1、电力电缆局部放电带电检测 技术介绍 2022-4-17CONTENTS目 录 2022-4-17电缆基本知识 电缆五大类 电力电缆优缺点 电缆各种分类 电缆命名规则 电力电缆的结构 电力电缆相关试验 电力电缆相关试验仪器 单芯电力电缆介绍 2022-4-17电缆五大类 电缆分为五大类：1.电力裸电线及裸导体制品 裸电线、裸导体的主要特征是：纯的导体金属，无绝缘及护套层，如钢芯铝绞线、铜铝汇流排、电力机车线等；加工工艺主要是压力加工，如熔炼、压延、拉制、绞合/紧压绞合等；产品主要用在城郊、农村、用户主线、开关柜等。 2022-4-17电缆五大类 2、电力电缆 （动力电缆）电力电缆的主要特征是：是
2、指传输电能的电缆，电力电缆传输持续性电流，电压等级范围较宽（从1KV220KV），电流较大（导体截面较大）, 电缆线芯数较少，有单芯、3芯、4芯（三相四线制），5芯（三相五线制）。在导体外挤（绕）包绝缘层，如架空绝缘电缆，或几芯绞合（对应电力系统的相线、零线和地线），如二芯以上架空绝缘电缆，或再增加护套层，如塑料/橡套电线电缆。产品主要用在发、配、输、变、供电线路中的强电电能传输，通过的电流大（几十安培至几千安培）、电压高（220V至500kV及以上）。 2022-4-17电缆五大类 3、电气装备用电线电缆 （控制电缆）该类产品主要特征是：品种规格繁多，应用范围广泛，使用电压在1kV及以下较多
3、，面对特殊场合不断衍生新的产品，如耐火线缆、阻燃线缆、低烟无卤/低烟低卤线缆、防白蚁、防老鼠线缆、耐油/耐寒/耐温/耐磨线缆、医用/农用/矿用线缆、薄壁电线等。电流相对较小（即导体截面较小），电压范围较窄（450/75010KV），电缆线芯数较多，从2芯61芯，甚至更多。控制电缆还采用各种线芯结构、屏蔽等措施，来获得满意的电磁兼容效果。 2022-4-17电缆五大类 4、通讯电缆及光纤 随着近二十多年来，通讯行业的飞速发展，产品也有惊人的发展速度。从过去的简单的电话电报线缆发展到几千对的话缆、同轴缆、光缆、数据电缆，甚至组合通讯缆等。 该类产品结构尺寸通常较小而均匀，制造精度要求高。 5、电磁
4、线（绕组线） 主要用于各种电机、仪器仪表等。 电线电缆的衍生/新产品 2022-4-17电力电缆优缺点电力的传输一般有架空线路和电缆线路两种。选择电缆线路的原因： 1、在城镇市区人口稠密的地方，大型工厂、发电厂、交通拥挤区、电网交叉区等处，为了占地少、安全可靠、减少电网对交通运输及城市建设的影响而采用埋地动力电缆。 2、在严重的污染区，为了提高输送电能的可靠性而采用电 缆。 3、对于大跨度、不宜架设过江、河架空线路的而采用电缆。 4、为了避免架空线对船舶通航或无线电干扰而采用电缆。 5、有些国防与军事工程，为了避免暴露目标而采用电缆。 6、为了城市建筑与美观的需要而采用电缆。 2022-4-1
5、7电力电缆优缺点采用电力电缆的优点：不易受周围环境何污染的影响；送电可靠性高；线间绝缘距离小，占地少，无干扰电波；地下敷设时，不占地面和空间既安全可靠，又不易暴露目标。缺点：成本高，一次性投资费用较大；电缆线路不易变动与分支；故障的寻测与维修较难，需要经过专门技术培训与训练的技术人员或技工操作。随着我国两网改造的完成，安全方便的地下动力电缆应用日益广泛。但电缆一旦发生故障很难较快地寻测出故障点的确切位置。不能及时排除故障、恢复供电，往往造成停电停产的重大损失。所以如何用最快的速度、最低的维修成本恢复供电是各供电部门在遇到电缆故障时的首要问题。 2022-4-17电缆各种分类1电力电缆的种类与特
