高壓電纜附件是如今高壓輸電系統(tǒng)的重要組成部分，其質(zhì)量問題關(guān)系到高壓電網(wǎng)的平安工作。一旦電纜設(shè)備呈現(xiàn)缺點(diǎn)，將會構(gòu)成宏大損失。因此，對電纜中止情況監(jiān)測意義嚴(yán)峻。局放量檢測是現(xiàn)在最為常用的情況監(jiān)測手腕。本文評論下場放的根本原理以及各種典型局放缺點(diǎn)，比照了不同電纜局放檢測方法的好壞。

什么是部分放電？

部分放電是發(fā)生在設(shè)備絕緣內(nèi)部，未貫穿上下壓電極的放電現(xiàn)象，會構(gòu)成絕緣劣化，終究引起電纜壽數(shù)縮短。傳統(tǒng)的油浸紙絕緣電纜，局放對其絕緣功用影響較小，而關(guān)于固體絕緣電纜，如XLPE（交聯(lián)聚乙烯）或許硅橡膠電纜，局放會對其絕緣構(gòu)成損害，引起絕緣功用下降。圖1展現(xiàn)下場放模型與等效電路。在消費(fèi)或設(shè)備進(jìn)程中，電纜絕緣內(nèi)部存在缺點(diǎn)，如固體絕緣的空位（void），液體絕緣的氣泡，或電場不均勻處。將空位等效為電容c1，空位的上層以及基層的絕緣質(zhì)料等效為c2，接近部分的完好絕緣等效為c3。咱們能夠獲得局放電路的等效模型。局放一般發(fā)生在絕緣內(nèi)部，并且等效電容c1、c2以及c3無法被檢測，因此，局放檢測屬于非直接檢測手腕。

等效電路的電壓與電流波形如圖2所示。電壓UP（t）為施加在主絕緣上的系統(tǒng)電壓，U10（t）為空位上的電壓。當(dāng)U10電壓升高到空位的擊穿電壓UZ時，空位擊穿，C1兩頭電壓下降，空位絕緣恢復(fù)，同時C2被充電，當(dāng)U10高于擊穿電壓Uz時，以上進(jìn)程重復(fù)發(fā)生。而每次局放時，都將會在絕緣走漏電流上疊加一個小的脈沖放電，如圖2所示。經(jīng)過檢測放電脈沖發(fā)生的方位、時辰以及幅值，咱們能夠?qū)υO(shè)備的絕緣工作情況中止點(diǎn)評。

不同頻率下的局放
不同頻率以及電壓波形下局放的檢測方法根本一起，因此，除了在工頻電壓下檢測電纜部分放電外，還能夠選用現(xiàn)場試驗(yàn)的方法，在電纜上施加不同波形頻率的電壓，對電纜中止局放試驗(yàn)。

因?yàn)橹绷麟妷宏P(guān)于電纜附件絕緣的破壞作用較大，因此不倡議在直流電壓下檢測電纜局放，本文也不對其中止評論。

工頻電壓下的檢測技能

現(xiàn)在遍及認(rèn)為，50Hz電壓下的局放試驗(yàn)是運(yùn)用最為遍及的局放檢測方法，最為首要的緣由是工作電壓頻率為50Hz，局放檢測效果與實(shí)踐最為靠近。但是，輸電電纜線路長度較長，對試驗(yàn)設(shè)備的容量懇求較高。圖3為工頻電壓下局放查驗(yàn)試驗(yàn)安排圖。分為變壓器、分壓器以及被試電纜三部分。

20至300Hz下的諧振檢測方法
圖4為諧振頻率下的局放試驗(yàn)安排表明圖，與工頻電壓下的安排根本一起。根據(jù)IEC62067（≥245kV）與IEC60840（＜245kV）標(biāo)準(zhǔn)，電纜的試驗(yàn)頻率規(guī)模為20至300Hz。試驗(yàn)安排選用串聯(lián)諧振的方法，試驗(yàn)頻率如下所示。

上式中，c為電纜的等效電容量，L為串聯(lián)電纜。因?yàn)榇?lián)諧振的特性，其對變壓器的容量懇求遠(yuǎn)小于工頻電壓。此外，經(jīng)過調(diào)整電感數(shù)值的巨細(xì)，能夠匹配不同長度、類型的電纜。

