基于现场交接试验的高压电缆交流耐压及局放技术应用

基于现场交接试验的高压电缆交流耐压及局放技术应用

刘亮

江西省送变电工程有限公司

摘 要：随着电力技术的快速发展和社会工商业发展对于电力需求的增长,高压电缆的长度越拉越大，其直接后果就是增加了电缆的对地电容,从而对电缆交接耐压试验过程中所使用设备的容量提出了较高的要求。交流耐压试验重点关注电缆整体是否能够满足试验电压的基本要求,有时候对于试验阶段电缆可能出现的局部破坏和损伤有所忽略，破损的电缆内部很有可能出现局部放电缺陷，从而对电网的安全运行产生一定的影响。作者在本文中结合日常的工作经验，论述了基于现场交接试验的高压电缆交流耐压及局放技术应用的相关问题。

关键词：交接试验;局放技术;高压电缆;耐压

新中国成立之初，我国经历了长期的战乱侵袭，基础设施近乎为零，电力设施的建设更是几乎一片空白。一代代电力人白手起家，筚路蓝缕，克服诸多困难，建设了输电网络，使我国社会和工商业发展摆脱了电力制约。改革开放以来，随着经济社会的发展，我国电力建设持续发力，随着西电东送等一大批世界级电力工程的建设，我国已经拥有了世界上最庞大的输电网络，为经济发展和人民的幸福生活提供了强大的供电保障。在我国的电网建设领域，高压电缆是其中的重要组成部分，高压电缆交流耐压及局放技术的研究工作是确保高压输电网络正常、高效运行的重要保障，是推动电力行业发展的重要环节。在本文中，笔者结合自身的工作经验，以某地110KV电力电缆为研究实例，深入浅出的论述了基于现场交接试验的高压电缆交流耐压及局放技术应用的相关问题，希望对广大读者提供一定的参考。

一、高压电缆耐压试验方式

在正常环境下，大功率的电缆会在地面之间形成较大的对地电容，使用传统的工频耐压方法无法在现场交接试验中进行电缆的耐压测试。目前，现场交接试验过程中经常采用的电缆耐压试验方法有直流耐压、超低频（0.1Hz)法、工频谐振法、变频串联谐振法等。

1.直流耐压法。直流耐压试验是为检测设备在高压试验下承受的最大电压峰值，以便于确定设备的使用范围和选择设备的量程。这种试验属于破坏性试验，在试验中会对设备施加超范围的载荷，以测定设备适用范围，因此试验过程中会对设备产生一定程度的损害。在直流耐压试验过程中，电缆上的电压通常是根据电阻分布的具体情况施加的。在直流耐压完成后交联聚乙烯电缆将会出现空间电荷积累现象,一旦电缆投入使用,内部残余直流负载将直接交流电压峰值叠加,导致电缆运行电压高于额定电压,从而促进了电缆绝缘老化,影响高压电缆的使用寿命。

2. 超低频（0.1Hz)法。这种方法主要针对低于35kV的交联聚乙烯电缆的试验，这是由于基于目前的技术条件所生产的试验设备通常只能达到70~80kV的输出峰值，因此难以满足高压电缆的试验。

3. 工频谐振法。主要通过感应调谐，保证测试频率能有效满足工频要求。通过研究工频耐压测试电缆,可以更好地理解和掌握高压电缆的实际运行条件,但由于输电距离长,高压交流聚乙烯电缆有一个非常大的电容,这样会导致电源频率共振法不能顺利对交联聚乙烯电缆远距离,高耐电压测试。

4. 变频串联谐振法。变频串联谐振试验不同于一般通用的试验仪器，最大的特点是同一套设备可以用于不同电气设备的交流耐压试验如交联电缆、变压器、GIS、电动机和发电机等，除了本选型目录给出系列典型常用型号供用户选择外，通常需要根据用户的试品范围和试验要求进行配置方案的设计，满足不同地区、不同用户、不同试品的试验要求。

二、高压电缆局放检测技术

对于高压电缆，局部放电技术是一种常用的电缆检测工具。一般情况下，可以在较宽的频带内获得电缆绝缘劣化的放电特性信息。然后，借助数字信号处理技术，可以得到准确的检测结果。在高压电缆局部放电检测过程中，国际权威机构颁布了一系列相关的检测规范和标准，可以进一步提高高压电缆局部放电检测结果的真实性和准确性。在电缆局部放电检测过程中，一般采用信号耦合方法，主要是通过一定手段将电缆绝缘劣化阶段的放电信号直接耦合到检测系统。在电缆局放检测过程中，经常用到的方法有声发射(A E )检测法、电容型带状传感器法、脉冲电流法、高频电流传感器（H FCT)、电感型带状传感器等。

1.声发射(A E )检测法。如果电缆有局部放电，则会伴有不同程度的声发射。此时可以使用超声波传感器进行检测，以便更好地发现电缆和附件中的局部放电情况。实际上，超声波法可以减少与高压电缆的直接连接，广泛应用于不停电的高压电缆中。

2.电容型带状传感器。它一般安装在电缆接头或电缆终端的位置，主要由电缆绝缘半导体层表面缠绕环形金属带组成。一般情况下，hFA脉冲可以有效穿透半导体材料层，从而提高检测效果。电容式贴片传感器在使用过程中的灵敏度与贴片金属面积呈正相关，但其所处的安装环境会对检测结果产生一定的制约作用。此时，为了更好地提高检测信号的有效性，一般需要与外屏蔽层保持一定的距离进行检测。

3.脉冲电流法。该方法具有统一的试验规范和标准，灵敏度高，在高压电缆离线局部放电试验中得到了广泛应用。同时，脉冲电流法一般要求与高压测试电源有效连接，无法对电缆局部放电进行实时或在线检测，但广泛应用于离线局部放电检测。

4. 高频电流传感器（HFCT)。该方法是高压电缆局部放电信号检测中常用的一种方法，而且高频电缆安装非常方便，信号带宽可根据检测结果进行调整。但HFCT只能在电缆外屏蔽层有地线的基础上使用，而对于屏蔽完全的高压电缆，无法及时准确地检测到局部放电信号。

5.电感型带状传感器。在高压线电缆中，电感带传感器通常放置在电缆的外部，外部屏蔽是带螺旋接线的高压线。该方法信号耦合带宽宽，但是变压器和电缆屏蔽层之间的相互电感低，灵敏度低。

综上所述，在高压电缆交流耐压试验中,运用局放检测技术能够非常全面的检测电缆的绝缘状态,有效发现电缆内部的局放信号,准确评估高压电缆的性能水平.这项技术对于把好电缆的质量验收关,提升电缆的管理水平具有积极的作用.

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