6、征 电力电缆按绝缘材料、电能形式、结构特征、电压等级、导体标称截面积、导体芯数及安装环境等有以下分类；（1）按绝缘材料分类： 油纸绝缘：黏性浸渍纸绝缘（统包型、分相屏蔽型）；不滴流浸渍纸绝缘（统包型、分相屏蔽型）；有油压、油浸 渍纸绝缘（自容式充油电缆、钢管充油电缆）；有气压黏性浸渍纸绝缘（自容式充气电缆、钢管充气电缆）。塑料电缆：聚氯乙烯电缆；聚乙烯电缆；交联聚乙烯电缆；橡皮电缆：乙丙橡胶电缆；丁基橡皮电缆；（2）按传输电能分类： 交流电缆；直流电缆。 2022-4-17电缆各种分类（3）按结构特征分类： 统包型：缆芯成缆后，在外面包有统包绝缘，并置于同一内护套中。 分相型：主要是分相屏蔽，
7、一般用在1035KV，有油纸绝缘和塑料绝缘。 钢管型：电缆绝缘外有钢管护套。分钢管充油、充气电缆和钢管油压式、气压式电缆。 扁平型：三芯电缆的外形呈扁平型，一般用于大长度海底电缆。 自容型：护套内部有压力的电缆。分自容式充油电缆和充气电缆。 2022-4-17电缆各种分类（4）按电压等级分： 电力电缆都是按一定电压等级制造的。由于绝缘材料及运行情况不同，使用不同电压等级的电缆。 我国电缆产品的电压等级有19种： 0.6/1kV、1/1kV、3.6/6kV、6/6kV、6/10kV、8.7/10kV、8.7/15kV、12/15kV、12/20kV、18/30kV、21/35kV、26/35kV
8、、36/63kV、48/63 kV、64/110kV、127/220kV、190/330kV、290/500kV。 2022-4-17电缆各种分类 （5）按导体标称截面积分类： 电力电缆的导体是按一定等级的标称截面积制造的。我国电力电缆标称截面积系列为：1.5mm、2.5 mm、4 mm、6 mm、10 mm、16 mm、25 mm、35 mm、50 mm、70 mm、95 mm、120 mm、150 mm、185 mm、240 mm、300 mm、400 mm、500 mm、630 mm、800 mm、1000 mm、1200 mm、1400 mm、1600 mm、1800 mm、2000
9、mm 共26种。根据用户的负载大小和载流量可以方便地从上列系列中选用合适的截面积电缆。 2022-4-17电缆各种分类 （6）按导体芯线分类： 电力电缆导体芯线数有单芯、二芯、三芯、四芯和五芯共五种。 （7）按敷设环境条件分类： 地下直埋、地下管道、空气中、水底、矿井、高海拔、盐雾、大高差、多移动、潮热区等。一般环境因素对护层的结构影响较大。有的要求考虑力学保护，有的要求提高防腐能力，有的要求增加柔软度等。 2022-4-17电缆的命名规则8）电缆的命名规则 （1）用汉语拼音第一个字母的大写表示绝缘种类、导体材料、内护层材料和结构特点。如Z代表纸，L代表铝，Q代表铅，F代表分相。 （2）用数字
10、表示外护层构成，有两位数字。无数字代表无铠装，无外被层。第一位数字表示铠装，第二位数字表示外被。例如粗钢丝铠装纤维外被表示为41。 （3）电缆型号按电缆结构的排列一般依下列次序 绝缘材料 导体材料 内护层 外护层 （4）电缆产品型号、额定电压和规格表示。其方法是在型号后再加上额定电压、芯数和标称截面积的阿拉伯数字。 2022-4-17电缆的命名规则 电缆型号组成及其代表意义如下所列：1）分类及用途代号：电力电缆不表示，控制电缆为K2）绝缘代号：Z纸绝缘V聚氯乙烯绝缘Y聚乙烯绝缘 YJ交联聚乙烯绝缘X橡皮绝缘3）导体代号：L铝 T铜（不标注）4）内护层代号：L铝 Q铅 V聚氯乙烯 Y聚乙烯 YJ
11、 交联聚乙烯 H橡套 HF非燃性橡套5 ）派生代号:P干绝缘 F分相 D不滴流 C交联聚乙烯 Z橡套6 ）铠装层:0无 2双钢带 3细圆钢丝 4粗圆钢丝 2022-4-17电力电缆相关知识7 ）外护层代号 0无 1纤维绕包（麻被） 2聚氯乙烯护套 3聚乙烯护套8 ）特征产品代号: TH湿热带 TA干热带举例：黏性电缆：ZL030.6/1 3185 表示铜芯、黏性油浸纸绝缘、铝套聚乙烯护套、额定电压0.6/1kV、三芯、标称截面积185mm2的电力电缆。YJLV23-21/35 3185表示铝芯、交联聚乙烯绝缘、钢带铠装、聚氯乙烯护套、额定电压为21/35kV、三芯、截面积185mm2的电力电缆
