電力電纜局部放電檢測技術探究

余新球

摘要：文章基于電力電纜局部放電原理以及檢測技術原理，分析在電網系統中開展電纜局部放電帶電檢測工作的作用，對常用的幾種局部放電檢測技術的應用情況進行研究，以供參考。

關鍵詞：電力電纜;局部放電;檢測技術

一、引言

現階段人們的生活水平隨著我國經濟社會的發展有了極大的提高，與此同時，整個社會的用電負荷也在同步增長，使得電力系統規模在不斷擴大，對電能供應質量也提出更高要求。在上述發展趨勢下，目前的電網規模在不斷擴大其覆蓋面積也隨之增加，但是為了滿足其穩定與安全運行的要求，也需要積極應用先進的電力監測技術來保證其安全運行。尤其針對目前常用的交聯聚乙烯絕緣材料所制的電力電纜，需要針對其局部放電問題，通過帶電監測技術的應用來加強對此類電纜的檢測和管理維護，保障其安全與穩定運行。

二、電力電纜局部放電及其檢測技術的相關原理

由于目前電力系統中比較常用的電力電纜主要是由交聯聚乙烯絕緣材料制成的，但是在應用此種材料進行電纜制作時容易造成其中的氣泡問題，甚至含有其他雜質，這就容易造成此電纜在運行中在此部位出現擊穿場強和平均擊穿場強之間的較大差異。因此，在電纜正常運行中就會導致此部位出現放電問題，而在較大規模的電網系統中，此放電問題還會被放大而導致區域性放電問題。總結電纜局部放電的特點，其主要集中在絕緣體內部，在放電問題發生時會出現強烈的脈沖電流，還會在表面出現局部電暈放電問題。

正是由于目前電網系統中的電纜通常采取交聯聚乙烯絕緣材料所制，加之目前的電纜制造方式和工藝水平的限制，因此局部放電問題無法避免。而在此問題出現時如果不及時處理和控制容易影響電網系統的整體運行安全性和穩定性。這就需要維護管理人員基于局部放電故障表現出的現象做好檢測工作，也就是檢測和識別局部放電現象產生的信息，提前發現此故障隱患表現出的電纜絕緣體內部的缺陷，然后采取針對性的方法進行預防，防止此故障引發更為嚴重的事故。

三、電力電纜局部放電帶電檢測的重要性

首先可以及時發現和消除安全隱患。由于在電纜運行中出現局部放電現象時會在此局部位置出現強烈的脈沖電流，這就會由于放電問題而影響電網系統的安全運行，不僅可能降低電纜絕緣性，而且可能會導致漏電或火災等安全事故。這就需要做好此故障的帶電檢測工作，就是排查電纜自身制作工藝以及安裝工藝中的質量問題，及時采取針對性措施來排除安全隱患。此外針對目前常用的星形接地系統來說，容易在出現諧振問題時導致接地故障，可以通過此種帶電檢測方式查明故障原因并及時處理來保證電網安全。

其次有助于提升電力產業質量管理水平。針對目前規模不斷擴大的電網建設工程，容易在盲目追求高利潤時采取質量不達標的電纜，增加出現局部放電現象的概率而影響電網的穩定安全運行，還會導致后期維護管理壓力的增加。通過此帶電檢測工作則可以準確判斷電纜質量和安裝工藝質量，及時發現其中的不規范現象并處理，提升電網建設質量和管理水平。

最后有助于檢修工作的順利開展。電網系統運行中不可避免要開展維護檢修工作，通過此帶電檢測技術的應用可以及時發現系統運行中的電纜局部放電安全隱患，還可以檢查電纜以及電力設備中的其他故障引資，這也是系統日常檢修工作中的重點，有助于保證電纜的穩定運行。

四、電力電纜局部放電檢測技術的應用

（一）超聲法的應用

此種檢測方法就是利用超聲波的原理，使用超聲傳感器來檢測電纜，通過對超聲波傳輸狀態變化情況的分析對其中存在異常的部位進行識別和診斷。在此檢測方法中比較常用的傳感器就是壓電晶體傳感器，重點對電纜各接頭位置進行檢測。由于在電纜出現局部放電問題時會所發出的聲音信號的頻帶比較寬，通過此種檢測方法可以識別和捕捉此種信號并轉換為電量。然后使用此傳感器外端的分離放大器來放大此信號，在此信號經過光電轉化模塊進行轉化之后由其內部光纖向數據信息采集卡中傳輸，最終通過波形數據的形式在工控機上進行顯示。此種檢測方法在應用中具有較強的抗干擾能力，以及具有高效率和高精準度等優點。同時由于超聲波的速度較小，可以通過此技術精確定位故障位置。但是在此技術的實際應用中，由于此信號強度較小，容易在檢測中出現信號采集和轉換清晰度較低的問題。同時由于電纜的絕緣層厚度較大，也會對超聲波起到吸收的作用，這就會造成高頻超聲波在傳輸過程中的衰減，影響最終數據的真實性和準確性。針對此問題，就需要在技術研發過程中優化超聲波儀器的強度和性能。

（二）高頻電流法的應用

此檢測技術是基于脈沖電流法發展而來的非電接觸式的檢測技術，在應用中使用高頻羅氏線圈在電纜耦合回路中對局部放電現象產生的脈沖信號進行收集。此種方法在應用中比較便于設備安裝和檢測實施，并且可以結合實際情況和需求進行調整。比如可以在檢測電纜局部放電現象時靈活調整信號帶寬，實現數據采集范圍的擴大。但是在實際應用中，由于需要從接地先上獲取耦合信號，容易在檢測過程中受到外界電磁干擾的影響而造成檢測結果不夠準確。還會在檢測過程中受到廣播信號的影響，表現出具有較差抗干擾能力的問題。此外，此技術應用時對設備安裝和調試水平有著較高的要求，容易由于沒有正確和規范安裝高通濾波放大器和傳感器、或者出現匹配度不足的問題而對檢測結果造成影響。因此需要加大對相應抗干擾措施的研究和應用來提高此檢測技術的可靠性。

（三）特高頻法的應用

由于在電纜出現局部放電問題時會產生電磁波信號，通過此種檢測方法就可以識別和采集此種信號。因此，在出現此問題時，技術人員可以檢測此故障位置的電磁波信號，實現對故障位置的精準定位，并用于對電網系統的在線監測中。但是此在局部放電現象發生時也會伴隨有放電干擾，但是通過此種檢測技術則可以有效規避這些放電干擾而保證檢測結果的真實性與準確性。在此檢測技術的實際應用中，需要在盡量靠近電纜疑似故障點的位置進行超高頻傳感器的安裝，避免出現信號過渡穿件的問題，尤其比較適合在電纜接頭位置的故障檢測。此外，在應用此技術時，由于在不同位置進行傳感器的安裝也將此方法分為內置式和外置式兩種。前者比較適合電容耦合傳感器的應用，其不僅具有較小的尺寸而且具有較高的靈敏度，但是也具有較為復雜的結構，對檢測人員技術水平有著較高的要求。而后一種安裝方式則具有較強的抗干擾能力，同時安裝也比較方便，但是容易影響其檢測靈敏度。

五、結語

在目前人們用電需求不斷增加的同時也增加了電網系統規模，針對此系統運行中電力電纜容易出現的局部放電現象，以及此現象可能造成的后果，文章重點對其帶電檢測技術進行研究。比如通過超聲法、高頻電流法以及特高頻法的應用，在不影響電纜和電網系統正常運行基礎上精準和高效排查電纜中的局部放電現象，切實保障電網系統的穩定與安全運行。

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