高壓電纜交流耐壓局部放電檢測(cè)技術(shù)研究

趙亮

摘 要： 伴隨整個(gè)電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電力設(shè)備電壓等級(jí)不斷提升，人們對(duì)電力設(shè)備運(yùn)行安全性、可靠性提出了更多且更加嚴(yán)格的要求。局部放電檢測(cè)是一種沒(méi)有破壞性、創(chuàng)傷性的試驗(yàn)類(lèi)型，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。基于此，圍繞高壓電纜局部放電檢測(cè)試驗(yàn)電源系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)行闡述，詳細(xì)分析試驗(yàn)電源供電容量和供電方式的選擇，了解高壓電纜局部放電檢測(cè)信號(hào)特征。

關(guān)鍵詞： 高壓電纜;局部放電檢測(cè)技術(shù)

【中圖分類(lèi)號(hào)】TM247 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【文章編號(hào)】1674-3733（2020）21-0167-01

1 局部放電檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 電檢測(cè)法

局部放電最典型、最常見(jiàn)且最直接的現(xiàn)象就是電極之間所出現(xiàn)的電荷移動(dòng)。每當(dāng)發(fā)生局部放電情況，均會(huì)伴有特定數(shù)量的電荷，而當(dāng)其經(jīng)過(guò)電介質(zhì)后，會(huì)使試樣外部電極所對(duì)應(yīng)的電壓值發(fā)生改變。此外，每次放電過(guò)程有著比較短的持續(xù)時(shí)間，當(dāng)在氣隙中時(shí)，其一次放電過(guò)程往往為10ns量級(jí);如果在油隙中，那么僅為1μs。依據(jù)當(dāng)前比較常用的Maxwell電磁理論，由于放電脈沖持續(xù)時(shí)間比較短，因而會(huì)形成高頻的電磁信號(hào)，而且還會(huì)持續(xù)向外輻射。針對(duì)局部放電檢測(cè)法而言，便是以上述兩原理為基礎(chǔ)而構(gòu)建的。當(dāng)前比較常用的檢測(cè)方法有介質(zhì)損耗分析法、無(wú)線(xiàn)電干擾電壓法及脈沖電流法等，尤其是超高頻檢測(cè)法，在業(yè)內(nèi)已得到廣泛應(yīng)用。

1.2 非電量檢測(cè)法

當(dāng)發(fā)生局部放電情況時(shí)，經(jīng)常會(huì)伴有一些現(xiàn)象，比如光、聲、熱等，在整個(gè)局部放電檢測(cè)技術(shù)架構(gòu)中，同樣會(huì)有與之相配套的非電量檢測(cè)方法，比如紅外熱測(cè)法、聲測(cè)法及光測(cè)法等。針對(duì)非電量檢測(cè)方法，其與電檢測(cè)法相比較，有著更強(qiáng)的抗電磁干擾能力，而且還與試樣電容之間沒(méi)有關(guān)聯(lián)性。

2 高壓電纜交流耐壓局部放電檢測(cè)技術(shù)

2.1 高壓電纜局部放電檢測(cè)試驗(yàn)電源系統(tǒng)的技術(shù)分析

開(kāi)展高壓電纜竣工試驗(yàn)，在給電纜線(xiàn)路加壓的過(guò)程中，在電源的選擇上通常選擇高壓變頻諧振電源，高壓變頻諧振試驗(yàn)系統(tǒng)中的無(wú)局放諧振試驗(yàn)系統(tǒng)較為關(guān)鍵，要了解其中電抗器以及高壓連接部分設(shè)計(jì)原理，保證額定電壓下無(wú)局部放電。變頻器與其它部件不同的是會(huì)存在尖脈沖現(xiàn)象，主要在脈沖調(diào)制過(guò)零點(diǎn)時(shí)出現(xiàn)。沒(méi)有充分結(jié)合局部放電檢測(cè)要求的諧振試驗(yàn)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，在試驗(yàn)很低的輸出電壓情況下就可檢測(cè)到電源系統(tǒng)自身局部放電，在對(duì)放電信號(hào)來(lái)源進(jìn)行判定時(shí)，可發(fā)現(xiàn)主要與高壓電抗器內(nèi)部有關(guān)，在放電過(guò)程中信號(hào)較強(qiáng)，并與電纜保持相同頻率電壓，掩蓋了電纜的放電電譜圖，無(wú)法實(shí)現(xiàn)電纜線(xiàn)路局部放電檢測(cè)。

2.2 高壓電纜局部放電檢測(cè)試驗(yàn)電源供電容量和供電方式的選擇

高壓電纜局部放電檢測(cè)試驗(yàn)電源應(yīng)用較為普遍的是柴油發(fā)電機(jī)車(chē)供電，在分析試驗(yàn)電源供電電源的容量過(guò)程中，需要充分考慮試驗(yàn)容量以及諧振系統(tǒng)的品質(zhì)情況，其中電源供電容量與諧振系統(tǒng)的品質(zhì)之間呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，電源供電容量隨著諧振系統(tǒng)品質(zhì)的提高而降低，需要保證電纜的長(zhǎng)度處于一致性。在利用采油發(fā)電車(chē)供電時(shí)，在前期準(zhǔn)備階段需計(jì)算在供電過(guò)程中產(chǎn)生的損耗要大于變壓器的供電容量。