12、。 2022-4-17电力电缆的基本结构电缆的基本结构 电缆的基本结构主要包括电缆导体、绝缘层、和保护层三个部分。铜导线内半导体层主绝缘层铜屏蔽层外半导体层 电力电缆的基本结构 6-35kV交联聚乙烯XLPE绝缘电力电缆 电力电缆的基本结构电缆 导体 绝缘 护套 除1至3kV电缆外，均有屏蔽层 2022-4-17电力电缆的基本结构 2022-4-17电力电缆的基本结构 2022-4-17电力电缆的基本结构 2022-4-17皱纹铝套主要性能 径向阻水 铠装保护 提供短路电流通道 纵向阻水 电缆弯曲性能 绝缘体的热胀冷缩 26电力电缆的品种绝缘类型电缆名称电压等级kV允许最高工作温度油浸纸绝缘电
13、缆粘性浸渍绝缘缆1-3516kV 为 80 10kV 为 657035kV为 65不滴流电缆1-35自容式充油电缆66-7508085塑料绝缘电缆聚氯乙烯电缆1-665聚乙烯电缆6-40070交联聚乙烯电缆0.4-50090橡皮绝缘电缆天然丁苯橡皮缆0.5-665乙丙橡皮电缆1-13890丁基橡皮电缆1-3580气体绝缘电缆管道气体绝缘缆220-50090 2022-4-17电力电缆相关试验 电气装置安装工程电气设备交接试验标准 GB 501502006 中华人民共和国电力行业标准 DL/T 5962005 1 测量绝缘电阻；2 直流耐压试验及泄漏电流测量（交联电缆有累积效应）3 交流耐压试验
14、；（变频谐振系统）4 测量金属屏蔽层电阻和导体电阻比；5 检查电缆线路两端的相位；6 充油电缆的绝缘油试验；7 交叉互联系统试验。 8 介损试验 9震荡波试验 2022-4-17电力电缆相关试验 1 .橡塑绝缘电力电缆试验项目应按本条第 1、 3、 4、 5 和 7 款进行。当不具备条件时，额定电压 U0U 为 1830kV 及以下电缆，允许用直流耐压试验及泄漏电流测量代替交流耐压试验； 2.对电缆的主绝缘作耐压试验或测量绝缘电阻时，应分别在每一相上进行。对一相进行试验或测量时，其它两相导体、金属屏蔽或金属套和铠装层一起接地；3 .对金属屏蔽或金属套一端接地，另一端装有护层过电压保护器的单芯电
15、缆主绝缘作耐压试验时，必须将护层过电压保护器短接，使这一端的电缆金属屏蔽或金属套临时接地；4 .对额定电压为 0.6/1kV 的电缆线路应用 2500V 兆欧表测量导体对地绝缘电阻代替耐压试验，试验时间 1min。 2022-4-17电力电缆相关试验 测量各电缆导体对地或对金属屏蔽层间和各导体间的绝缘电阻，应符合下列规定：1 耐压试验前后，绝缘电阻测量应无明显变化；2 橡塑电缆外护套、内衬套的绝缘电阻不低于 0.5M/km3 测量绝缘用兆欧表的额定电压，宜采用如下等级：1） 0.6/1kV 电缆:用 1000V 兆欧表。2） 0.6/1kV 以上电缆：用 2500V 兆欧表； 6/6kV 及以
16、上电缆也可用 5000V 兆欧表。3） 橡塑电缆外护套、内衬套的测量:用 500V 兆欧表。 2022-4-17电力电缆相关试验 直流耐压试验电压标准：1） 纸绝缘电缆直流耐压试验电压 Ut 可采用下式计算，对于统包绝缘（带绝缘）：Ut =5 (U0 +U)2 对于分相屏蔽绝缘：Ut = 5U0 2）1830kV 及以下电压等级的橡塑绝缘电缆直流耐压试验电压应按下式计算：Ut = 4 U0 2022-4-17电力电缆相关试验 充油绝缘电缆直流耐压试验电压 2022-4-17电力电缆相关试验 试验时，试验电压可分 46 阶段均匀升压，每阶段停留 1min，并读取泄漏电流值。试验电压升至规定值后维
