电力电缆局部放电带电检测技术及其应用
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电力电缆局部放电带电检测技术及其应用
摘要：电力电缆局部放电检测的技术主要是指局部放电产生不同的物 理现象为实际的依据，并且还要通过对不同的物理现象来对局部放电 的状态进行描述和反应。本文简要介绍了电力电缆局部放电带电检测技术，阐述了电缆局部放电的脉冲波形特征，局放信号的检测原理及电缆中局放源定位的基本方法。在此基础上，给出了一个变电站电缆现场检测的应用实例。
关键词：电力电缆；局部放电；带电检测技术；应用
引言
电气设备检修技术的发展大致可以分为三个阶段，即故障检修，定期检修、状态检修。状态检修是以可靠性为中心的检修，并逐步取代以往的定期预防性检修，它是根据设备的状态而执行的预防性作业。状态检修通过对设备关键参数的测量来识别其已有的或潜在的劣化迹象，可在设备不停运的情况下对其进行状态评估。这种策略不必对设备进行定期大修，提高了检修的针对性和有效性，能发现问题于萌芽状态，有效延长设备的使用寿命，合理降低设备运行维护费用。随着电力电缆在城市电网建设中的普遍应用，对提高电力电缆检测手段的需求日益迫切，尤其是带电检测。
1理及特征
1.1脉冲的电流法
脉冲的电流法主要针对了检测变压器壳体的接地线、壳体的接地线和铁芯的接地线以及绕组局部放电引起的脉冲电流的现象。它是最早和最广泛使用的检测方法之一。电流传感器可主要分为窄带和宽带两种形式。窄带传感器通常是lOkHz，灵敏度高，抗干扰能力强等优点，但其输出波形严重畸变的宽频带传感器的带宽约为100kHz，具有高分辨率的优点，但信噪比低。这种方法的主要缺点是检测灵敏度和测量的准确性，分辨率，动态范围等。因此，当样品的电容较大，耦合阻抗，灵敏度也会受到相应的限制；二是i贝0试频率较低，三是在离线状态下其中的灵敏度也非常高，并且现场会很容易受到外界干扰的严重影响。
1.2高频电流法
高频电流法是一种比较常用的检测的方法，但是只能在两个方面i斯亍相应的检测：主要是电缆和电缆接地电缆两个方面。当电缆发生局部放电现象的时候，一些电流会通过外屏蔽不断的流入地球。因此，就可在接地线上对高频电流传感器进行设置，使地线局部放电电流，以判断局部放电的发生。由于电缆体相当于—个感应天线，所以检测方法会受到大量的广播干扰，所以要做—定量的数据处理才能分辨出电缆中的部分放电脉冲。
1.3超声波法
超声波法主要在电力电缆发生局部放电的时候，会不断的出现声发射的现象。因此，我们要对超声波传感器进行利用，来检测电缆中的局部放电。本发明避免了与高压电缆直接电连接，适用于无停电的电缆在线检测。变压器内部绝缘结构复杂，声波衰减和声速的影响都是不同的。目前，对超声波传感器进行使用检测的电磁干扰的能力比较差，并且灵敏度也不是很高，这就对检测的难度进行了增加。
1.4化学检测法
化学检测法是以变压器产生局部放电的情况会对周围用于绝缘的各类材料进行破坏洼分解，然后再形成新的合成物的原理进行检测的。化学法主要检测的是合成物的组成与浓度，如果在其中发现了由于局部放电产生的合成物则可以判定变压去出现了局部放电。这种方法目前已经成熟广泛地应用在了变压器在线故障的诊断当中。化学检测法在对故障类型的判定中主要是通过对不同的气味以及浓度来进行的，因此，建立起来的模式识别系统，就可以实现故障的自动识别。但是我国目前，仍然没有形成统一的标准和态度。因为它对早期潜伏性故障的发现程度比较灵敏，但是却不能对突发|生的故障进行反应。
1.5光测法
