基于常规和宽带脉冲电流法的高压XLPE电缆模拟缺陷试验研究

第３１卷第２期２００５年２月高电压技术ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶ０１．３１Ｎｏ．２Ｆｅｂ．２００５・２７・ＸＬＰＥ电缆线路局部放电量指标的分析杨荣凯（武汉高压研究所，武汉４３００７４）摘要：结合检测经验，分析了局部放电量的检测和相关标准规定指标的意义，提出了局部放电量与ＸＬＰＥ绝缘电缆线路其它主要性能相关性的论据，特别指出现有ＸＬＰＥ绝缘电缆线路局部放电量检测指标的规定只是对检测系统的要求，完全受检测仪器技术的局限，只能保证ＸＬＰＥ电缆的最基本要求。

为保证其长期性能（安全运行＞３０年），在现有局部放电量检测指标下应无可分辨的局部放电。

关键词：交联聚乙烯绝缘电缆线路；局部放电指标分析；检测技术局限性中图分类号：ＴＭ２４７文献标识码：Ａ文章编号：１００３－６５２０（２００５）０２－００２７－０２ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＰＤＬｅｖｅｌｏｆＸＬＰＥＩｎｓｕｌａｔｉｏｎＣａｂｌｅＹＡＮＧＲｏｎｇｋａｉ（ＷｕｈａｎＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｂ＇ｌｌ＇ａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｖｉｅｗｐｏｉｎｔｔｈａｔａｔｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｔｉｍｅ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔＯａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｌｅｖｅｌｏｆｐａｒｔｉａｌｄｉｓｃｈａｒｇｅｉｎｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｏｎＸＬＰＥｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｃａｂｌｅｓｙｓｔｅｍｓａｎｄｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｏｆｐａｒｔｉａｌｄｉｓｃｈａｒｇｅｔｅｓｔ，ｔｈｅｌｅｖｅｌｏｆｐａｒｔｉａｌｄｉｓｃｈａｒｇｅｉｎｄｅ—ｔｅｃｔｉｎｇ，ＸＬＰＥｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｃａｂｌｅｓｙｓｔｅｍｓ，ｉｓｏｎｌｙａｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｆｏｒｄｅｔｅｃｔｏｒｏｆｐａｒｔｉａｌｄｉｓｃｈａｒｇｅｏｎａｃｃｏｕｎｔｏｆｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｏｆｄｅ－ｔｅｃｔｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ｉｎｆａｃｔ，ｔｈｅｒｅｓｈｏｕｌｄｂｅｎｏｄｅｔｅｃｔａｂｌｅｄｉｓｃｈａｒｇｅｗｈｉｃｈｅｘｃｅｅｄｔｈｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｄｅｔｅｃｔｏｒｏｆｐａｒｔｉａｌｄｉｓ—ｃｈａｒｇｅｔｈｅｎｔｈｅＸＬＰＥｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｃａｂｌｅｓｙｓｔｅｍｓｃｏｕｌｄｈａｖｅｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎｌｏｎｇｔｅｒｍｑｕａｌｉｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＸＬＰＥｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｃａｂｌｅｓｙｓｔｅｍｓ；ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｌｅｖｅｌｏｆｐａｒｔｉａｌｄｉｓｃｈａｒｇｅ；ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｏｆｄｅｔｅｃｔｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅ０引言目前公认局部放电测试为较好反映电气设备绝缘长期电气性能的重要指标之一。

XLPE电力电缆绝缘老化分析摘要：本文对电缆的绝缘老化原因和主要绝缘监测技术进行分析，首先建立了气隙局放等效电路模型，在此基础上搭建电缆绝缘介质气隙放电仿真模型。

提出基于监测电缆绝缘介质局部放电信号为主的模糊综合评价法，为基于局部放电信号的电缆绝缘监测提供了理论依据。

关键词：电力电缆；绝缘老化；仿真模型1电缆绝缘老化故障及监测方法1.1绝缘材料老化基于物联网的配电线路监测系统，由前端的智能电网传感器和通常电缆绝缘劣化分为电劣化、热劣化、化学劣化、机械劣化及鼠虫害引起的劣化等。

最常见的类型是电劣化。

电劣化的主要形式有局部放电劣化和电树枝劣化。

电缆浸水是影响电缆安全运行的主要隐患。

研究表明，聚乙烯聚合物的绝缘老化需要先经过树枝老化。

1.2绝缘监测方法现有的电缆绝缘性检测方法分为离线检测试验和绝缘在线监测两种。

而离线检测多以周期预防性试验为主。

预防性实验的模式为周期巡检、定期停电实验。

离线检测方法主要包括介质损耗检测试验、直流耐压试验、局部放电试验及交流耐压试验等。

传统的电缆离线检测方法需要停电为辅，这对人们的生产、生活带来极大的困扰，难以适应当今电网全面自动化、智能化的趋势。

在线监测可以在对电缆无任何损伤情况下实现对电缆的绝缘水平评估、实时掌握电缆运行状况。

其独特的优势成为近几年来学者们热衷的话题。

国内外主流的电缆在线监测方法有直流分量法、直流叠加法、交流叠加法、介质损耗法、局部放电法、低频叠加法等依托电信号监测的方法以及温度分布测量法、电缆应力测量法等物理特征监测方法。

1.3局放在线监测方法监测局部放电信号是定量分析绝缘劣化的主要方式之一，可以判断内部是否存在缺陷，作为警告或预警信息。

还可根据信号分析电缆的老化情况，预估电缆的剩余使用寿命。

局部放电会产生的放电现象有很多种，有些诸如电流脉冲、介质损耗突然增大、电磁波辐射等电气现象，另外一些则属于非电气现象，例如光、热、噪声等。

通过这些现象完成对局部放电现象的监测。

基于局部放电频谱分析的XLPE电力电缆在线监测技术研究摘要：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。

关键词：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，將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。