17、持 15min，其间读取 1min 和 15 min 时泄漏电流。测量时应消除杂散电流的影响 。 纸绝缘电缆泄漏电流的三相不平衡系数(最大值与最小值之比)不应大于 2；当 6/l0kV及以上电缆的泄漏电流小于 20A 和 6kV 及以下电压等级电缆泄漏电流小于 10A 时，其不平衡系数不作规定。泄漏电流值和不平衡系数只作为判断绝缘状况的参考，不作为是否能投入运行的判据。 其他电缆泄漏电流值不作规定。 2022-4-17电力电缆相关试验 4 电缆的泄漏电流具有下列情况之一者，电缆绝缘可能有缺陷，应找出缺陷部位，并予以处理：1）泄漏电流很不稳定；2）泄漏电流随试验电压升高急剧上升；3）泄漏电流随试
18、验时间延长有上升现象。 2022-4-17电力电缆相关试验 交流耐压试验，应符合下列规定：橡塑电缆优先采用 20Hz300Hz 交流耐压试验 2022-4-17电力电缆相关试验 测量金属屏蔽层电阻和导体电阻比。测量在相同温度下的金属屏蔽层和导体的直流电阻。 用双臂电桥测量在相同温度下的铜屏蔽层和导体的直流电阻。当前者与后者之比与投运前相比增加时，表明铜屏蔽层的直流电阻增大，铜屏蔽层有可能被腐蚀；当该比值与投运前相比减少时，表明附件中的导体连接点的接触电阻有增大的可能。 2022-4-17电力电缆相关试验 检查电缆线路的两端相位应一致，并与电网相位相符合。1）单条线路投入，相序对错与否，对线路本
19、身没有什么影 响。2）线路接入变电站内，对间隔里的单体设备如断路器、隔 离开关、避雷器等不会有什么影响。3）无功补偿装置对输入A、B、C相序有非常严格的要求。如 果相序接错，或者电流取样的相位和电压取样的相位同 相的话，都会造成功率因数检测不准，会出现不能自动 投入的情况，也会出现过补偿的现象。 2022-4-17电力电缆相关试验4）如果通过配电间隔接入并列运行的另一条线路，在没有 核相的前提下，相序错误的话，接入会导致相间短路， 这时就出大事故了，保护是一定会跳的，因此线路投运 至变电站，核相工作是非常重要的。 核相是针对二路电源而言的。 若二路电源需要停电倒电时，若不核相，可能由于相序不一
20、致，引起三相设备的非正常运行，如电机的反转。 2022-4-17电力电缆相关试验 充油电缆的绝缘油试验 ： 2022-4-17电力电缆相关试验 交叉互联系统试验：1.交叉互联系统的对地绝缘的直流耐压试验：试验时必须将护层过电压保护器断开。在互联箱中将另一侧的三段电缆金属套都接地，使绝缘接头的绝缘环也能结合在一起进行试验然后在每段电缆金属屏蔽或金属套与地之间施加直流电压10kV，加压时间 1min，不应击穿。 2022-4-17电力电缆相关试验2 .非线性电阻型护层过电压保护器氧化锌电阻片：对电阻片施加直流参考电流后测量其压降，即直流参考电压，其值应在产品标准规定的范围之内；非线性电阻片及其引线
21、的对地绝缘电阻：将非线性电阻片的全部引线并联在一起与接地的外壳绝缘后，用 1000V 兆欧表测量引线与外壳之间的绝缘电阻，其值不应小于 10M。 2022-4-17电力电缆相关试验3.交叉互联系统性能检验：本方法为推荐采用的方式，如采用本方法时，应作为特殊试验项目。使所有互联箱连接片处于正常工作位置，在每相电缆导体中通以大约 100A 的三相平衡试验电流。在保持试验电流不变的情况下，测量最靠近交叉互联箱处的金属套电流和对地电压。测量赛后将试验电流降至零，切断电源。然后将最靠近的交叉互联箱内的连接片重新连接成模拟错误连接的情况，再次将试验电流升至 100A，并再测量该交叉互联箱处的金属套电流和对
22、地电压。测量完后将试验电压降至零，切断电源，将该交叉互联箱中的连接片复原至正确的连接位置。最后交试验电流升至 100A，测量电缆线路上所有其他交叉互联箱处的金属套电流和对地电压。 2022-4-17电力电缆相关试验 试验结果符合下述要求则认为交叉互联系统的性能是满意的：1）在连接片做错误连接时，试验能表明存在异乎寻常大的金属套电流；2）在连接片正确连接时，将测得的任何一个金属套电流乘以一个系数(它等于电缆的额定电流除以上述的试验电流)后所得的电流值不会使电缆额定电流的降低量超过 3%3）将测得的金属套对地电压乘以上述 2)项中的系数后不超过电缆在负载额定电流时规定的感应电压的最大值。 2022
