XLPE电力电缆局部放电检测技术综述

XLPE电缆绝缘在线检测技术方法综述摘要：电力电缆在电力系统电力供应中的应用越来越广泛,供电质量的可靠性也越来越为供电企业和电力用户所关心，电力电缆的可靠性是保证供电可靠性的重要环节之一.如何实现电力电缆的在线监测和状态检修，一种重要的前提就是对电力电缆进行实时的状态检测。

本文基于交联聚乙烯电缆（XLPE电力电缆）绝缘在线检测技术的地位和意义，梳理了国内外XLPE电力电缆在线检测技术的研究现状，，并探讨了XLPE电力电缆绝缘在线检测技术的发展方向，阐述了电力电缆绝缘故障在线监测系统的国内外技术现状和发展趋势，在此分析的基础上认识到电缆绝缘在线监测是迫切需要的。

关键词：XLPE电力电缆；电缆绝缘；在线检测1 电缆绝缘在线检测的意义电力电缆是电力系统的重要组成部分，随着企业生产的发展,对电力需求的不断增加，电力电缆的使用量也在逐年增长,现代化企业的生产要求电力电缆的运行必须是长期、连续和安全稳定［1］.因此如何保证电力电缆安全稳定运行是电力系统中长期研究的一个多因素、非常复杂的课题。

长期以来，为了防止事故的发生，对电力系统运行中的设备，一直坚持定期进行预防性试验的制度.这对保证设备在电力系统中安全可靠地运行、防止事故的发生起了很好的作用［2].但是随着电力生产的发展,传统的常规性预防试验，已经满足不了安全生产的需要。

这是因为常规预防性试验需要停电测试，而且两次试验间隔时间过长，所以不易及时发现设备的绝缘缺陷，而且停电还要造成一定的损失。

因此对电力系统中设备的绝缘进行实时监测显得极为重要了.随着电力系统的不断发展，电力电缆的应用越来越多，很多单位无法根据规程按时完成预防性试验任务，所以电力电缆设备绝缘的在线监测势在必行。

在线监测就是在工作电压下对电力电缆绝缘状况进行实时监测，把计算机引入测量系统,对测量过程实现自动化，对数据处理实现智能化[3].与此同时,随着现代化技术的飞跃发展,特别是电子、计算机和各种传感器技术的新成就，都为开展电力设备绝缘的带电检测和在线监测技术提供了有利条件［4］.对电力电缆进行带电检测,可以缩短检测周期,提高及时发现绝缘缺陷的概率，从而降低绝缘事故，这一点在电力电缆设备投入运行的初期和老化期是尤其重要的［5]。

基于局部放电频谱分析的XLPE电力电缆在线监测技术研究随着信号采集技术、抗干扰技术、滤波技术的不断发展，电力电缆局部放电在线监测手段日益完善，在实际应用中也将会逐渐适应各种各样的复杂环境，从而在电力电缆线路的安全运行中发挥越来越重要的作用。

标签：XLPE电力电缆;局部放电;在线监测引言随着电力电缆在城市电网中得到广泛应用，电缆的绝缘问题愈显突出。

由于电缆通常是敷设在管沟或隧道中，到目前为止，还没有较好的技术能够掌握运行中电缆的绝缘状态。

当前，电缆线路在线监测多数是监测电缆的温度。

然而，据统计，电缆故障多数源于施工时机械损伤和绝缘处理不当，如制造中存在空隙、裂纹、受潮或损坏。

最能够反映电缆绝缘特征的是电缆的局部放电。

运行中的电缆总是与其他电气设备相连接（如变压器、GIS、开关、电压互感器、架空线等），这些设备也可能产生局部放电，要将电缆的局部放电信号从其他设备放电或干扰中区分出来是一个关键问题。

基于上述问题，必须从研究电缆局部放电机理出发，摸清其放电传播的物理过程，以其作为基础，寻找有效区分电缆内部放电和外部干扰的检测技术。

目的是模拟电缆运行中的实际情况，利用局部放电传感器，检测电缆在内部放电和外部干扰传播时，找出传播规律及特点，寻找到能准确区分内部放电和外部干扰的可行方案。

一、基于局部放电频谱分析XLPE电力电缆在线监测技术（一）局部放电监测的现状XLPE电力电缆在运行中，其局部放电脉冲的宽度，在1纳秒至10纳秒之间，其所表示的含义为：局部放电脉冲信号有瞬间即逝的特征，尤其以电缆为介质的传输中，高频脉冲信号的衰减程度会逐渐增加。

