電纜局部放電帶電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用分析

李小龍 柴曉昀

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市規(guī)模的擴(kuò)大，各等級(jí)輸電電纜線路呈逐年增多的趨勢(shì)，電纜運(yùn)維工作的重要性日漸凸顯，工作任務(wù)愈加繁重。采用傳統(tǒng)的巡線方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率低下，且僅能發(fā)現(xiàn)線路管道中存在的一些肉眼可見(jiàn)的安全隱患，而對(duì)判斷電纜的絕緣狀態(tài)無(wú)能為力。電纜線路中如果存在缺陷，在一定條件下會(huì)發(fā)生放電。局部放電檢測(cè)作為一種帶電檢測(cè)手段可檢出此種缺陷，目前在應(yīng)用中已取得一定成果。

關(guān)鍵詞：電纜;局部放電;帶電檢測(cè);技術(shù)應(yīng)用

1局部放電檢測(cè)

局部放電現(xiàn)象在目前電纜的制造方式、工藝水平環(huán)境下，是無(wú)法避免且普遍存在的。一旦電纜出現(xiàn)局部放電的現(xiàn)象，對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全性會(huì)產(chǎn)生一定的威脅，不利于電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，需要電力維護(hù)管理人員采用一定的方法，對(duì)電纜局部放電現(xiàn)象進(jìn)行檢測(cè)。局部放電檢測(cè)也就是通過(guò)對(duì)局部放電現(xiàn)象發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的信息進(jìn)行檢測(cè)和識(shí)別，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電纜絕緣體內(nèi)部存在的缺陷，采用針對(duì)性的方法進(jìn)行解決，避免和減少事故的發(fā)生。

2電力電纜局部放電帶電檢測(cè)的重要性

2.1及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除安全隱患

前文提到，局部放電現(xiàn)象會(huì)在電纜局部位置產(chǎn)生強(qiáng)烈的脈沖電流，并且還會(huì)有明顯的放電現(xiàn)象。這些都會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)面臨著安全威脅，輕則導(dǎo)致電纜破損、絕緣性降低，重則引發(fā)漏電、火災(zāi)等重大安全事故。因此，針對(duì)電力電纜局部放電現(xiàn)象的檢測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電纜本身工藝以及安裝工藝存在的質(zhì)量問(wèn)題，通過(guò)有效方法進(jìn)行解決，可以規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)。此外，如今電力系統(tǒng)中星形接地系統(tǒng)十分常見(jiàn)，發(fā)生諧振時(shí)油紙絕緣電力電纜會(huì)發(fā)生接地故障。針對(duì)電纜局部放電現(xiàn)象的檢測(cè)，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障產(chǎn)生的原因，并進(jìn)行快速處理，維護(hù)電網(wǎng)安全。

2.2檢查質(zhì)量問(wèn)題

首先，電力電纜的安裝具有一定的技術(shù)性，電力電纜安裝到位，可以有效的保障電力電纜正常運(yùn)轉(zhuǎn)，為電網(wǎng)運(yùn)輸提供保障，電力電纜安裝不到位，就不能起到良好的電網(wǎng)運(yùn)輸作用，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引發(fā)電力安全事故。對(duì)電力電纜進(jìn)行局部放電帶電檢測(cè)，可以檢查電力電纜安裝過(guò)程中的質(zhì)量問(wèn)題，讓施工人員明確電纜中間接頭以及電纜終端頭的安裝在哪一步出現(xiàn)了問(wèn)題，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行問(wèn)題的解決，保障電力電纜后續(xù)可以正常工作。其次，在星形接地系統(tǒng)下，諧振時(shí)油紙絕緣電力電纜因?yàn)椴幻髟驎?huì)出現(xiàn)短暫的接地故障，對(duì)電力電纜進(jìn)行局部放電測(cè)試，可以有效查明故障的真正原因，并及時(shí)的采取措施解決故障，保障電網(wǎng)用電安全。

2.3配合檢修工作

在電力電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，維護(hù)檢修工作不可或缺。在電力電纜及相關(guān)設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的情況下可能會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，產(chǎn)生一定的故障安全隱患。而局部放電檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，一方面可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)局部放電安全隱患，另一方面也可以對(duì)電纜、電力設(shè)備的其他故障因子進(jìn)行檢查。由此可見(jiàn)，局部放電檢測(cè)也是電力電纜系統(tǒng)日常維護(hù)檢修工作的重要組成部分，對(duì)維護(hù)電纜穩(wěn)定運(yùn)行、降低損失有重要的作用。

