高压电缆局部放电带电检测技术的应用研究

高压电缆局部放电带电检测技术的应用研究

吕龙奎

国网四川省电力公司攀枝花供电公司 四川 攀枝花 617067

摘要:随着社会发展进程的不断加快，随着现代技术的不断进步，人们对于电力也渐渐有了更高的需求。从某种意义上来讲，电力的发展对人类社会技术以及文明的进步都有着很深刻的意义和内涵。本文通过案例分析探讨了两种高压电缆局部放电带电检测技术的应用。针对传统带电检测技术仅仅只是反映短时间内电缆及附件状态的不足，首先在线路Ｂ上安装高压电缆局放重症监护系统，通过３ｄ不间断监测排除了一起中间接头的疑似放电缺陷，确认局放重症监护技术是运行电缆局放检测的重要补充手段，接着介绍了电缆终端局部放电在线监测系统，以及在国内使用就发现线路Ｃ的Ｂ相电缆终端存在疑似局部放电信号的案例，通过停电解剖，验证了局放信号存在的事实，从而确认终端局放监测技术发现电缆终端局放缺陷的有效性。

关键词:高压电缆；局部放电；带电检测

引言：

当前形势下，电能充斥在人们生活中的方方面面，不管是日常生活还是生产行业，电力都占据十分重要的地位，在电网的快速发展之下，安全问题也受到了越来越多人的关注和重视。由于高压电缆附件是电缆线路上最薄弱的环节，加之电缆附件内部的场强分布复杂、运行环境相对较差。随着电缆线路运行时间的增长，不可避免地产生老化现象，进而引起事故。目前在运行电缆线路上国内外仅限于使用便携式局放检测设备开展短时的局部放电检测工作，虽然可以在短时间内对大面积的电缆附件进行带电检测，但由于检测手段单一，很难短时间排除外界环境干扰，有效检测的难度高，进而不能准确反映出电缆线路实际运行情况。

1局部放电的产生原因

所谓的局部放电，其实就是高压电器中的绝缘介质在高电场强度作用下，发生在电极间的未贯穿的放电。局部放电一般发生在金属导体边缘、绝缘体表面或内部，如金属导体接触不良、绝缘内部有杂质或本身局部带有缺陷的放电。电缆的放电原因一是终端头和中间接头制作问题，由于电缆接头制作工艺复杂，切割剥离断口不齐或有毛刺，电厂分布不均匀，容易发生放电；二是施工中损伤绝缘层，出现划痕或折伤，绝缘薄弱；三是电缆本身存在质量缺陷。

2高频局部放电原理

高频局部放电检测主要是利用高频脉冲电流法原理。当电缆的绝缘本体或接头存在异常缺陷，某一部位发生局部放电时，将产生很陡的高频脉冲信号，脉冲电流将流经设备的接地线，同时在电流方向的垂直面上产生磁场，在电缆的接地线卡上高频电流传感器，电流传感器会从该磁场中耦合到高频放电脉冲信号传输到主机，主机采集信号形成谱图。

3高压电缆重症监护系统概述

由于现场局放普查时受到背景噪声的影响，且普查时检测时间有限，对检测到的放电信号一时难以做出准确的判断。局放在线普查的检测报告多给出疑似放电的结论。电缆重症监护技术利用固体绝缘缺陷所特有的不可逆的特点，在发现疑似信号的附件组及其左右附件组上安装短期(２４~７２ｈ)的电缆局放重症监护系统。系统对重点监护的附件放电谱图按照预设时间进行定时保存，观察放电信号是否长期存在。电缆重症监护系统包含９个测量通道，通道之间采用光纤连接。可以对发现有疑似放电的接头附件组和其前后各１组接头附件进行重症监测。通过观察疑似放电信号与时间、负荷、天气的关系，对疑似信号进行研判得出更加准确的结论。

3.1电缆线路概况

线路Ｂ为交联聚乙烯绝缘电缆:ＺＲ￣ＹＪＬＷ０２￣Ｚ/２２０ｋＶ￣１∗２５００ｍｍ^２；额定电压:２２０ｋＶ；电缆长度:１６００ｍ；附件型号:ＧＩＳ/ＹＪＺＧＧ￣２５００ｍｍ^２；户外终端:ＹＪＺＷＣ４￣Ｆ/２５００ｍｍ^２；接头:ＹＪＪＪ１２/２５００ｍｍ^２。线路包含５个中间接头组成的两个交叉互联段，和一个户外终端，一个六氟化硫气体绝缘全封闭配电装置(GIS)终端。