所以，在XLPE电力电缆的终端处，很难采用监测系统对局部放电的信号进行采集，或者已经采集的信号，存在严重的失真现象，导致测量结果存在严重的误差问题，影响后续的相关工作。

在本文的分析中，将宽频带局部放电传感器的方式，应用在监测甚高频频段局部放电的工作中。

另外，由于XLPE电力电缆的局部放电现象，经常发生在附件的周围，或者就应该在相应的位置，以接地的方式，安装局部放电传感器。

XLPE电力电缆典型缺陷局部放电测量与分析发布时间：2022-09-26T06:43:25.020Z 来源：《当代电力文化》2022年第10期作者：张晓梦[导读] 交联聚乙烯(XLPE)电缆在电网建设与改造中得到越来越广泛的应用张晓梦内蒙古乌兰察布市集宁区新区聚景花园内蒙古乌兰察布市 012000摘要：交联聚乙烯(XLPE)电缆在电网建设与改造中得到越来越广泛的应用，而电缆接头的故障在电缆供电系统故障中占有较高比例。

局部放电是反映电缆接头绝缘状况的一个很重要的参数，因此XLPE电缆及接头的局部放电检测技术是近年国内外研究的热点之一。

局部放电PD是电缆绝缘故障早期的主要表现形式，它既是引起绝缘劣化的主要原因之一，又是表征绝缘状况的主要特征量。

运行经验和研究均表明: 电力电缆局部放电量与绝缘状况密切相关，局部放电量的变化预示着电缆绝缘一定程度上隐患缺陷的存在，是定量分析绝缘劣化程度的有效方法之一。

因此， IEC、IEEE 以及CIGRE 电力权威机构一致推荐PD 试验作为XLPE 电力电缆绝缘状况评价的最佳方法。

关键词：XLPE；缺陷；局部放电随着电网建设的迅猛发展，电力负荷不断加大，导致高压电力电缆线路迅速增长。

交联聚乙烯(XLPE)电缆以其多种优点广泛应用于高压电力线路中。

在实际运用当中，由于产品质量、外力破坏、施工质量和敷设环境等因素影响，交联聚乙烯电缆绝缘击穿、附件爆炸等严重事故时有发生。

开展电缆绝缘状态检测是保证高压电缆可靠运行的重要手段，我国广泛采用预防性试验来判断绝缘状况，这种传统方法存在检修周期长、耗费大量人力与物力以及检测结果不能有效表征绝缘状况等弊端已愈来愈不能满足生产实际需求，发展在线检测技术已成为电缆绝缘诊断的必然趋势。

一、电缆接头局部放电检测的意义由于交联聚乙烯(XLPE)电缆具有绝缘性能好、易于制造和安装方便、供电安全可靠、有利于美化城市等优点近十年来，我国城市电网中大量采用XLPE电力电缆输配电。

电力电缆中的交流耐压试验和局部放电检测摘要：XLPE电缆由于绝缘性能优越、线芯允许运行温度更高、环保、易于制造和安装方便等优点，相关的技术研发和应用备受关注。

XLPE电缆在制作过程中混入杂质而出现气泡、水分入侵使绝缘受潮、场强不均匀、绝缘层中出现水树枝等复杂因素的长期作用下可能出现局部放电，运行可靠性显著降低，严重威胁电力系统的运行安全。

文中分析了XLPE电缆局部放电的机理，综述了目前XLPE电缆局部放电的试验方法并对不同方法的特点做了分析，进而对目前XLPE电缆运行状况的检测方法进行总结，包括在线和离线两类检测方法及一些新的检测方法，分析了不同方法的适用性。

关键词：XLPE电缆；局部放电；交流耐压试验；检测技术1 引言随着城市电网与农村电网的快速发展，电气设备容量日益扩大，社会对电力需求持续增长，对输电线路的可靠性要求也不断提高，电力系统中电力电缆的敷设已经成为电网改造或新线路设计的主要方式。