3電力電纜局部放電檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

3.1超聲法

超聲法是利用超聲傳感器來(lái)進(jìn)行電力電纜的局部放電帶電檢測(cè)。這種方法是一種研究相對(duì)較早的一種方法，在非電量局部放電測(cè)量中比較常見(jiàn)，已經(jīng)應(yīng)用于一些電力企業(yè)的局部放電監(jiān)測(cè)工作中。超聲法主要是借助超聲傳感器進(jìn)行局部放電帶電檢測(cè)的，一般使用壓電晶體傳感器，大多數(shù)情況下是監(jiān)測(cè)電纜接頭的局部放電情況。電力電纜在發(fā)生局部放電時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的聲音信號(hào)，這種信號(hào)的頻帶較寬，超聲傳感器可以接收一定的超聲信號(hào)，將其轉(zhuǎn)化為電量。在超聲傳感器的外端還存在分離放大器，超聲傳感器和放大分離器一般放在電纜附件，分離放大器可以將聲音信號(hào)進(jìn)行放大處理，之后信號(hào)會(huì)經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)化模塊，模塊里面的光纖會(huì)將轉(zhuǎn)化之后的信號(hào)信息傳送到專門(mén)的數(shù)據(jù)采集卡中，數(shù)據(jù)采集卡與工控機(jī)進(jìn)行相連，工控機(jī)會(huì)將數(shù)據(jù)采集卡里的信號(hào)信息反映出來(lái)，形成波形數(shù)據(jù)。超聲法可以有效的降低外界環(huán)境對(duì)于監(jiān)測(cè)的干擾，提高電力電纜局部放電帶電檢測(cè)的精準(zhǔn)度。超聲信號(hào)具有非常小的波速，因此，技術(shù)人員也可以實(shí)行很好的故障定位，這些都是的超聲法在電纜運(yùn)行的現(xiàn)場(chǎng)可以實(shí)現(xiàn)有效的電纜局部放電檢測(cè)。但是超聲法也存在一些局限性，因?yàn)槌曅盘?hào)的產(chǎn)生是有限的，一般來(lái)說(shuō)比較小，在超聲傳感器性能不優(yōu)的情況下不容易實(shí)現(xiàn)超聲信號(hào)的采集與反映。此外，電力電纜的外表具有一定的絕緣層，這種絕緣層可以吸收一定的高頻超聲波，使得原始的高頻超聲信號(hào)在傳輸?shù)倪^(guò)程中出現(xiàn)衰減的現(xiàn)象，最后形成出來(lái)的數(shù)據(jù)與原始信號(hào)相比差距較大，不利于超聲法進(jìn)行推廣。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，相關(guān)技術(shù)人員對(duì)于超聲傳感器進(jìn)行了性能的提升，加強(qiáng)了超聲法在實(shí)際運(yùn)用中的推廣。

3.2高頻電流法

這是一種非電接觸式的檢測(cè)技術(shù)，也是之前十分知名的脈沖電流法的升級(jí)版。該方法主要是以高頻羅氏線圈取代測(cè)量阻抗，可以直接在電纜耦合回路當(dāng)中采集局部放電現(xiàn)象產(chǎn)生的脈沖信號(hào)。這種技術(shù)從執(zhí)行方式到檢測(cè)結(jié)果等方面都有很大的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在于技術(shù)人員安裝設(shè)備和實(shí)施檢測(cè)的便捷性較高，同時(shí)可以根據(jù)實(shí)際情況和相關(guān)需求進(jìn)行靈活調(diào)整，具有靈活度較高的優(yōu)勢(shì)。在采用高頻電流法進(jìn)行電力電纜局部放電現(xiàn)象檢測(cè)時(shí)，技術(shù)人員可以對(duì)信號(hào)帶寬進(jìn)行靈活調(diào)整，并且可以根據(jù)實(shí)際需要提高數(shù)據(jù)采集范圍。不過(guò)，在使用中，高頻電流法也存在一些不足。具體來(lái)講，檢測(cè)人員在采用該技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，耦合信號(hào)要從接地線上進(jìn)行，這種方法會(huì)導(dǎo)致外界電磁干擾較大，對(duì)檢測(cè)準(zhǔn)確性產(chǎn)生一定的影響。同時(shí)，該檢測(cè)方法執(zhí)行的過(guò)程當(dāng)中還會(huì)受到廣播信號(hào)的干擾，也就是說(shuō)高頻電流法的抗干擾能力較弱。此外，該方法對(duì)技術(shù)人員相關(guān)裝置設(shè)備的安裝和調(diào)試水平要求較高，如高通濾波放大器、傳感器安裝不到位，或是匹配度不足，都會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果。當(dāng)然，如今技術(shù)研究人員通過(guò)對(duì)抗干擾措施的研究，一定程度上提高了高頻電流法的可靠性。

3.3特高頻局部放電檢測(cè)

局部放電檢測(cè)特高頻法的基本原理是通過(guò)特高頻傳感器對(duì)電力設(shè)備中局部放電時(shí)產(chǎn)生的特高頻電磁波（100～3000MHz）信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，從而獲得局部放電的相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)局部放電監(jiān)測(cè)。特高頻法正是基于電磁波在GIS中的傳播特點(diǎn)而發(fā)展起來(lái)的。他的最大優(yōu)點(diǎn)是可有效地抑制背景噪聲，如空氣電暈等產(chǎn)生的電磁干擾頻率一般均較低，可用寬頻法UHF對(duì)其進(jìn)行有效抑制;而對(duì)特高頻通信、廣播電視信號(hào)，由于其有固定的中心頻率，因而可用窄頻法UHF將其與局部放電信號(hào)加以區(qū)別。另外，如果GIS中的傳感器分布合理，那么還可通過(guò)不同位置測(cè)到的局部放電信號(hào)的時(shí)延差來(lái)對(duì)局部放電源進(jìn)行定位。

結(jié)論

電纜局放重癥監(jiān)護(hù)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)高壓電纜長(zhǎng)時(shí)間帶電檢測(cè)，可以更加準(zhǔn)確地判斷電纜局放在線普查中遇到的疑似信號(hào)，為運(yùn)維檢修人員提供可靠的資料。電纜終端局放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研制與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高壓電纜終端運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)與評(píng)估，從而指導(dǎo)了生產(chǎn)單位的運(yùn)維檢修工作，為電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行提供了保障，具有很強(qiáng)的推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊凱，錢(qián)勇，段玉兵等.便攜式電纜局部放電檢測(cè)系統(tǒng)的研制[J].電氣自動(dòng)化，2019（5）：78-80，108.

[2]蒙紹新，王昱力，夏榮等.電容耦合法電纜局部放電帶電檢測(cè)的在線校正[J].高電壓技術(shù)，2019（11）：3766-3774.

[3]胡泉偉，王榮亮，辛?xí)曰⒌?GIS電纜終端局部放電檢測(cè)的應(yīng)用[J].陜西電力，2019（3）：89-92.