电气高压电缆耐压试验中局部放电测试先容

01、高压电缆局放测试的配景

1.1 高压电缆的应用情形

交联聚乙烯电缆因其具有电性能高、运送容量大、重量轻、运行维护利便等优点，，，，高压电缆线路基本上都使用了该类型的高压电缆。。。。。

1.2 高压电缆的故障

高压电缆故障的主要缘故原由在于产品质量和施工质量，，，，其中电缆附件占故障总量的90%，，，，薄弱环节体现在电缆终端头和中心讨论，，，，主要由于设计不良、质料选择不当、装置制作工艺不良三个方面的缘故原由造成。。。。。

1.3 高压电缆局放测试的必需性

《电气装置装置工程电气装备交接试验标准》（GB 50150-2006 ）要求新完工的电缆需要举行耐压试验，，，，高压电缆交流耐压等效电路如下图，，，，用C1、C2、C3组合模拟被试电缆的各个绝缘部件，，，，在试验历程中C1、C2、C3同时遭受高电压的磨练。。。。。

交流耐压试验手艺保存缺乏，，，，体现在如下两个方面：

a)交流耐压试验只关注电缆整体能否完整遭受试验电压的磨练，，，，其判断标准为电缆是否通过了交流耐压试验，，，，缺氨社缆在试验历程中可能泛起的局部损伤和破损的监测手段。。。。。

b)如电缆内部保存局部放电,可是电缆依然有可能能够通过交流耐压试验，，，，内部有缺陷的电缆带病运行，，，，电缆清静运行保存一定危害。。。。。

因此检测高压电缆在耐压历程中的局放信号。。。。。

02、电缆爆发局部放电的成因

2.1 局部放电

局部放电是指高压装备中的绝缘介质在高电场强度作用下，，，，爆发在电极之间的未贯串的放电。。。。。这种放电只保存于绝缘的局部位置，，，，而不会连忙形成贯串性通道，，，，因此称为局部放电。。。。。

2.2 电缆局放的局放位置

交联聚乙烯（XLPE）电缆的绝缘质料为固态塑料结构。。。。。在制造历程中如混入金属杂质、泛起气孔朴陋，，，，或由于内、外半导体层不规则突起引起高压场强的不匀称，，，，或绝缘中保存的电树等，，，，在这些部位都有可能泛起局放。。。。。随着电缆制造手艺的生长和质量控制水平一直提高，，，，由上述缘故原由爆发的局放在现场测试中已经微乎其微。。。。。交联聚乙烯电缆中检测出的局放点一样平常都泛起在中心讨论和终端头上。。。。。

2.3 电缆局部放电的危害

局部放电的能量很小，，，，通常不影响电缆短期的绝缘强度。。。。。可是恒久保存着局部放电，，，，即可以缓慢损坏绝缘，，，，日积月累，，，，最终导致绝缘击穿。。。。。别的受化学性子决议，，，，交联聚乙烯绝缘的电缆耐局部放电的性能较差，，，，长时间的局部放电会加速其绝缘劣化，，，，最终使其爆发故障。。。。。

2.4 电缆中心头因制作工艺不良引发局放的图集

压接受包绕绝缘带

应力锥装置位置过失

绝缘混淆剂涂抹位置过失

绝缘屏障（外半导电层）剥切不整齐

03、高压电缆局放测试的原理

一旦被试电缆爆发局部放电，，，，耦合电容Ck瞬时对Cx充电，，，，形成高频的脉冲电流波形，，，，脉冲电流波形抵达纳秒级别，，，，其频谱高达百兆以上，，，，脉冲电流的幅值巨细、爆发的频度反应电缆内部局部放电的严重水平。。。。。

使用局放监测系统在耐压历程可严密监视局放信号随电压和时间转变的趋势，，，，掌握电缆缺陷严重水平的转变。。。。。

高压电缆局部放电的严重水平通过其局部放电量来反应，，，，要测试局放量必需对测试系统举行校准。。。。。

在被试验电缆Cx注入标准局放信号Qo以模拟被试工具爆发下场部放电，，，，当标准局放信号注入时，，，，检测阻抗Zm1、Zm2输出信号，，，，测试系统M获取局放信号的幅值巨细、相位漫衍特征、频谱特征等信息。。。。。

局放测试时参照校准信息就可以盘算出局放量的巨细，，，，对电缆局部放电的严重水平、局放类型评估，，，，作出准确的判断。。。。。

高压电缆局放测试的要领因

04、4.1 交流耐压试验电源处置惩罚

高压电缆交流耐压接纳的是变频谐振装置爆发试验电源，，，，变频柜是装置的焦点部件，，，，变频柜通过晶闸管的整流和逆变获取试验所需的频率，，，，在电源变换历程中引入了大宗的高频脉冲电流成份。。。。。

变频谐振系统输出的电源不可直接作为电缆局放试验的电源直接施加于被试工具举行局部放电测试，，，，必需接纳有用步伐对试验电源举行预处置惩罚，，，，通过设置串联电抗、防晕导线、均压环举行对试验电源质量举行改善，，，，其电气原理所下图所示。。。。。

4.2 电缆终端局放测试回路

电缆终端的局放测试回路如下图，，，，当被试电缆内部爆发下场部放电时，，，，耦合电容瞬时对电缆终端充电，，，，形成高频的脉冲充电电流波形，，，，脉冲电流的幅值、爆发的频度反应了电缆内部局部放电的严重水平，，，，通道1、通道2两个传感器将局放信号传送至局放诊断系统举行剖析处置惩罚。。。。。

