电力电缆局部放电检测技术探究

余新球

摘要：文章基于电力电缆局部放电原理以及检测技术原理，分析在电网系统中开展电缆局部放电带电检测工作的作用，对常用的几种局部放电检测技术的应用情况进行研究，以供参考。

关键词：电力电缆;局部放电;检测技术

一、引言

现阶段人们的生活水平随着我国经济社会的发展有了极大的提高，与此同时，整个社会的用电负荷也在同步增长，使得电力系统规模在不断扩大，对电能供应质量也提出更高要求。在上述发展趋势下，目前的电网规模在不断扩大其覆盖面积也随之增加，但是为了满足其稳定与安全运行的要求，也需要积极应用先进的电力监测技术来保证其安全运行。尤其针对目前常用的交联聚乙烯绝缘材料所制的电力电缆，需要针对其局部放电问题，通过带电监测技术的应用来加强对此类电缆的检测和管理维护，保障其安全与稳定运行。

二、电力电缆局部放电及其检测技术的相关原理

由于目前电力系统中比较常用的电力电缆主要是由交联聚乙烯绝缘材料制成的，但是在应用此种材料进行电缆制作时容易造成其中的气泡问题，甚至含有其他杂质，这就容易造成此电缆在运行中在此部位出现击穿场强和平均击穿场强之间的较大差异。因此，在电缆正常运行中就会导致此部位出现放电问题，而在较大规模的电网系统中，此放电问题还会被放大而导致区域性放电问题。总结电缆局部放电的特点，其主要集中在绝缘体内部，在放电问题发生时会出现强烈的脉冲电流，还会在表面出现局部电晕放电问题。

正是由于目前电网系统中的电缆通常采取交联聚乙烯绝缘材料所制，加之目前的电缆制造方式和工艺水平的限制，因此局部放电问题无法避免。而在此问题出现时如果不及时处理和控制容易影响电网系统的整体运行安全性和稳定性。这就需要维护管理人员基于局部放电故障表现出的现象做好检测工作，也就是检测和识别局部放电现象产生的信息，提前发现此故障隐患表现出的电缆绝缘体内部的缺陷，然后采取针对性的方法进行预防，防止此故障引发更为严重的事故。

三、电力电缆局部放电带电检测的重要性

首先可以及时发现和消除安全隐患。由于在电缆运行中出现局部放电现象时会在此局部位置出现强烈的脉冲电流，这就会由于放电问题而影响电网系统的安全运行，不仅可能降低电缆绝缘性，而且可能会导致漏电或火灾等安全事故。这就需要做好此故障的带电检测工作，就是排查电缆自身制作工艺以及安装工艺中的质量问题，及时采取针对性措施来排除安全隐患。此外针对目前常用的星形接地系统来说，容易在出现谐振问题时导致接地故障，可以通过此种带电检测方式查明故障原因并及时处理来保证电网安全。

其次有助于提升电力产业质量管理水平。针对目前规模不断扩大的电网建设工程，容易在盲目追求高利润时采取质量不达标的电缆，增加出现局部放电现象的概率而影响电网的稳定安全运行，还会导致后期维护管理压力的增加。通过此带电检测工作则可以准确判断电缆质量和安装工艺质量，及时发现其中的不规范现象并处理，提升电网建设质量和管理水平。

最后有助于检修工作的顺利开展。电网系统运行中不可避免要开展维护检修工作，通过此带电检测技术的应用可以及时发现系统运行中的电缆局部放电安全隐患，还可以检查电缆以及电力设备中的其他故障引资，这也是系统日常检修工作中的重点，有助于保证电缆的稳定运行。

四、电力电缆局部放电检测技术的应用

（一）超声法的应用

此种检测方法就是利用超声波的原理，使用超声传感器来检测电缆，通过对超声波传输状态变化情况的分析对其中存在异常的部位进行识别和诊断。在此检测方法中比较常用的传感器就是压电晶体传感器，重点对电缆各接头位置进行检测。由于在电缆出现局部放电问题时会所发出的声音信号的频带比较宽，通过此种检测方法可以识别和捕捉此种信号并转换为电量。然后使用此传感器外端的分离放大器来放大此信号，在此信号经过光电转化模块进行转化之后由其内部光纤向数据信息采集卡中传输，最终通过波形数据的形式在工控机上进行显示。此种检测方法在应用中具有较强的抗干扰能力，以及具有高效率和高精准度等优点。同时由于超声波的速度较小，可以通过此技术精确定位故障位置。但是在此技术的实际应用中，由于此信号强度较小，容易在检测中出现信号采集和转换清晰度较低的问题。同时由于电缆的绝缘层厚度较大，也会对超声波起到吸收的作用，这就会造成高频超声波在传输过程中的衰减，影响最终数据的真实性和准确性。针对此问题，就需要在技术研发过程中优化超声波仪器的强度和性能。

（二）高频电流法的应用

此检测技术是基于脉冲电流法发展而来的非电接触式的检测技术，在应用中使用高频罗氏线圈在电缆耦合回路中对局部放电现象产生的脉冲信号进行收集。此种方法在应用中比较便于设备安装和检测实施，并且可以结合实际情况和需求进行调整。比如可以在检测电缆局部放电现象时灵活调整信号带宽，实现数据采集范围的扩大。但是在实际应用中，由于需要从接地先上获取耦合信号，容易在检测过程中受到外界电磁干扰的影响而造成检测结果不够准确。还会在检测过程中受到广播信号的影响，表现出具有较差抗干扰能力的问题。此外，此技术应用时对设备安装和调试水平有着较高的要求，容易由于没有正确和规范安装高通滤波放大器和传感器、或者出现匹配度不足的问题而对检测结果造成影响。因此需要加大对相应抗干扰措施的研究和应用来提高此检测技术的可靠性。

（三）特高频法的应用

由于在电缆出现局部放电问题时会产生电磁波信号，通过此种检测方法就可以识别和采集此种信号。因此，在出现此问题时，技术人员可以检测此故障位置的电磁波信号，实现对故障位置的精准定位，并用于对电网系统的在线监测中。但是此在局部放电现象发生时也会伴随有放电干扰，但是通过此种检测技术则可以有效规避这些放电干扰而保证检测结果的真实性与准确性。在此检测技术的实际应用中，需要在尽量靠近电缆疑似故障点的位置进行超高频传感器的安装，避免出现信号过渡穿件的问题，尤其比较适合在电缆接头位置的故障检测。此外，在应用此技术时，由于在不同位置进行传感器的安装也将此方法分为内置式和外置式两种。前者比较适合电容耦合传感器的应用，其不仅具有较小的尺寸而且具有较高的灵敏度，但是也具有较为复杂的结构，对检测人员技术水平有着较高的要求。而后一种安装方式则具有较强的抗干扰能力，同时安装也比较方便，但是容易影响其检测灵敏度。

五、结语

在目前人们用电需求不断增加的同时也增加了电网系统规模，针对此系统运行中电力电缆容易出现的局部放电现象，以及此现象可能造成的后果，文章重点对其带电检测技术进行研究。比如通过超声法、高频电流法以及特高频法的应用，在不影响电缆和电网系统正常运行基础上精准和高效排查电缆中的局部放电现象，切实保障电网系统的稳定与安全运行。

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