特别是由于城市化进程的加速，城市建设与电力建设的矛盾日益加剧，电网的运行会受到城市建设的影响，而城市的外貌又会受到电网建设的影响。

为了解决这个矛盾，现代电力电缆的敷设方式大多采用地下电缆的形式，因此，城市电网中电力电缆所占的比重越来越大。

20世纪60年代初，交联聚乙烯绝缘型电缆（cross-linked polyethylene insulated cable，XLPE电缆）由于绝缘性能优越、线芯允许运行温度更高、环保、易于制造和安装方便等特点，在高压和超高压中得到了广泛应用，相关的技术研发和应用备受关注。

英国莱斯特大学Dissado教授课题组[1]指出，电缆在正常运行时各参数应该是正常的，如图1所示。

而当XLPE电缆在制作过程中混入杂质而出现气泡、水分入侵使绝缘受潮、场强不均匀、绝缘层中出现水树枝等，这些部位在电场长期作用下就有可能出现局部放电[2]。

局部放电是发生在设备绝缘内部，但并未贯通高低压电极的放电现象，会造成绝缘局部温升、绝缘分子结构碳化破坏等，最终导致电缆寿命缩短。

电力电缆局部放电检测技术研究电力电缆是电力输送的重要设施，在电力系统中扮演着重要的角色。

然而，在使用过程中，电力电缆会受到诸如机械损伤、电热老化等多种原因的影响。

这些因素导致电力电缆局部放电故障的发生，会对电网稳定运行造成严重影响。

因此，对电力电缆局部放电检测技术的研究和应用具有重要意义。

一、电力电缆局部放电现象电力电缆在使用过程中，由于各种原因可能会引起局部放电现象。

局部放电是电缆内部的一种不稳定放电，是指电缆介质内部出现了局部放电现象，也即在电缆的绝缘系统的一定部位存在破坏电绝缘或局部损伤的区域，过电压作用下该区域内电场强度达到破坏场强度时发生的放电现象。

电力电缆局部放电现象的存在可以通过声电信号、感应耦合和光纤等多种方式检测出来，其中声电信号法是目前最为常用的一种。

二、电力电缆局部放电检测技术1.声电信号法检测技术声电信号法是目前电力电缆局部放电检测的常用方法，利用微小放电在电线缆产生的高频信号，通过收集、处理、分析信号数据，确定电缆中局部放电的产生位置，并判断电缆的绝缘是否存在破损、老化等问题。

声电信号法检测技术的优点在于能够对电缆进行在线监测，无需停电检测，且可检测连续多条电缆。

而且该技术具有高效精确、操作简便等特点，便于在电力系统中推广应用。

但是该技术需要对信号进行较为精细的处理，同时对电缆的绝缘、周边环境有较高的技术要求。

2.超声波检测技术超声波检测技术是利用超声波的穿透、反射、衍射、折射等原理，对电力电缆进行监测的一种检测手段。

该技术可以实时监测电缆中存在的局部放电故障，同时对电缆绝缘损伤、腐蚀、孔隙、裂纹等情况进行评估和诊断，发现缺陷可及早修复，提高了电缆的质量和稳定性。

此外，超声波技术还可以进行定位，提高了诊断的准确率。

但是，超声波技术的检测精度受多种因素影响，如检测角度、超声波波长、介质性质等等，因此需要对其进行精细调整和校准，才能达到较好的检测效果。

三、电力电缆局部放电检测技术面临的挑战电力电缆局部放电检测技术的研究面临着多种技术挑战，主要包括以下三个方面：1.信号处理技术的精细化电力电缆局部放电检测技术中，信号处理是实现高效监测的关键步骤。

XLPE电缆在线监测方法综述作者：郑曙光刘观起来源：《科学与财富》2015年第07期摘要：随着近年来我国城市供配电网的建设，交联聚乙烯电缆（XLPE）得到了十分广泛的应用。