光测法主要由局部放电产生的光辐射，在变压器油当中，不同放电的光波长度也不同。要以及实际的研究数据显示，它通常是在500-+700mm之间。当光电转换完成之后，要通过光电流的特陛进行检测，来对局部放电进行识别。虽然实验室分析的使用光学方法在局部放电特性取得了很大的进步，但是因为设备复杂和造价昂贵以及灵敏度低的光学方法，需要对光进行测试的材料是比较透明的，因此，它是不能在社会实践当中进行广泛的应用和推广。
2 电力电缆局放带电检测
目前，局部放电检测被公认为是一种最有效的绝缘诊断方法。带电检测应用中更是如此，目前大量运行的设备缺乏有效的检测手段而导则事故频发，电力电缆尤其如此。近年来电力电缆在城市化建设中得到了大量的应用，但其绝缘状态检测缺乏有效的手段，国内外对电力电缆的局放带电检测做了大量的研究，目前已经取得了很好的成果。电力电缆中发生局部放电时．其产生的脉冲为是单极性脉冲，上升时间很短。并且脉冲宽度也很窄。脉冲从产生的位置两边传播，由于在电缆中传播时的衰减和散射，当到达测量点时．脉宽增加，幅值减小。一般情况下，在测量时能检测到比较好的脉冲波形。其保留了很多与源波形相同的特性。
如果上升时间和脉冲宽度在电缆局部放电脉冲的通常范围内，那么就可以把该脉冲看成是电缆局部放电。一般来说，电缆局部放电的上升时间在几十纳秒到微秒级之间，而脉宽一把小于10个微秒。脉冲的上升时间和脉宽取决于电缆端部的脉冲波形。也取决于检测电路。由于检测电路的不确定性．同样使得上升时间和脉冲宽度随之变化，例如当其包含一个大电感时。脉冲的上升时间就会迟缓，并且脉冲宽度也会变大。然而，在脉冲的起始位置，上升时间却是一个很有价值的特征。对于利用高频电流传感器（HFCT）的带电局部放电检测．其检测电路通常有较大的带宽（>20MHz）。这种简单的方法还是能得到较为满意的测量结果的。
3电缆局部放电定位法
在检测到电缆局放时，如果能对局部放电源进行定位，那么局部放电活动测量的实效性就会大大提高。现在应用较多的局放源定位方法是时域反射（Time
Domain Reflectometry，TDR）法。该方法的一般做法是在电缆的一端架设脉冲检测装置，利用局放脉冲在电缆中传播的反射原理，检测同一个脉冲在电缆中来回传播的情况和时间差，通过脉冲辨识的方法确定局放源的位置。在电缆近端架设局放信号耦合装置，可通过脉冲电流法的检测阻抗，或者高频电流传感器等措施检测得到放电脉冲信号。当电缆线路中某个绝缘缺陷点发生放电时，产生的局放脉冲形成两个幅值相等的信号，在电缆线路内分别沿着相反的方向传播。通过分析两个信号（直接传播到近端的脉冲A和经远端反射后到达的脉冲B）到达时间的时延差，并结合电缆中脉冲的传播速度等参数，可以估计出局放脉冲发生的位置。同样，在电力电缆的带电检测中，传感器上也能检测到类似的脉冲群信号，通过脉冲群信号的方向可以判断局放源的具体位置。
4现场电缆局放检测 某单位采用PDS—Gl500型局放检测系统对变电站进行巡检，成功发现了多个潜在的电缆放电缺陷。下面给出一个变电站现场检测电缆的实例。在变电站巡检的过程中，我们在该变电站电缆层的接地线中发现了明显的放电信号，经时延对比测试，确定放电来自其中一根编号为358l的电力电缆。
结束语
随着电网的不断扩大，电力电缆局部放电检测越来越重要，并且地方电力电缆领域的施工工艺也在不断的提高，目前，电力电缆局部放电检测是最有效的检测方法，它不仅灵敏度高，而且时间长。然而，对于目前的隋况，局部放电的高压电力电缆只是一个微弱的信号，因此，容易受到干扰，对电缆的局部放电有一定的难度。为此，在未来的发展中，有必要研究干扰因素及电力电缆局部放电的测试，这是用来减少干扰信息对测试结果的影响。因此，对电力电缆局部放电的研究需要深入而全面地研究。
参考文献：
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