洪逸伦

摘 要：随着全国电网的不断改造升级，交联电力电缆已成为重点地区输电的主流设备，高压、超高压交联电缆线路已经在城市电网中占据非常重要的地位。然而，由于高压电缆附件是电缆线路上最薄弱的環节，加之电缆附件内部的场强分布复杂、运行环境相对较差，随着电缆线路运行时间的增长，不可避免地产生老化现象，进而引起事故。

关键词：高压电缆局部;放电带电;检测技术;应用研究

1 导言

局部放电难免会损坏电力系统部件，也会造成不必要的电能消耗。当前普遍运用的检测技术包括暂态地检测和超声波检测。这些检测技术的基本原理是不同的，在实际工作可以结合具体情况选择适宜的检测技术。这样可以保证检测结果的准确性，也可以提高检测效率。

2 局部放电现象及其主要危害

2.1 局部放电现象

一般局部放电现象主要是指在强度充足的电场作用下，电力设备绝缘介质局部范围内发生的放电情况。结合现阶段的研究结果来看，局部放电容易在固体绝缘空穴或者液体绝缘气泡等边缘位置出现，很多都主要集中在气隙位置。

2.2 局部放电现象产生的危害

局部放电产生的危害具体表现在如下2点：第一，导致系统设备绝缘性减少、促进老化;第二，导致不必要的电能被浪费。因为高压开关有相当高的电压，有些介质的击穿场很强，这样就容易对系统的不同类型的绝缘外皮产生不良影响，在这种高电压下电流有很强的破坏力，而且在局部放电的作用下绝缘皮容易出现老化的情况，两者呈正比关系。关于电能浪费，多次的局部放电容易导致系统有更高的电能损耗，曾经有研究人员调查某地10座大型商业建筑和民用建筑，最终的调查结果显示如果局部放电非常严重，会容易造成电能损耗加大。因此，对于电力系统工作，必须要注重局部放电问题。因为局部放电自身具有一定的隐蔽性，所以分析高压开关柜局部放电带电检测技术是非常有必要的。

3 高压开关柜局部放电带电检测的优势

近年来，随着供电安全性和稳定性要求的不断提高，高压开关柜局部放电带电检测显得至关重要。当前，我国电力生产管理的主要方法是高压开关柜的局放检测，其可以迅速找到柜内的问题，随时了解设备的实际运行情况。相对于传统的停电检测方式，高压开关柜局部放电带电检测的优势具体表现在如下两点。第一，经济优势。无论是定期的例行检修还是试验，都必须要在停电的基础上开展，这样就势必会出现由于停电而产生的经济损失，并且容易出现过修或者失修的问题。但是如果采用高压开关柜局部放电带电检测技术，就可以在很大程度上防止这种情况出现。第二，技术优势。通常，就利辛实验条件来讲，停电和设备运行中存在很大的差异。运行过程中设备容易受到多种因素的影响，如应力因素以及电磁场因素等，这些都是不能在停电的状态下可以模拟的。在停电条件下开展的实验往往都不能准确找到绝缘缺陷。缺陷潜伏发展都需要一个过程，在这个期间进行带电检测，可以将绝缘状态下所有信息情况都全面反映出来。但是例行试验的前提条件是必须要在停电情况下进行，通常都无法迅速正确的找到故障。如果在检测设备实际运行情况时采用局部放电带电检测技术，可以更加方便的了解设备实际使用情况。

4 高压开关柜局部放电带电检测技术的基本原理

与传统检测法相比，局部放电带电检测法是一种间接性检测方法，其是利用检测局部放电伴生情况而达到检测放电目的的检测方式。现阶段，电力系统中高压开关柜局部放电带电检测技术主要包括两种，一种是暂态地电位检测，另一种是超声波检测。

4.1 暂态地电位检测的基本原理

一旦开关柜出现局部放电的情况，放电形成的带电粒子就会迅速从带电体向接地的非带电体转移，而且在非带电体中形成高频电流行波，这时电流行波迅速扩散到每个方向。因为集肤效应，电流行波只是集中在开关柜金属内的表面，通常不会将金属柜体直接穿透。然而如果在电流行波传统中存在金属断开或者绝缘连接位置时，电流行波就会立刻从金属柜体内表面向外表面转移，还通过电磁波的形式传播到自由空间中，而且在金属柜体表面往往会形成暂态地电压。地电波范围最好控制在1mV～1V，能够在检测中采用专业的暂态地电压传感器。此外，暂态电压检测传感器和耦合电容传感器是非常相似的，如果使用传感器对迅速变化的暂态地电压进行检测，这样就可以向检测设备处理单元传送检测信号，经过正确的运算处理而获取局部放电量。

4.2 超声波检测的基本原理

就电力设备来讲，在放电中难免会出现声波。站在能量的角度分析，放电是能量瞬时间爆发的过程，也是电能以电磁能以及声能等多种形式释放的过程。在空气间隙中如果出现电气击穿的情况，放电瞬时就会有效完成，其电能向热能瞬时转化，造成放电中心气体出现膨胀的情况，该瞬时膨胀的结果往往都是通过声波的形式进行传播，随着声波传播过程中，声音频率越高，其衰减也会越来越快。因此，当高压开关柜发生放电时，其产生的超声波信号会从开关柜的接缝处或空气间隙传播出来，然后通过传感器测量超声波信号的声压，可以根据声音的衰减情况来推测出放电的强弱和位置。放电形成的声波的频谱都是相当宽的，最小是几十赫兹，最大有几兆赫兹，如果信号频率小于20kHz，人们的耳朵就可以听到，反之，如果信号频率高于20kHz，就属于超声波信号，这时需要使用超声波传感器才可以顺利接收。结合放电释放的声能和能量之间的关系，将局部放电释放能量的变化用超声波信号声压变化表示，通过对超声波信号的声压进行准确测量，这样就能够推测出放电的实际强弱。这就是超声波信号检测高压开关柜局部放电的基本原理。

5 结语

电缆局放重症监护系统通过对高压电缆长时间带电检测，可以更加准确地判断电缆局放在线普查中遇到的疑似信号，为运维检修人员提供可靠的资料。电缆终端局放在线监测系统研制与应用，实现了对高压电缆终端运行状态的监测与评估，从而指导了生产单位的运维检修工作，为电网的安全可靠运行提供了保障，具有很强的推广价值。

参考文献

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