3.2电缆局部放电普测

在对线路Ｂ进行电缆局部放电普测时发现此线路的＃３中间接头存在疑似局部放电信号。

3.3疑似局放信号排除

为确认检测到的局放信号是否是干扰信号，对线路Ｂ的＃2、＃3、＃4中间接头进行72ｈ连续监测，并在此期间对该线路进行停电操作，在停电期间继续进行局放监测。监测时，每隔15ｍｉｎ保存一次各接头、各相的信号图谱，每隔24ｈ保存一次不同频率下的信号流。最终，综合重症监护的图谱和停电后的检测结果，原检测到的＃3中间接头的放电信号不是由接头局部放电引起的。

4电缆终端局部放电在线监测系统

对于高压电缆终端，国内多使用便携式仪器对已经运行的电缆进行运行状态下的局部放电诊断的研究，没有开展高压电缆终端局部放电在线监测工作。电缆终端，尤其是户外终端开展局部放电检测的难度相当大。从终端上检测到的信号大多为外部干扰信号；不同的天气情况下检测的局放谱图可能完全不相同，且与电缆终端的绝缘好坏没有任何关系；不同的时间段，比如白天或半夜检测到的局放谱图可能完全不同。为了实时、有效地监控、检测电缆终端设备的运行状态，从根本上减少电缆终端故障率，笔者基于局部放电高频检测技术研发了一套高压电缆终端的在线局放监测系统，并成功在两条１１０ｋＶ电缆线路的电缆终端上发现局部放电信号。从目前看来，电缆终端一直是电缆线路的薄弱环节，逐年来电缆终端事故呈上升趋势，以下就展开分析。

4.1现场检测

高压电缆终端局部放电监测装置投入现场使用以来，对４条线路共计１２只终端进行了近一个月的监控，发现１１０ｋＶ线路Ｃ的Ｂ相电缆终端有疑似局部放电现象发生，而其它３条线路终端工作正常。

4.2数据分析

通过对近一个月的１１０ｋＶ线路Ｃ的Ｂ相终端图谱进行取样研究，可以看到，当环境背景噪声较小时，图谱中有少量放电现象发生，并且有的放电图谱处于对称状态，但也有处于悬浮状态的，而当背景噪声变大时，则放电图谱被背景噪声所掩盖，因此，可以初步判断１１０ｋＶ线路Ｃ的Ｂ相终端有局放情况产生。

4.3检测结果验证

为了验证是否有局部放电的发生，对１１０ｋＶ线路Ｃ进行了停电检修，并对电缆终端开展了解剖检查工作。Ｂ相电缆终端的应力锥拔出后，发现在电缆的外半导电口上方约２０ｍｍ处有放电痕迹，并有肉眼可见的片状斑痕和一条长约１ｃｍ的条状放电斑痕，用无水酒精擦拭后，片状斑痕可清除，条状放电斑痕依然存在。之后再将收集的Ｂ相终端硅油和应力锥送第三方检验部门检测，检测结果确认Ｂ相终端有局部放电现象存在。

结论：

总之，通过专业的带电检测诊断技术对供电设备进行有效的状态检修就有着十分重要的意义。本文通过案例分析总结了电缆局放重症监护系统的合理利用。并针对国内对电缆终端检测手段的不足，研制开发出高压电缆终端局放在线监测系统，通过现场应用发现了一起电缆终端的严重缺陷，及时避免了电缆击穿事故的发生。通过分析得出以下结论:电缆局放重症监护系统通过对高压电缆长时间带电检测，可以更加准确地判断电缆局放在线普查中遇到的疑似信号，为运维检修人员提供可靠的资料。电缆终端局放在线监测系统研制与应用，实现了对高压电缆终端运行状态的监测与评估，从而指导了生产单位的运维检修工作，为电网的安全可靠运行提供了保障，具有很强的推广价值。

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