23、-4-17电力电缆相关试验4.互联箱接触电阻：本试验在做完护层过电压保护器的上述试验后进行。将刀闸（或连接片）恢复到正常工作位置后，用双臂电桥测量闸刀（或连接片）的接触电阻，其值不应大于 20 闸刀（或连接片）连接位置：本试验在以上交叉互联系统的试验合格后密封互联箱之前进行。连接位置应正确。如发现连接错误而重新连接后，则必须重测闸刀（连接片）的接触电阻。 2022-4-17电力电缆相关试验 目前，国内外针对电缆绝缘性能方面考核，相对有效地途径是有耐压试验。但是，耐压试验存在几个问题： 一是需要持续施加高于运行电压数倍的电压，很可能对电缆造成损伤而引入新的缺陷； 二是耐压试验结果只有通过和击穿两
24、种，某些隐蔽缺陷不易被发现，也不利于绝缘状态的评估； 三是现有耐压设备试验过程可视化做得不够，无法将局部放电与其发生位置联系起来。 由于存在上述三个问题，因此，从技术上来说不利于运行单位工作的有效开展，电缆绝缘状态的评估需要寻找新的突破口。 2022-4-17电力电缆相关试验 振荡波试验系统，即称为Oscillating waveform test system(OWTS),或 Damping AC Voltage（DAC），是近几年国内外供电单位尝试使用并替代交流耐压的一种新兴试验技术。Oscillating waveform technology(OWT)出现至今约二十年的时间。具体来说，
25、上世纪九十年代初至九十年代末期为实验室摸索阶段，2000年至2007年之间为通过现场试点而不断完善的时期。近几年，由于快速关断开关等技术得到解决，美国、荷兰、日本、新加坡及中国北京、济南、上海等地的电力部门才开始引入这种方法，也先后证明该方法在检测电力电缆尤其是中压电缆系统绝缘状态的有效性。目前，关于OWTS的产品基本依托高校作为技术支撑。 2022-4-17电力电缆相关试验 振荡波测试系统的优势在于：操作简单易行，便于现场实施；通过串联谐振产生能够进行局放测试的高压，电压形状能够与正常运行时电压的形状相似，从而可以根据IEC60270标准对局放量进行标定，同时能够获得局放起始电压及局放熄灭电
26、压；将电缆局放检测与定位两套系统相结合，在电缆中产生谐振电压后，能够对局部放电信号进行检测并标定放电量，同时根据行波理论能够对局放源位置进行计算，检测与定位相结合，使二者相得益彰，极大提高了测试准确度。 2022-4-17试验仪器 2022-4-17试验仪器 2022-4-17试验仪器 2022-4-17试验仪器 2022-4-17试验仪器 2022-4-17试验仪器 2022-4-17试验仪器 2022-4-17试验仪器 2022-4-17试验仪器 2022-4-17试验仪器 2022-4-17单芯电缆 三芯电缆，在正常运行中，流过三个线芯的电流总和为零，在铝包或金属屏蔽层外基本上没有磁链，
27、这样，在铝包或金属屏蔽层两端就基本上没有感应电压，所以两端接地后不会有感应电流流过铝包或金属屏蔽层。但是当电压超过35kV时，大多数采用单芯电缆，单芯电缆的线芯与金属屏蔽的关系，可看作一个变压器的初级绕组。当单芯电缆线芯通过电流时就会有磁力线交链铝包或金属屏蔽层，使它的两端出现感应电压。感应电压的大小与电缆线路的长度和流过导体的电流成正比，电缆很长时，护套上的感应电压叠加起来可达到危及人身安全的程度，在线路发生短路故障、遭受操作过电压或雷电冲击时，屏蔽上会形成很高的感应电压，甚至可能击穿护套绝缘。 2022-4-17单芯电缆 如果仍将铝包或金属屏蔽层两端三相互联接地，则铝包或金属屏蔽层将会出现
