号穿过传感器方向相反，并且A向信号幅值最高，因此可以判断A相为放电源。借助超高频局部放电检测法以及高频局部放电检测法，可以准确判断出A相为放电源，但是尚不能对放电源进行准确定位。

2.3放电源定位

只有准确定位放电源才能及时有效的排除缺陷，解决高压电缆附件局部放电问题。在放电源定位过程中，需要借助示波器。将传感器分别置于GIS隔离开关观察窗和电缆终端环氧套管底部，根据检测的信号的时差，并结合信号的传播速度，可以准确计算出放电源位置，进而实现对放电源的定位。局部放电检测技术的应用，主要目的在于处置缺陷，规避故障，而准确定位放电源则是处置缺陷以及规避故障的前提，因此要做好放电源定位工作。

结束语：电缆附件因自身结构复杂，安装难度大，因此很容易出现缺陷与发生故障，进而产生放电现象。电缆附件放电通常都属于微小绝缘缺陷，因此通过常规手段难以进行准确检测，需要借助局部放电检测技术进行检测。合理应用局部放电检测技术，能够帮助人们提前发现电缆绝缘微小缺陷，并在故障发生之前作出缺陷处理工作，可以有效降低故障发生几率。

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