高压电缆终端局部放电案例分析

一起110kV GIS开关电缆仓特高频和超声波局部放电检测案例分享摘要：随着电网建设的加速发展，电网安全可靠要求越来越高，各电网管理部门采取各种手段对电网设备进行检查管理，本文通过介绍作者对某地110kV变电站的一起GIS开关局部放电异常的检测情况，分析现阶段电网设备局部放电巡检，的一些方法及综合应用思路。

关键词：带电检测；射频巡检；GIS设备；局部放电一、案例概述2017年10月，带电检测技术人员在对某110kV变电站一次设备射频巡检的例行工作时，在110kV开关场#532回路附近发现较强的异常信号，检测得到电磁波信号远高出背景信号。

带电检测专业化团队成员随即对该变电站进行了GIS设备的带电检测复测工作。

检测发现，该信号具有很强的间断出现的特征，先后在10月14日、20日、26日、27日均为出现一段时间后消失，经查信号消失前后的负荷无明显变化。

经过详细检测定位，发现在#535线电缆仓（三相共体）的B相出线终端部位测得信号最为明显，初步认为放电位置在该电缆的GIS终端部位。

二、现场检测情况2.1 检测对象110kV开关场#535复长二线间隔气室及其临近间隔气室、母线气室2.2检测项目射频巡检、特高频局放、超声波局放2.3检测仪器及装置表1-1 检测仪器清单2.4 检测数据本次检测依据以下标准：Q/GDW11059.1-2013《气体绝缘金属封闭开关设备局部放电带电测试技术现场应用导则第1部分超声波法》Q/GDW11059.2-2013《气体绝缘金属封闭开关设备局部放电带电测试技术现场应用导则第2部分特高频法》2.5 射频巡检检测数据在用PDS100特高频巡检仪开展全站普测中，发现110kV开关场#532回路附近发现较强的异常信号，检测图谱如下图1-1所示。

（射频巡检图中红线为站外背景基线，黄线为测试位置的信号线）图1-1 初测#532间隔的特高频射频图谱带电检测人员射频巡检复测，使用PDS100对该变电站开展射频局放检测，在110kV开关场发现局放信号，但在相同时间段比较，#535间隔附近的异常信号更强，检测图谱如图1-2所示，从图中可较为明显的看出在0至1000MHz的全频率检测段，均有较明显的局放信号出现。

解析10kV电缆接头典型缺陷局部放电在进行电能传输的过程中，电缆往往会受到磁场、电场等因素的影响而逐渐的发生绝缘老化的现象，导致绝缘性能的降低，甚至会产生局部放电的现象而使绝缘老化的现象加重并最终击穿绝缘物质。

拒不完全统计分析表明：电缆发生故障的主要原因就是因为电线的接头出现问题，这是因为在安装的过程中没有对电缆接头按照严格的规范和要求进行施工，那么这样的缺陷电缆接头投入到实际生产运行过程中后就会发生局部放电的现象而最终影响接头使用。

标签：10kV；电缆接头；典型缺陷；局部放电引言：随着城市的发展，城市的电力基础得到了迅速的发展，在进行电力发展的过程中由于电缆可以有效的降低线路的使用量，而且减少对环境的污染，所以10kV 的配网在城市中得到了广泛的使用。

但是一旦电缆出现故障，那么一方面需要投入大量的精力去进行故障抢修，另一方面由于停电还会对周围的企业生产以及人们的正常生活造成严重的不便，所以及时的了解电缆的运行状态，并且将隐患进行消除可以有效的降低10kV配网发生故障的几率，这样可以对提高供电的可靠性有着很大的意义。

1、现有进行局部放电检测方法以及基本原理目前针对10kV电缆的检测方法主要可以分为两大类，分别是脉冲电流局部在线法以及OWTS振荡波法。

1.1 局部在线检测方法在局部放电的过程中会伴随着一些列超声波或者是电磁波的产生，所以我们可以根据这些指标来分析局部放电情况，常用的方法有脉冲法、高频法以及色谱法等等。

但是常见的而且应用比较成熟的方法就是脉冲电流法。

当电缆的局部出现放电的情况时，就会发出高频率的脉冲电流，而这样的电流就会按照电缆的传播方向通过接地线而流入大地，所以可以在接地线上通过安装电流传感器来监测这样的电流，实现对故障的分析。

利用脉冲电流法进行监测可以有效的抵制其他信号的干扰，对于局部放电的位置可以准确的定位，而且对于不同的故障缺陷可以快速的分析和判断，可以在不用停电的情况下实现对电缆的分析研究，大大的节约了工作时间以及人力和物力；然而，利用脉冲传感器接收到的放电量与真实的放电量存在一定的差距，这是因为在信号传输的过程中会出现衰减的现象，所以无法对真实的放电量进行确定，所以为了得到精准的数据需要在远距离传输的过程中配套相关的信号传输设施。