28、很大的环流，其值可达线芯电流的50%-95%，形成损耗，使铝包或金属屏蔽层发热，这不仅浪费了大量电能，而且降低了电缆的载流量，并加速了电缆绝缘老化，因此单芯电缆不应两端接地，当铝包或金属屏蔽层有一端不接地后，接着带来了下列问题：当雷电流或过电压波沿线芯流动时，电缆铝包或金属屏蔽层不接地端会出现很高的冲击电压；在系统发生短路时，短路电流流经线芯时，电缆铝包或金属屏蔽层不接地端也会出现较高的工频感应电压，在电缆外护层绝缘不能承受这种过电压的作用而损坏时，将导致出现多点接地，形成环流 2022-4-17单芯电缆 因此，在采用一端互联接地时，必须采取措施限制护层上的过电压，安装时应根据线路的不同情况，
29、按照经济合理的原则在铝包或金属屏蔽层的一定位置采用特殊的连接和接地方式，并同时装设护层保护器，以防止电缆护层绝缘被击穿。应该按照GB50217-1994电力工程电缆设计规程的要求，单芯电缆线路的金属护套只有一点接地时，金属护套任一点的感应电压不应超过50-100V(未采取不能任意接触金属护套的安全措施时不大于50V；如采取了有效措施时，不得大于100V),并应对地绝缘。如果大于此规定电压时，应采取金属护套分段绝缘或绝缘后连接成交叉互联的接线为了减小单芯电缆线路对邻近辅助电缆及通信电缆的感应电压，应尽量采用交叉互联接线。对于电缆长度不长的情况下，可采用单点接地的方式。为保护电缆护层绝缘，在不接地
30、的一端应加装护层保护器。 2022-4-17单芯电缆 单芯电缆金属护层的接地方式有以下几种:1、金属护套一端接地1.1当电缆较短（500m）以内时，通常采用一端直接接地（单点互联接地）另一端经保护器接地，这种接线方式，在保护器接线端感应电压不超过50V。若电缆与架空线连接，则保护器装在另一端，并且要交叉互联接地。 1.2.当电缆较长（1000m)以内时，一般将电缆中点（单点互联）接地，两终端经保护器接地 2022-4-17单芯电缆2、金属护层交叉互联接地当电缆较长（超过1000m)时，通常采用交叉互联接地，就是将电缆分成等长的三段或三的倍数（误差不超过5%），在每小段之间安装绝缘接头，金属护层
31、在绝缘接头处用同轴电缆引出并经互联箱交叉互联后经金属层保护器接地，电缆的两个终端直接接地。这样形成一个互联段位若电缆更长时，有若干个互联段位形成一个多段互联，每个互联段位之间安装直接接头，金属护层直接互联接地。 2022-4-17高压电桥 2022-4-17电力电缆局部放电电力电缆局部放电 超声法超声法 特高频法特高频法 高频电流法高频电流法 红外检测红外检测 2022-4-17电力电缆局部放电电力电缆局部放电 理论研究表明，XLPE电力电缆局部放电脉冲包含的频谱很宽，最高可达到GHz数量级。因此，选择在信噪比高的频段测量有可能有效地避免干扰的影响。目前国内外已把电缆局部放电测量的焦点转移到高
32、频和超高频测量上。 迄今为止，国内外用于XLPE电缆局部放电检测的方法有很多。但由于XLPE电缆局部放电信号微弱，波形复杂多变，极易被背景噪声和外界电磁干扰噪声淹没，所以研究开发电缆局部放电在线检测技术的难度在所有绝缘在线检测技术中是最高的。由于电缆中间接头绝缘结构复杂，影响其绝缘性能的原因很多，发生事故的概率大于电缆本体，同时在电缆中间接头处获取信号比从电缆本体获取信号灵敏度要高且容易实现，因此通常电缆局部放电在线检测方法 2022-4-17电力电缆局部放电电力电缆局部放电亦多注重于电缆附件局部放电的检测，或者在重点检测电缆中间接头和终端的同时兼顾两侧电缆局部放电的检测。在线检测电缆故障的方