0.1Hz超低頻試驗(yàn)技能
IEC60060規(guī)矩，0.1Hz的電纜局放試驗(yàn)波形，能夠選用正弦波或方波。因?yàn)殡妷侯l率較低，電纜的充電效應(yīng)大大削弱，試驗(yàn)電源的容量也隨之減小（工頻下的1/500）。相同時辰下超低頻試驗(yàn)電壓過零次數(shù)遠(yuǎn)小于50Hz工頻試驗(yàn)，因此其局放重復(fù)次數(shù)要小于工頻試驗(yàn)，一般不能選用局放重復(fù)次數(shù)來點(diǎn)評電纜或附件的工作情況。關(guān)于含有非線性電阻的電纜附件，不宜選用超低頻試驗(yàn)，因?yàn)榛蛟S會對絕緣發(fā)生損害。
振蕩波檢測方法
振蕩波試驗(yàn)安排如圖6所示，能夠看做快速開關(guān)與諧振電路的分離。其試驗(yàn)原理為，經(jīng)過直流電源對電纜中止充電，在抵達(dá)必定電壓后開關(guān)遽然合上，此刻電纜與電感構(gòu)成串聯(lián)回路，電纜（大電容）中貯存的能量在電容與電感之間來回振蕩，在振蕩進(jìn)程中電纜的局放量被獲取。這項(xiàng)技能首要運(yùn)用在60kV及以下的電纜設(shè)備中，跟著技能的進(jìn)步，在更高電壓設(shè)備上運(yùn)用逐步增加。
這項(xiàng)技能盡管選用直流電源，但充電時辰較短，很快切換為振蕩波，對電纜設(shè)備損害較小。且電源容量懇求較小。缺點(diǎn)是振蕩時辰較短，100微秒，電纜耐壓時辰不行。因此，這項(xiàng)技能首要用用于電纜絕緣情況確診，而不合適投運(yùn)試驗(yàn)。

高壓電纜附件上的典型試驗(yàn)效果

本節(jié)展現(xiàn)了戶外電纜終端的缺點(diǎn)局放試驗(yàn)效果，某些特性相同適用于中心接頭號其他方法的電纜附件。試驗(yàn)選用50Hz電壓，在必定條件下也適用于其他頻率電壓。
電暈
屬外部發(fā)生的局放，如電場會合區(qū)域，與其他類型局放有較大的不同，能夠準(zhǔn)確地檢測。因?yàn)榉烹姲l(fā)生在空氣中，電極兩頭不會發(fā)生電荷累積，因此，放電首要發(fā)生在電壓的極點(diǎn)，并且放電開始電壓與完畢電壓是一起的。此外，當(dāng)外加電壓增大時，局放時辰也會增加。
當(dāng)電暈開始點(diǎn)為高壓側(cè)時，在負(fù)半周能夠檢測到局放發(fā)生，如圖7所示；當(dāng)電暈發(fā)生在零電位區(qū)域時，局放發(fā)生在正半周。圖8展現(xiàn)了戶外終端的電暈易發(fā)生區(qū)域。引起電暈發(fā)生的首要緣由有：不標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、毛邊、標(biāo)準(zhǔn)不恰當(dāng)?shù)?。一般來說，這些缺點(diǎn)都是能夠消弭的，并且關(guān)于電纜設(shè)備的平安工作不會發(fā)生較大影響。電暈類局放首要發(fā)生在戶外終端，一般不會在中心接頭號設(shè)備上呈現(xiàn)。

空位
當(dāng)局放在電壓的正負(fù)半周都能檢測屆時，說明缺點(diǎn)為空位缺點(diǎn)。正半周的放電量要大于負(fù)半周，如圖9所示。因?yàn)榻咏娙莩浞烹姷挠绊懀瘴痪址诺拈_始電壓與暫停電壓并不一起，局放開始電壓要大于暫停電壓。跟著外加電壓的升高，局放幅值堅(jiān)持不變，但放電頻率增加。長時辰局放下，空位絕緣功用會發(fā)生改動，比方內(nèi)外表絕緣電阻改動或構(gòu)造發(fā)生改動，引起局放次數(shù)發(fā)生改動。
空位局放的典型缺點(diǎn)有絕緣氣隙、混入雜質(zhì)以及工藝不良等緣由，其局放易發(fā)點(diǎn)如圖10所示。

沿面放電
沿面放電首要發(fā)生在電場切線上，放電量較其他局放方法更大。沿面放電的局放量在100 pC至1000 pC，并且總是在過零點(diǎn)之后呈現(xiàn)。因?yàn)檠孛娣烹婇W絡(luò)間隔更大，對設(shè)備的絕緣功用影響至關(guān)重要。根據(jù)局放放電相位圖（圖11），第三象限下的放電量要大于榜首象限。