一起220kV 电缆终端局放带电检测分析实例发表时间：2015-01-08T10:36:05.010Z 来源：《科学与技术》2014年第11期下供稿作者：魏彬孙彤[导读] 研究发现，电缆的绝缘水平与其局部放电量密切相关，局部放电量的变化可以在一定程度上预示电缆绝缘水平的劣化。

国网天津市电力公司检修公司魏彬国网天津市电力公司城东供电分公司孙彤摘要：通过对变压器、电缆终端等电气设备进行带电检测工作，能够及时有效地发现设备由于内部缺陷导致的局部放电现象，避免其发展为重大故障。

针对天津地区某220kV 变电站带电检测发现的电缆终端存在局部放电的现象，分析了高频、超高频局放检测和超声波定位结果，并对可疑部位的SF6 气体分解产物进行气相色谱分析，推测为断路器内部缺陷。

最终对断路器解体检查，发现断路器内部多处存在放电痕迹，表明利用高频检测法检测电缆局部放电可行、有效。

关键词：局部放电；带电检测；高频检测引言随着近些年城市电网建设不断深入，输配电电缆在城市电网规划中的地位愈加突出，电力电缆运行是否稳定直接影响城市电网能否安全运行。

带电检测技术利用红外线、紫外线、超声波、高频和超高频等传感探测技术，对设备的温度、声信号、电磁波信号等信息进行检测，通过分析对比采集数据特征来判断设备运行状态，从而在不影响设备正常运行的状态下诊断设备状态并对设备缺陷进行定位，实现状态评价和状态检修的目的。

通过对国内主要城市电力电缆抢修记录的统计分析可以发现，导致电力电缆运行故障的原因可主要有：外力破坏、电缆附件制造质量、电缆敷设安装质量和电缆本体制造质量四种[1]。

随着电缆制造技术的不断发展普及，目前国内外电缆生产厂商都能够很好地控制电缆产品质量，因此，在没有外力破坏的情况下，电缆本体发生故障的概率很低。

相比之下，电缆终端和中间接头由于其结构复杂且对安装工艺要求较高，在现场安装过程中受安装工人工艺水平和周围环境条件等因素影响，其绝缘品质往往低于电缆本体，在日后的长期运行中发生的问题远远多于电缆本体。

附录D（资料性附录）局部放电高频电流检测法的典型特征图谱D.1主绝缘电树缺陷附图D.1主绝缘电树缺陷D.2主绝缘气泡缺陷附图D.2主绝缘气泡缺陷D.3主绝缘刀痕缺陷附图D.3主绝缘刀痕缺陷D.4悬浮放电缺陷附图D.4悬浮放电缺陷D.5主绝缘半导电电尖刺缺陷附图D.5主绝缘半导电电尖刺缺陷附录E（资料性附录）典型局部放电缺陷的案例分析E.1电缆本体外半导电层放电缺陷电缆本体外半导电层放电缺陷如附图E.1示。

（a）PRPD谱图（b）铜编织网放电烧蚀附图E.1外半导电层放电缺陷的谱图及解体情况E.2电缆终端尾管位置电缆外半导电层爬电缺陷（a）PRPD谱图（b）解体发现的爬电缺陷附图E.2电缆终端尾管位置电缆外半导电层爬电缺陷E.3电缆本体气隙放电缺陷（a）PRPD谱图（b）解体发现的缺陷附图E.3电缆本体气隙放电缺陷E.4电缆终端漏油引发的局部放电缺陷附图E.4电缆终端漏油引发的局部放电缺陷E.5电缆终端应力锥内部裂痕引发的局部放电缺陷附图E.5电缆终端应力锥内部裂痕引发的局部放电缺陷附录F（资料性附录）局部放电高频电流检测的定位方法F.1光纤同步测量法光纤同步测量法是在一段电缆线路上的每个接头处架设HFCT传感器，并同时采集各个传感器上的局放信号。

由于每个传感器信号采集点具有时间同步刻度，通过比较各个接头上局放信号判断出局放源的位置。

其同步性通过在各个接头之间架设光缆实现。

这种方法能够对长距离电缆进行局放定位，且较为精确，但要求每个检测点都能够实现信号同步采集，需要特定的同步方法。

通过测量局部放电电磁波信号到达两个测量点的时间差来计算局部放电位置，公式为：l1=[L-（T N1-T M1）v]/2（F-1）l2=[L-（T M1-T N1）v]/2（F-2）式中：L——相邻两个测试点间的距离；l1、l2——局部放电点分别与两个测试点的距离；T M1、T N1——局部放电信号到达两个测试点的时间；v——局部放电信号在电缆的传播速度。