33、法有很多，如直流分量法、损耗电流谐波分量法、局部放电法等，其中，局部放电法是目前用于现场比较有效的在线检测方法。XLPE电缆发生局部放电时一般会产生电流脉冲、电磁辐射、超声波等现象，根据检测物理量的不同，局部放电检测相应有电磁耦合法、特高频法和超声波法等。 2022-4-17电力电缆局部放电电力电缆局部放电 由于电缆故障主要发生在电缆附件位置，而本体较少发生故障。因此，电缆在线检测主要检测电缆接头位置。 在线 PD 检测的主要问题有三:一是传感器很难接触到带电导体甚至不易接触到金属护套;二是传感点分布在长电缆上，因此它们检测的信号在传输过程中容易变形扭曲;三是干扰信号的存在。 测量局放的辐射场
34、常用敏感的场传感器。这些传感器通常放在靠近电缆接头的外半导电层上，常用铜或铝导体作为内置传感器，半导电层在导体和绝缘之间起一个连接和均匀电场的作用，防止电场的加强，防止造成局放或早期故障。 2022-4-17电力电缆局部放电电力电缆局部放电 内置传感器的缺点在于不够便携，而便携式的传感器必须安装在电缆的外部，并通过电感耦合或电容耦合的方法与电介质耦合。这样的传感器安装最大问题在于它不仅仅捕捉内部信号，也捕捉外部干扰。 为什么我们需要对运行后的电力电为什么我们需要对运行后的电力电缆进行局部放电测试呢缆进行局部放电测试呢? ? 为了实现有效的质量控制与管理 为了减少因拙劣的新设电力电缆工程 施工、
35、附件安装质量引起的电缆线路对外停电损失，提高供电可靠性 为了进一步调查研究电缆中间接头、电缆终端头安装质量问题到底出在什么环节 为了进一步调查研究星形接地系统下，谐振时油纸绝缘电力电缆原因不明的短暂接地故障的真正原因 为了评价运行多年的油纸绝缘电力电缆本体及电缆附件的设备状态，状态检修的需要为了阻止或减少电力电缆对外供电的突然停电，避免连续生产企业重大损失 各国电力体制改革后电力电缆资产管理的主要决策依据：全线电缆更换、部分长度更换、重做电缆附件 2022-4-17超声法 超声法和超声传感器 在非电量局部放电测量的方法中超声法是研究的比较早的一种，目前已经成功应用在局部放电监测的工程实际中。超
36、声法的核心器件就是超声传感器，大多采用的是压电晶体传感器，它的工作原理是把接收到的超声信号转换成电量，在传感器的外端连接分离放大器，把声音信号放大，再经过光电转换模块，再通过光纤将转换后的信号传输到数据采集卡里，然后在与采集相连接的工控机上显示波形数据。因为局部放电产生的超声信号特别小，这样在传输的环节上衰减会对原始信号影响较大，这样导致该方法并没有得到推广，最近几年，由于技术的进步，传感器的性能和信号分离放大器的性能也大幅进步， 2022-4-17超声法 在电缆中，发生局部放电时产生的声音信号频带很宽，超声传感器和相连接的分离放大器就放置在需要监测的电缆附近，当有局放发生就会检测到信号。而且
37、，超声传感器它有设定好的接收信号的带宽带，这也使外界的环境或者电缆和其他设备运行产生的干扰影响降到最低，保证了检测精度，所以超声监测法在电缆运行现场有很好的应用。而且由于超声信号的波速很小，这样我们还可以进行故障点定位。 超声法也有它的不足，电缆外表的绝缘层对高频波声波的吸收能力较强，这样就导致了原始超声信号里高频波大幅衰减，这一原因限制了超声法的推广，大多还是用来监测电缆接头。 2022-4-17特高频法 UHF法和UHF传感器 特高频法是根据在发生局部放电时发出电磁波信号。当电 缆本体或附件发生局部放电时会产生特高频电磁波，我们 根据这一特点，人们开发出了通过监测高频电磁波来实现 对电缆的
38、在线监测。另外还可以通过对电磁波的监测还可 以对发生放电的位置进行定位。在发生放电时产生的放电 脉冲时间很短，这样电缆中产生的信号频率就可能达到 GHz数量级，这样超高频法最大的优点就是现场发生的放 电干扰对测量的影响就会很小，提高了测量的准确度。还 有一点，超高频比较适合对电缆接头的监测，因为在安装 超高频传感器时其位置一般与电缆故障点的位置较近，这 样能够降低信号的衰减，更有效的对电缆进行监测。 2022-4-17特高频法 一系列研究通过分析发现：用特高频法监测电缆时，传感器信号频段的选取对测量的准确度影响很大，合适的传感器将会降低干扰信号，信噪比也有一定提升。所以传感器的性能将决定超高频