但随着电缆使用时间的延长，其故障发生频率逐年增加，因其故障停电而造成了巨大的经济损失，因此，对其在线监测具有重要的意义和价值。

现有 XLPE电缆在线监测的方法，主要围绕着绝缘整体监测和局部放电监测进行研究。

关键词：交联聚乙烯电缆；在线监测；绝缘监测；局部放电Review of On-line Monitoring Methods of XLPE CablesZheng Shuguang， Liu Guanqi（North China Electric Power University， Baoding 071003， Hebei， China ）ABSTRACT： With the development of distribution grid in China， XLPE cable has been very widely installed and applied. But as the cable using the extension of time， the failure frequency increases year by year， theses failures causes outage and huge economic loss. Therefore， the on-line monitoring of XLPE is of great importance and values.0. 引言交联聚乙烯电缆（XLPE）因其优异的电气特性和机械特性、具有良好的运行安全性能和过热性以及安装维护的方便性，以广泛应用于500KV及以下输变电工程中。

特别是随着城市电网的建设和发展，为了减少线路走廊及提高送电的可靠性，要求主干道电线入地，提高电缆化比例，已有相当数量的XLPE电缆投入220KV/110KV以及35KV及其以下城市供配电网中运行[1]，随着城市供配电网规模的扩大，国产500KV交联电缆也即将在北京投入使用。

XLPE电力电缆局部放电信号识别法及其关键技术
XLPE电力电缆局部放电信号识别法是一种有效的监测和预警
技术，可以检测电力电缆中发生的局部放电现象。

本文旨在研究XLPE电力电缆局部放电信号识别法及其关键技术。

首先，介绍XLPE电力电缆局部放电信号识别法的基本原理和原理图。

XLPE电力电缆局部放电信号识别法基于动态波形特
征分析，从电缆中的电流或位移信号中提取局部放电特征，并进行模式识别和识别，以实现局部放电故障的快速识别。

原理图如下：
其次，分析XLPE电力电缆局部放电信号识别法的关键技术。

关键技术包括局部放电特征提取技术、局部放电特征分析技术、局部放电模式识别技术以及局部放电识别技术。

以高斯核函数作为局部放电特征提取的滤波器，并使用傅里叶分析法来提取信号的频谱特征，局部放电特征分析技术可以有效地分析局部放电及其特征，实现局部放电模式识别。

局部放电识别技术采用基于K近邻算法的识别方法，可以精准地识别出局部放电
现象。

最后，总结XLPE电力电缆局部放电信号识别法及其关键技术的研究成果。

XLPE电力电缆局部放电信号识别法及其关键技
术的研究成果表明，XLPE电力电缆局部放电信号的提取、分
析和识别技术已经取得了重大成果，它可以有效地监控和预警局部放电现象，为及时维护电力系统提供可靠保障。

综上所述，考虑XLPE电力电缆局部放电信号识别法及其关键
技术的研发具有重要的意义，局部放电的早期发现和识别将大大提高电力系统的可靠性及安全性。

摘要XLPE电缆在运行过程中，电缆绝缘老化会导致局部放电的发生。

XLPE电力电缆运行状态现场的局部放电检测技术，可以对故障进行预警并预防更严重的绝缘故障的发生。

局部放电检测是评价XLPE电力电缆绝缘状况的重要方法之一。

对影响交联电缆局部放电试验的各种因素进行了论述和分析，在测量交联聚乙烯绝缘电力电缆局部放电试验时各种背景干扰噪声产生的原因，结合了在实践中遇到的各种干扰，讨论了抑制干扰的多种方法。

综述了XLPE电力电缆局部放电检测技术的研究现状，重点介绍了用于电缆的各种局部放电检测技术和定位方法。

关键词：电力电缆局部放电局放检测AbstractThe deterioration of insulation in XLPE cables during operation can affect partial discharge. By this technique，the occurring insulation failure can be predicated and prevented from becoming worse. Partial discharge detecting is an important method to evaluate condition of XLPE power cables. This paper discusses and analyses the factors responsible for the background interfering noise in PD test for XLPE power cables. Considering the interferences encountered in practice，the author discusses the many ways for inference prohibition. This paper overviews the partial discharge detection techniques and partial discharge source location for cross-linked polythene (XLPE) power cable.Key Words: power cable，partial discharge (PD)，PD detectionI绪论随着我国经济建设的不断快速发展，道路、交通、城市化建设以及能源等基础设施的大力发展，电线电缆产品的市场需求将被最大限度的带动起来，给电缆行业带来了前所未有的发展机遇，由于交联聚乙烯电性能较PVC具有更优越的电气性能、更环保，我国电线电缆行业在电力电缆“十二五”期间的目标中指出应增加交联电缆的应用量，尤其是中压10-35kV级，使中压交联电缆占主导地位。