一起10kV电缆放电事故情况分析摘要：随着我国经济建设的飞速发展，在各行各业中大量使用电力能源，而电力电缆又是电力输送的主要工具之一。

电缆故障会直接威胁到发、变电及电网系统的安全运行，造成巨大的经济损失、严重威胁人民的生命安全。

本文分析了一起10kV电缆放电事故，罗列了一些主要的故障类型，浅析了故障原因，并在此基础上提出了一些故障的防范措施。

关键词：电力电缆；放电；分析；防范电力系统采用的电线电缆产品主要有架空裸电线、汇流排（母线）、电力电缆（塑料线缆、油纸电缆、橡套电缆、架空绝缘电缆）、分支电缆以及电力设备用电气装备电线电缆等。

随着电力电缆埋地敷设工程的迅速发展，对电缆保护提出的更高要求，电缆保护套管是采用聚乙烯PE和优质钢管经过喷砂前处理、浸塑或涂装、加温固化工艺制作而成。

它是保护电线和电缆最常用的一种电绝缘管。

运维具有绝缘性能良好、化学稳定性高、不生锈、不老化、可适应苛刻环境而被广泛得以应用。

使用电缆保护套保护电缆可以达到如下优势：1、良好的耐腐蚀，使用寿命长，可在潮湿盐碱地带使用。

2、阻燃、耐热性好，可在130度高温下长期使用而不变形，遇火不燃烧。

3、强度高、刚度高。

用在行车道下直埋无需加混凝土保护层，能加快电缆工程建设进度。

4、电缆保护套管无论是管材还是管件都具有一定柔性，能抵御外界重压和基础沉降所引起的破坏。

5、具有良好的抗外界信号干扰性能。

6、内壁光滑，不刮伤电缆。

事件发生及处置情况某日运维人员对所辖变电站进行设备巡视工作时，发现10kV开关室存在间隙放电的异常声响。

经过仔细辨识确认放电声响来自208站用变间隔电缆终端隔室，运维人员随即对208站用变及站内低压系统及负荷情况进行检查未发现异常现象。

初步分析放电异常与近日连续雾霾与降雨天气有关，当时某站10kV开关室空调设备运行正常，室内环境温度10度，湿度65%。

为了确认异常现象涉及范围，运维人员对10kV开关室所有设备间隔进行了逐一排查，均未发现异响及异常情况。

高压电缆局部放电检测及实例分析摘要：在高压电缆运行过程中，电缆故障前会出现局部放电现象，且危害性较大，需要掌握有效的检测方法。

本文首先对高压电缆局部放电特征及危害、高压电缆局部放电检测原理进行分析，在此基础上，结合某220kV工程实例，探讨具体的高压电缆局部放电检测试验，为今后电力运行和实践提供参考。

关键词：高压电缆；局部放电检测；实例分析前言高压电缆由于长时间与空气、水分、土壤等发生接触，电缆绝缘层容易受到腐蚀，出现绝缘老化现象。

此时电缆的电容和电阻都已发生改变，在物理和化学效应下，出现局部放电现象。

在高压电缆运行维护过程中，对局部放电故障点进行排查和检测是一项重要工作，而且具有较高难度，如果选择方法不当，会消耗大量时间，容易导致故障升级。

因此，有必要对其具体检测方法进行研究，提高高压电缆局部放电检测效率和检测结果的准确性。

一、高压电缆局部放电及检测原理（一）高压电缆局部放电特征及危害高压电缆局部放电通常是指高压设备绝缘介质处于高电场强度下，受电场作用发生在电极间的未贯穿放电现象。

这种放电现象只出现在绝缘部位，不会马上形成贯穿性的通道，所以被称为局部放电。

目前采用的交联聚乙烯（XLPE）电缆，其绝缘层材料属于固态塑料结构，但制造过程中容易混入金属等杂质，或因内外半导体层的不规则凸起、出现气孔等，导致高压场强不均匀，或是在绝缘中存在电树。

这些原因都可能导致高压电缆出现局部放电现象。

从实际情况来看，在电缆制造工艺的快速发展下，其自身质量问题已经得到了有效控制，因此目前局部放电现象一般出现在交联聚乙烯电缆的中间接头或终端头部位。

一般情况下，局部放电产生的能量较小，不会影响电缆正常运行，但如果局部放电现象长期存在，会对绝缘层造成累积损害，最终导致绝缘层被击穿。

而且交联聚乙烯电缆的自身材料化学性质决定其耐局部放电性较差，会加速绝缘劣化，最终导致绝缘失效，引发故障事故[1]。

（二）高压电缆局部放电检测原理当高压电缆出现局部放电现象时，耦合电容Ck会对被试电缆Cx进行瞬间充电，从而形成高频脉冲电流波形。

电缆线路局部放电缺陷检测典型案例（第一版）案例1：高频局放检测发现10kV电缆终端局部放电（1）案例经过2010年5月6日，利用大尺径钳形高频电流传感器配Techimp公司PDchenk 局放仪，在某分界小室内的10kV电缆终端进行了普测，发现1-1路电缆终端存在局部放电信号，随后对不同检测位置所得结果进行对比分析，初步判断不同位置所得信号属于同一处放电产生的局放信号，判断为电缆终端存在局放信号。