在电缆的中心讨论，，，，测试原理如图所示，，，，一侧电缆的铠装与电缆导体之间保存电容Ca，，，，另一侧电缆的导体与铠装之间保存电容Cb，，，，若是在电缆的中心讨论爆发局部放电，，，，那么形成两个电容C1和C2，，，，此时Ca和Cb就会通过导体向C1和C2充放电，，，，从而形成局放电流回路，，，，在两侧电缆屏障层桥接一个高频低阻的电容臂C0和高频电撒播感器，，，，就可以检测到局放的脉冲电流信号。。。。。

4.3 高压电缆局放测试的手艺难点

a) 测试辖档烷敏度要求高

高压电缆爆发局放时爆发的脉冲信号微弱，，，，要求传感器及测试系统有相当高的检出迅速度。。。。。

b) 现场滋扰因素重大

在现场实验电缆局放试验时滋扰信号会严重影响电缆局放的检测和诊断，，，，主要有邻近试验现场的运行装备爆发的电晕或者局部放电信号、交流耐压试验装置自身的局部放电信号、交流耐压试验回路的引线爆发的电晕信号三个方面的因素。。。。。

因此甄别并扫除滋扰信号、提取有用的信息并凭证其特征诊断电缆的绝缘状态是一项具有挑战性的手艺难题。。。。。

c) 对测试职员的要求高

高压电缆局放的信号主要集中在0-30MHz规模内，，，，信号频带较宽，，，，加上现场保存一定的滋扰信号，，，，测试职员通过信号抑制、识别、分类、提取、判断等手艺手段，，，，准确的剖析重大的电子信号成份实现电缆的状态诊断。。。。。这项手艺要求测试职员熟练使用示波器、频谱仪、滤波器等电子装备，，，，并具备高频电子信号剖析判断能力。。。。。

d) 国家标准及行业标准没有明确的指引

高压电缆局放测试是现在海内较量新的手艺应用课题，，，，海内仅有北京供电局举行过类似实验，，，，佛山局在这一手艺领域走在了海内前线。。。。。

4.4 局放诊断判据

（1） 通过大宗的试验室模拟和现场测试效果显示：局放信号的相位与试验电源的相位具有180度或360度的相位特征，，，，同时爆发在一定宽度的相位上。。。。。

（2） 在测试中若发明保存多种信号源，，，，需运用带通滤波器划分提取差别频带的脉冲信号举行单独剖析；；；；

（3） 局放传感器收罗到的高频脉冲信号的波形和频谱是否具有典范局放特征（脉冲波形上升沿一样平常为几十纳秒）；；；；

（4）须要时，，，，将现实测试局放波形与使用模拟局放源对测试回路举行校准时的波形举行重复类比，，，，视察其信号的相似性；；；；

（5） 极性判别法：运用脉冲波形的极性判别局放源的位置。。。。。

4.5 交流耐压时举行局放测试的优点

1. 在举行电缆耐压试验历程中同时举行局放测试，，，，由于电缆耐压试验电源接纳异频电源，，，，工频信号在试验电源的相位图谱上不具有相关性，，，，只有试验系统内部的局放信号可能在试验电源的相位图谱上具有相关性，，，，使用这一点可有用扫除运行装备爆发的滋扰信号。。。。。试验装置自身的局放信号是晶闸管的开通关闭造成，，，，一样平常集中在特定相位，，，，这类滋扰在一定水平上可通过“开相位窗”予以扫除。。。。。

2. 高电压状态下局放测试的迅速度高，，，，高压电缆交流耐压时所施加的电压为2U0，，，，利于将电缆内部的缺陷检。。。。。

(a)关于在1U0下不爆发局放信号的缺陷，，，，在2U0下引发下爆发局放，，，，缺陷才可能被发明。。。。。

(b)关于同样的电缆缺陷，，，，电压越高，，，，爆发的局放信号越大，，，，检出的迅速度越高。。。。。

3. 局放的提前发明对运行清静、装备磨练的影响。。。。。

通过局放测试，，，，可以在电缆投运前发明缺陷，，，，施工职员有足够的时间和空间查明缘故原由、消除缺陷，，，，阻止电缆带病投入运行后重复停电，，，，影响电网的正常运行。。。。。

4.6 局放测试系统

SPD局放检测系统的信号处置惩罚主要由硬件实现，，，，信号波形坚持较真实。。。。。检测时信号经电容臂从电缆终端耦合,通过传感器PDD 将信号检取，，，，送到高通滤波器HPF滤波, 再送到局放测试主机PDM，，，，通过一系列的滤波、放大及模、数转换等处置惩罚，，，，去除滋扰信号，，，，获得所需信号送至后台剖析软件举行判断,主要是从频率f、相位Φ、频度n、电量q、时间t五个因素判断，，，，在软件上可以清晰地看到这几个量的巨细，，，，以及之间的相互关系，，，，通过它们之间的关系，，，，对保存的可疑局放的可能性作一个剖析。。。。。

MPD600 局放诊断系统着重于由软件实现对信号的剖析处置惩罚，，，，具备频谱剖析功效，，，，在频谱图上可一连自由选择滤波器中心频率及带宽，，，，屏障滋扰信号的影响，，，，通过调理触发电平的巨细在一定水平上可扫除滋扰因素。。。。。

PDCHECK诊断系统与前面两个系统的优势在于没有设置带通滤波器来扫除滋扰信号的影响，，，，而是对凌驾触发电平的所有脉冲信号举行剖析，，，，盘算出每个脉冲的脉冲宽度及中心频率，，，，凭证这两个特征量将脉冲举行分类，，，，接纳这种方法可以最大限度的扫除滋扰，，，，获得真实局放信号的幅值会较大，，，，检测迅速度好。。。。。