2.3 高壓電纜局部放電檢測(cè)信號(hào)特征高頻信號(hào)傳播衰減率高。在試驗(yàn)過(guò)程中了解高壓電纜的內(nèi)外半導(dǎo)電層以及高頻信號(hào)間的關(guān)系，可發(fā)現(xiàn)前者對(duì)后者產(chǎn)生較強(qiáng)的衰減，高信號(hào)的衰減率高達(dá)90%/km。為保證檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性，通常將不同的檢測(cè)方式結(jié)合在一起。如今在檢測(cè)時(shí)，借助電纜接地線(xiàn)進(jìn)行局部放電巡檢的優(yōu)勢(shì)，一定程度上改善了以從電纜端頭檢測(cè)線(xiàn)路局部放電的局限性，并與分布式局部放電檢測(cè)結(jié)合在一起，從而確保檢測(cè)的準(zhǔn)確性。高頻信號(hào)在高壓纜線(xiàn)上的衰減隨著頻率的增加而增加，但在某些頻率由于負(fù)載產(chǎn)生的共振現(xiàn)象和傳輸線(xiàn)效應(yīng)的影響，衰減會(huì)出現(xiàn)突然的迅速增加，信號(hào)傳輸距離對(duì)信號(hào)衰減程度也起著決定性的影響，隨著距離的增加衰減會(huì)迅速地增加。對(duì)高壓電纜局部放電進(jìn)行檢測(cè)最佳檢測(cè)頻率范圍在1～20MHz之間，當(dāng)檢測(cè)頻率已達(dá)到20MHz時(shí)，對(duì)缺陷點(diǎn)位置進(jìn)行觀察可發(fā)現(xiàn)主要發(fā)生在測(cè)點(diǎn)的接頭絕緣表面。放電量較小。在高壓電纜線(xiàn)路檢測(cè)過(guò)程中，為確保高壓電纜平穩(wěn)運(yùn)行，逐步完善高壓電纜生產(chǎn)工藝、盡量減少缺陷的產(chǎn)生，在開(kāi)展高壓電纜局部放電檢測(cè)試驗(yàn)環(huán)節(jié)中，詳細(xì)分析在局部放電時(shí)存在的缺陷，可發(fā)現(xiàn)高壓電纜局部放電的信號(hào)較小，屬于微小放電級(jí)別。缺陷種類(lèi)較復(fù)雜。高壓電纜局部放電檢測(cè)過(guò)程中存在缺陷種類(lèi)較多，形式呈現(xiàn)多樣化，缺陷主要存在于電纜及附件中，主要包括內(nèi)外半導(dǎo)電層缺陷及接頭制作缺陷等，以缺陷的位置進(jìn)行劃分，在對(duì)不同缺陷特征進(jìn)行分析時(shí)在圖譜中呈現(xiàn)出復(fù)雜性，在實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的環(huán)節(jié)中增加了缺陷診斷難度。

2.4 高壓電纜局部放電檢測(cè)電纜線(xiàn)路接地系統(tǒng)處理

在處理過(guò)程中為減少對(duì)耐壓交流試驗(yàn)的影響，需掌握高壓電纜線(xiàn)路具體接地方式，主要以交叉互聯(lián)接地方式為主。在利用分布式局部放電檢測(cè)的過(guò)程中，則需對(duì)交叉互聯(lián)接地系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并詳細(xì)分析對(duì)局部放電信號(hào)傳播路徑產(chǎn)生的影響。在安裝交叉互聯(lián)箱過(guò)程中應(yīng)將原有互聯(lián)排進(jìn)行拆除，將同一相同軸電纜的金屬屏蔽端連接段用絕緣軟線(xiàn)短接，為確保短接準(zhǔn)確性，借助螺母對(duì)其進(jìn)行固定處理。在直接接地箱的安裝環(huán)節(jié)中，做好試驗(yàn)前期準(zhǔn)備工作，將原有的銅排拆除并用絕緣軟線(xiàn)短接代替。

3 結(jié)語(yǔ)

掌握高壓電纜局部放電試驗(yàn)電源系統(tǒng)的技術(shù)以及電源供電電容，明確局部放電檢測(cè)信號(hào)中的最佳檢測(cè)頻率范圍以及實(shí)際放電量，做好電纜線(xiàn)路接地系統(tǒng)的處理工作，以具體的案例對(duì)高壓電纜局部放電檢測(cè)檢測(cè)技術(shù)的有效性進(jìn)行分析，有助于從整體上提升高壓電纜運(yùn)行的可靠性。

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