2010年6月1日通过与相关部门协调对其电缆终端进行更换，更换后复测异常局放信号消失。

更换下来的电缆终端经解体分析发现其制作工艺不良，是造成局放的主要原因。

（2）检测分析方法测试系统主机和软件采用局放在线检测系统，采用电磁耦合方法作为大尺径高频传感器的后台。

信号采集单元主要有高频检测通道、同步输入及通信接口。

高频检测通道共有3个，同时接收三相接地线或交叉互联线上采集的局部放电信号，采样频率为100 MHz，带宽为16 kHz~30 MHz，满足局部放电测试要求。

同步输入端口接收从电缆本体上采集的参考相位信号，通过光纤、光电转换器与电脑的RS232串口通信，将主机中的数据传送至电脑中，从而对信号进行分离、分类及放电模式识别。

利用局部放电测试系统，在实验电缆中心导体处注入图1-1的脉冲信号，此传感器可直接套在电缆屏蔽层外提取泄漏出来的电磁波信号，在电缆中心导体处注入脉冲信号，耦合到的信号如图1-2所示。

图1-1 输入5 ns脉冲信号图1-2输入5 ns脉冲信号响应信号将传感器放置不同距离时耦合的脉冲信号如图1-3所示。

距电缆终端不同距离耦合的脉冲信号随其距离的增长而减小（见图1-4），这样就可以判断放电是来自开关柜内还是线路侧。

a）距电缆终端0.1 m b）距电缆终端1.5 m图1-3 局部放电系统的耦合信号图1-4 不同位置耦合的脉冲信号2010年5月6日，在某分界小室内的10kV电缆终端进行了普测，在距离1-1路进线电缆0.5 m和1.0 m处分别发现局放信号，测试结果如图1-5及图1-6所示。

电缆终端异常放电原因分析2900字抽水蓄能电站由于其机组运行的特殊性，机组抽水时需要用到静止变频器（SFC）。

静止变频器（SFC）是利用电力半导体器件（可控硅）的通断作用将工频变换为另一频率的电能控制装置。

机组在抽水启动过程中利用这一特性，减小对电网的冲击。

SFC主要由输入单元、变频单元、输出单元、控制单元、保护单元及辅助单元几部分组成。

输入单元中包括输入开关、输入变、输入限流电抗器等，这些一次设备主要靠高压电力电缆相连接，电缆终端制作的工艺水平直接影响着SFC系统的安全运行。

毕业电缆；终端；绝缘1、概况某电站安装有4台单机300MW的抽水蓄能机组，总装机1200MW。

发电/电动机为三相、立轴、半伞式、带阻尼绕组旋转磁极、空冷、可逆式同步电机；水机部分为立轴、单级、混流可逆式水泵水轮机。

机组具有发电、抽水、发电调相、抽水调相、停机五种工况，另外还设有背靠背拖动特殊工况。

机组抽水或抽水调相启动时如果用工频电源直接启动，起动电流为额定电流的6～7倍甚至更大，这样将产生机械电气上的冲击。

利用变频器可以平滑地启动（起动时间变长），起动电流为额定电流的1.2～1.5倍，这样将大大减小直接启动对电气设备的冲击。

该厂SFC系统电源取至两路分别为：1号主变低压侧、4号主变低压侧。

2、SFC系统电缆终端异常现象原因2.1SFC系统原理：SFC变频装置产生从零到额定频率的变频电源，可将机组同步的拖动起来。

由于机桥在机组启动初期机端电压太低不能自动换相，所以SFC拖动时分为低速运行阶段和高速运行阶段。

为了使SFC在整个频率范围内正常工作，低速运行阶段工作频率上限高于高速运行阶段的工作频率的下限。

在低速运行阶段，SFC旁路开关合于旁路侧，由于启动初期机端电压太低，SFC逆变桥不能自动换相，此时整流桥设置在全逆方式来截断直流回路的电流，当电流等于0时，计算出下一组欲触发的可控硅，同时取消整流桥的全逆变功能，恢复回路中的电流，使新的一组可控硅导通，这种工作方式又称强制换相运行，当转速升至约38r/min时，SFC旁路开关合于变压器侧。