XLPE电缆接头局部放电紫外光谱吸收在线检测技术交联聚乙烯（XLPE）电力电缆局部放电，是电缆绝缘介质的一种电气放电，仅局限于电缆绝缘介质的一部分，且只使半导体间的绝缘介质局部桥接，这种放电可能发生或不发生于导体的邻近[1]。

如果XLPE电力电缆存在长时间局部放电，会引起绝缘劣化甚至击穿而导致XLPE电力电缆运行寿命缩短，甚至无法正常运行。

导致XLPE电力电缆局部放电原因有生产工艺瑕疵，安装缺陷和运行过程中的绝缘老化[2]。

基于XLPE电力电缆局部放电所产生的物理现象，如电、光、声、热等现象的研究，发展出了与之相应的各种在线探测方法，包括电检测法、声检测法、光检测法和红外热检测法 [3] 。

其中电检测法是基于两个原理：（1）局部放电伴有一定数量的电荷通过电介质，引起电力电缆接头外部电极的电压变化；（2)每次放电时间很短，这种短脉冲会产生高频电磁辐射。

电检测法包括脉冲电流法、无线电干扰电压法和超高频检测法。

这些技术做为在线检测方法的弊端主要是电信号太弱容易被干扰[3]。

声检测法是利用介质中发生局部放电时，瞬时释放的能将放电部位的介质加热蒸发而产生声波。

使用声音传感器可以探测到局部放电的发生。

但是由于声波在传播过程中衰变畸变严重，声检测法不能反映放电量的大小[4]。

XLPE电力电缆局部放电初始阶段，放电不严重，所以XLPE电力电缆局部放电最好造成严重后果是一个漫长累计过程。

声检测法不利于测量这个累计过程的结果，这是该检测方法的弊端。

光检测法包括使用光纤检测法、可调谐激光光谱吸收法（TDLAS）、荧光法和红外热检测法。

光纤检测法是利用介质中发生局部放电而产生声波时，该声波挤压光纤使得光纤折射率和长度发生变化，从而光谱被调制，通过测量该光谱的变化可以实现放电定位[5]。

可调谐激光光谱吸收法（TDLAS）[6]利用可变波长激光器作为光源，用光纤将激光导入一个光学气体测量池内，并射向位于光学气体测量池一端的凹面反射镜，经反射镜反射和聚焦，激光被聚焦导入第二根光纤，第二根光纤将激光导入光电探测器，光电探测器将激光转换为电信号。

