高压电缆附件局部放电超高频检测与分析

刘杰

摘 要：进入二十一世纪以来，我国的经济发展呈现出爆炸式增长态势，与之相对性的是各项资源能源的短缺和更大的负荷，这些都对现如今的经济发展造成一定的影响，成为一项亟待解决的问题。在电力能源的供应方面，电力行业不断推陈出新，开拓创新，进行产业升级和技术提升，希望能够对电力输出减轻工作压力、减少安全隐患。本文基于高压电缆附件的视角，对高压电缆附件局部放电超高频监测与分析进行了深入的探究，旨在为电力电缆的日常工作减轻压力，检测出更多的安全隐患，为高压电缆的安全运行提供保障。

关键词：高压电缆附件；局部放电；超高频检测

前言

随着我国城市化进程向纵深方向发展，我国城市的人口越来越多，供电压力越来越大。针对这一现状，电力行业在不断地进行技术提升，以带来越来越大的供电输出，应对越来越复杂的电力安全问题。随着专家学者的不断深入研究，人们逐渐发现高压电缆附件局部放电超高频检测对应对电力电缆的安全问题有至关重要的作用。本文首先对高压电缆局部放电检测的意义进行了简单介绍，随后便对高压电缆附件放电产生的原因以及监测方法进行了深入分析，然后对高压电缆附件局部放电超高频检测的系统进行设计，最后对其仿真结果进行了仔细研究。通过一系列的检测与分析，本文希望能够引起更多的业内人士对高压电缆附件局部放电超高频检测的持续关注，推动这一检测技术得到更好地推广与发展。

1 高压电缆局部放电检测的意义

高压电缆局部放电检测的意义最主要的便是发现电缆故障隐患，为高压电缆的安全运行提供可靠保障。现如今，许多电缆在长时间的工作运行后收到严重损伤，容易引发安全隐患和电力运输不顺畅等诸多问题，因此对这些问题电缆进行放电检测已经刻不容缓。但是实际工作中，要对数量庞大的电缆故障点进行逐一的检测分析不太现实，会浪费大量的人力物力，所以我们要对高压电缆局部放电进行检测，不仅可以应对已经出现的电缆故障，还可以科学的预防电缆故障隐患的出现，从源头上保证高压电缆的安全平稳运行。

2 高压电缆附件局部放电产生的原因以及檢测方法

2.1 产生原因

绝缘体中的部分电场强度高于击穿场强、导体直径过小导致的电场集中、浮动电位金属体出现感应放电，以上三种情况都有可能产生高压电缆附件局部放电。

2.2 检测方法

脉冲电流法、化学检测法和光测法等都是常用的检测方法。

3 高压电缆附件局部放电超高频检测的系统设计

3.1 中间接头物理模型的构建

一般情况下，对于电缆物理模型的构建主要是针对于电缆缆心的构建，进一步的分析内部电磁信号的传播特性。往往在其构建的过程中通过借助于一种中间接头实现对电缆的连接，同时为了更好地保护内部电场分布的情况，往往将导电线芯和连接管有机的相连接。

3.2 激励源与便捷条件的设置

激励电流源模拟时通常采用脉冲高斯函数，其脉冲峰值为10mA，脉冲的宽度为Ins，1GHz为半峰值频率，激励源时域波形如图1所示、频谱如图2所示。

3.3 网格划分和边界条件

一般情况下，影响局部放电信号传播最主要的因素则是半导电层，在匹配层的波阻抗无任何反射直接传入完全匹配层时，使得介质有所损耗，同时在介质进入匹配层之后，有限的基层匹配层介质对于入射波有着良好的吸收效果。

4 仿真结果分析

4.1 检测位置的影响

通过对不同位置的检测点的比较，我们可以发现各个检测点之间的电场强度在径向方向较大，而纵向分量却很小。经过研究发现出现这种情况主要是因为局部放电电磁波在电缆内部的半导体层发生了几不可见的折射现象。

4.2 接收距离的影响

检测点设置于90附件和本体内，进而与电缆轴方向水平，此时局部放电在附件内的能量主要集中于超高频段，然而，本体中的能量主要在超高频能量的影响下逐渐向低频方向移动，同时本体衰减较附件平缓，由于本体传播的局部放电信号主要是以低频信号为主，而低频分量衰减的幅度远远小于超高频分量，同时能量的衰减相对不大。

4.3 金属护套尺寸的影响

一般来说，不同尺寸的波导在一定程度上对超高频电磁波的传播有着不同的截止频率，而局部放电超高频信号能量的多少直接影响着截止频率。就其实质性而言，电力电缆的电压等级相对较低，从根本上说，金属护套更适应于局部放电超高频信号的检测，但是同样也加大了传感器尺寸设计的难度。

4.4 半导电层尺寸的影响

一般情况下，半导电层主要是局部放电陡脉冲传播的影响因素。本体中的局部放电超高频信号畸变相对严重，同时其波头较为平缓，复制和振荡频率也有所降低，其原因主要是半导电层电导率和介电常数较大，同时又是一种非线性频变的有耗介质，往往不同频率的局部放电的电磁波能够在该界面产生不同的折射和反射，进而导致能量衰减和波形畸变。

5 结束语

综上所述，本文对高压电缆附件局部放电超高频检测进行了深入探究，首先明确了高压电缆附件局部放电检测相关的原理、目的、意义和方法等基本理论依据，然后对高压电缆附件局部放电超高频检测进行了系统模拟设计，分别对中间接头物理模型、激励源与便捷条件、网格划分与边界条件三大方面进行了仔细分析，最后对所设计的系统运行的仿真结果进行了分析，观察检测位置、接收距离、金属护套尺寸和半导电层尺寸对局部放电超高频信号的影响。指出高压电缆附件局部放电超高频检测的重大现实意义，可以对超高频信号内部的绝缘缺陷产生的局部放电信号进行有效检测，为高压电缆的安全工作保驾护航。

参考文献

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