沿面放電首要發(fā)生在電纜終端，如圖12所示。緣由首要有：設(shè)備進(jìn)程中終端內(nèi)外表臟污，此刻放電首要發(fā)生在電纜電場會合的應(yīng)力錐處。當(dāng)電纜終端進(jìn)潮氣往后，在低溫下凝露會構(gòu)成內(nèi)外表放電。
電纜的外半導(dǎo)過渡處開剝不滑潤也會構(gòu)成電纜內(nèi)部發(fā)生放電。在制造電纜接頭時應(yīng)做好半導(dǎo)層與應(yīng)力錐之間的搭接過渡。

接觸不良金具聯(lián)接不良時也會引起局放的發(fā)生。金具聯(lián)接點(diǎn)的空位會發(fā)生電壓差，當(dāng)外加電壓足夠高時會引起空位擊穿。該品種型的局放相位圖相關(guān)于過零點(diǎn)是對稱的。如圖13所示。

金具聯(lián)接不良構(gòu)成的局放幅值遠(yuǎn)高于其他類型局放，抵達(dá)1000pC。跟著外施電壓的升高，局放幅值不會增加，但是放電頻率會隨之升高。因?yàn)樵擃愋偷姆烹姍C(jī)理不受自在電荷的影響，在正半周與負(fù)半周，局放的開始電壓與暫停電壓是一起的。
關(guān)于電纜附件，該類型的局放高發(fā)缺點(diǎn)點(diǎn)會合在金具聯(lián)接處，如圖14所示。典型缺點(diǎn)有：壓接納與導(dǎo)線的截面積標(biāo)準(zhǔn)不合，引起接觸面過小，構(gòu)成局放。繼續(xù)的局放會構(gòu)成金具發(fā)熱，終究引起電纜接頭缺點(diǎn)。另一個典型缺點(diǎn)為：設(shè)備進(jìn)程中涂改硅脂過多，引起線芯與內(nèi)半導(dǎo)之間有一層絕緣，構(gòu)成電位差。

懸浮顆粒以SF6以及N2作為絕緣介質(zhì)的設(shè)備，設(shè)備或工作中混入顆粒。改動電場分布，發(fā)生局放。該類型局放分布如圖15所示。局放幅值根本一起，會合在某幾個相位。跟著外加電壓的增高，放電幅值堅(jiān)持一起，但頻率增加。

懸浮顆粒局放首要發(fā)生在氣體絕緣的電纜中心接頭或終端頭中，如圖16所示。

局放剖析

現(xiàn)在局放剖析首要選用相位圖譜（phase resolved partial discharge，PRPD），一些輔佐、新式的方法也在逐步運(yùn)用。比方局放監(jiān)測系統(tǒng)，對設(shè)備中止繼續(xù)性的監(jiān)測。因?yàn)殡娎|局放查驗(yàn)一般在工作現(xiàn)場，而非試驗(yàn)室，外界噪聲干擾較大，需求選用輔佐屏蔽方法。當(dāng)試驗(yàn)現(xiàn)場位于變電站或左近有發(fā)電機(jī)時，外界電磁干擾信號會疊加到電暈或許沿面放電局放相位圖譜上。構(gòu)成局放辨認(rèn)困難。
為了過濾噪音干擾，硬件上選用中心頻率和檢測帶寬可調(diào)的組合帶通濾波器，濾除外部干擾。軟件上選用脈沖波形-時辰序列檢測，即記載單個局放脈沖波形機(jī)器獲取時辰點(diǎn)（相位），根據(jù)脈沖波形特定參數(shù)，對脈沖群中止無監(jiān)視的聚類剖析，將脈沖群中止快速分類，將具有相似特征的局放脈沖在映射特征空間中緊聚或抱團(tuán)，構(gòu)成簇。然后辨別局放或噪聲干擾。
總結(jié)

局放監(jiān)測是現(xiàn)在電纜附件情況確診最為有力的東西。能夠直接對工作中的電纜中止檢測確診，點(diǎn)評其絕緣情況，但缺點(diǎn)是易受外界干擾，濾波、提取波形較為困難，綜合來看，局放檢測方法仍是現(xiàn)在檢測電纜最優(yōu)異的非破壞性檢測法。