局部放电检测工作总结
局部放电是高压设备中常见的一种放电现象，它会导致设备的绝缘材料受损，甚至引发设备故障。

因此，局部放电检测工作对于确保设备安全运行至关重要。

在过去的工作中，我们对局部放电检测工作进行了深入的研究和总结，现在将其总结如下。

首先，我们对局部放电检测的原理和方法进行了系统的研究。

局部放电的产生会伴随着特定的电磁波和声波信号，这些信号可以通过合适的传感器进行捕捉和分析。

我们使用了多种传感器，如电容式传感器、电磁式传感器和超声波传感器等，对设备进行了全面的检测和监测。

其次，我们对局部放电检测数据进行了分析和处理。

通过对局部放电信号的频谱分析、时域分析和特征提取，我们可以准确地判断设备是否存在局部放电现象，并对其进行定位和诊断。

我们还开发了一套完善的数据处理软件，可以实现局部放电检测数据的自动采集、存储和分析，大大提高了工作效率和准确性。

最后，我们对局部放电检测工作进行了实际应用和验证。

我们在实际的高压设备中进行了局部放电检测工作，并成功地发现了一些潜在的故障隐患，及时进行了处理和修复，避免了设备的损坏和事故的发生。

这些实际案例验证了我们的局部放电检测工作的准确性和可靠性。

总的来说，局部放电检测工作对于确保高压设备的安全运行至关重要。

通过我们的研究和实践，我们建立了一套完整的局部放电检测工作流程和方法，为高压设备的安全运行提供了可靠的保障。

我们将继续深入研究和改进局部放电检测技术，为电力行业的发展和进步做出更大的贡献。

浅析电力电缆局部放电检测技术摘要：目前常规的电力电缆检测手段已经不能满足我们对电缆竣工试验及日常运行可靠性的要求。

于是更多的目光集中于电缆局部放电检测的研究及探索当中，电力电缆局部放电在线监测及离线监测技术正逐步得到推广和运用。

本文针对电力电缆产生故障和局部放电的原因，阐述了在线监测的重要作用，并分析了几种在线监测方法。

关键词：电力电缆；耐压试验；局部放电；在线监测；离线监测；引言随着城市电网建设的不断扩大，交联聚乙烯绝缘电力电缆（以下简称交联电缆）的使用也日益广泛，对于交联电缆的检测手段也在不断深入及推进。

目前在上海地区对于电力电缆使用的检测手段以耐压试验为主，耐压试验包括：直流耐压——用于35kV及以下电缆和超高压充油电缆的耐压试验；交流耐压——用于110kV及以上电缆的耐压试验。

现在高压交联电缆已经基本摒弃直流耐压的试验方法，而改用交流变频串联谐振的耐压方式。

随着对电网运行可靠性要求的不断提升，对电力电缆的运行要求也随之而不断地提高。

然而目前耐压试验的检测手段是否能为电网运行提供可靠的保障呢？其自身是否存在检测的局限性呢?从实际使用过程中来看，耐压试验的通过并不一定能确保电缆在未来若干年运行的高可靠性。

因此，为了更好更有效地检测电缆的状况，对电缆局放检测技术的研究和运用正在探索和深入当中。

一、电力电缆产生故障及局部放电的原因电力电缆一般都是由交联聚乙烯（XLPE）制作的，正常工作寿命一般是二三十年，但是它们经常处于条件恶劣的地下，使得寿命受到了很大影响。

XLPE电缆长期受土壤和水分的浸润，极易被腐蚀，而且材料本身或制作时的缺陷会使得绝缘层很快老化，甚至出现短路等故障，破坏电力系统的正常运行。

XLPE电缆出现故障的原因主要有以下几个方面：（1）绝缘老化：包括化学反应引起的热老化、化学性老化，由于空隙部分产生电晕的电气老化，水分侵蚀呈现的水树枝老化等，可以通过测量电缆介质损耗角的正切值、直流漏电电流等来判断老化程度，后者一般只能停电检测，而前者可以通过在线监测方式实现。

电缆局部放电检测新技术
来源：特种电缆
灵敏度高、抗干扰强、技术先进、安装使用方便的局部放电在线监测系统。

适用于110kV及以上电压等级XLPE电缆的在线监测，能及时预报电缆终端及接头的绝缘劣化程度，防止超高压电缆的突发性事故，并可为状态检修提供科学的数据依据。

一、系统组成甚高频钳形脉冲电流传感器和甚高频天线特高频传感器多通道在线或便携式测量装置故障分析与预警软件
二、系统特点功能强大、操作方便：灵敏度高：高性能的传感器，可以捕捉极低的放电量（实验室可达10pC）。

抗干扰强：优化的设计，甚高频与特高频传感器相结合的测量技术可有效避免现场的各种干扰。

使用方便：钳形传感器体积小，重量轻，携带方便，可直接安装在已敷设好的电缆上，不改变电缆原有连线方式和结构，适合现场测量。

安全可靠：装置与电缆无直接电气连接，保证监测的安全性。

模式识别：故障分析与预警软件可对故障进行模式识别，判断出故障类型，在线检测的实测数据，监测其发展趋势，给出预警。

三、系统参数传感器频带宽：1～1500MHz 放大器放大倍数：35dB 检测装置灵敏度：实验室可达10pC 四、适用范围测试现场适用于现场运行的110kV及以上电压等级的XLPE电缆。

既适合于现场检测，也方便现场长期在线监测。

既可以及时预防或发现突发性故障，也可以依据PD长期发展趋势来对被检测电缆的绝缘状况进行分析，为状态维修提供依据。