39、法测量精度的关键。 超高频传感器根据现场安装位置的不同分为外置式和内置式。 (1) 外置式 外置式传感器它在现场安装时比较简单方便，比较节省安装时间，并且对其他电气设备几乎没有影响，抗干扰能力较强，但是在测量的灵敏度方面效果不够优越。在我们实际应用中，最常用的外置传感器是天线传感器。 2022-4-17特高频法 (2) 内置式 与外置式相比内置式的灵敏度更加优秀，在现场安装方却比外置式的要求更高。电容耦合传感器是我们比较常用的内置式传感器，外置式的传感器在尺寸方面比内置式大，灵敏度方面内置式比外置式要好，外置式的抗干扰性也不如内置式，其安装的位置在电缆接头内部，与屏蔽层的导体相连接，安装相比内
40、置式简单方便。 2022-4-17特高频法 2022-4-17高频电流法 高频电流传感法优点 1. 安装方便 2. 调整灵敏度高 3. 信号带宽可根据检测需要进行调整 4. 数据采集量大 高频电流传感法缺点 1. 从接地线上耦合信号， 易受到杂散干扰和电磁干扰的影响 2. 容易受广播干扰影响 3. 和高通滤波的放大器匹配不当，会影响测试灵敏度 2022-4-17电缆红外检测 终端及接点的红外检测： 检测内容：户外终端、非直埋式接头、互联箱及接地箱、金属套接地连接点等部位的温度。 检测周期：大修后带负荷一周内（但负荷应超过24h）；220kV及以上线路每年至少2次，35kV至110kV线路每年至
41、少1次；必要时。 标准： 1）对于外部金属连接部位，相间温差超过6应加强监测，超过10应申请停电检查； 2）终端本体相间温差超过2应加强检测，超过4应停电检查。 3）电缆设备温度超过70时，应停电检查。 局部放电的类型局部放电的类型内部放电:铸模和电缆的内部，连接材料，铸模的界面短路表面放电：支撑母线绝缘子表面，避雷器，SA绝缘体表面，铸模开关表面，电缆连接材料绝缘表面电晕放电：母线，电缆连接部分，铸模变压器抽头，开关接触部分内部放电表面放电电晕放电 PD-TP500A便携式电缆便携式电缆局放检测局放检测TP-500ATP-500A带电检测设备带电检测设备TP-500A：是用于探测、分析电力设
42、备中局部放电信号监测的装置。应用范围：应用范围：l 电力变压器l GISl 电力电缆接头技术指标：技术指标：l 通道数5个（4个AE，一个HFCT） TP-500A现场检测传感器位置 TP-500A检测案例 AE超声波传感器超声波传感器传感器的安装次序传感器的安装次序传感器的安装位置尽可能靠近目标设备内部的可能局方源AE传感器应直接贴于设备外表面，并保证接触平整、无杂物或其他污物存在首先将1mm厚甘油凝胶敷于安装表面并应确保凝胶层内不含气泡。由于超声波在空气中迅速衰减，因而介于传感器及其附着表面的任何微小气隙也可能造成无法有效测量超声波信号固定传感器时，将带有RG-58电缆的同轴电缆（BNC）
43、插头与AE传感器相连随后将AE传感器的检测表面紧贴敷有凝胶的安装表面，并用附带的磁力固定托固定传感器a)传感器相连的电缆的另一端与本地主机连接AE:80KHz300KHz采样频率16MHz（Max） AE超声波传感器超声波传感器 电力设备内部产生局部放电信号的时候，会产生冲击的振动及声音。超声波法（AE，又称声发射法）通过在设备腔体外壁上安装超声波传感器来测量局部放电信号。超超 声声 波波 检检 测测 原原 理理 超声波检测局部放电基本原理超声波检测局部放电基本原理 AE超声波传感器超声波传感器 超声波法检测变压器局部放电具有以下优点：易于实现在线检测；便于空间定位；可望实现利用超声波法进行模
44、式识别和定量分析；超声波法的进一步研究有望得到一些新的放电信息。AE检测的优点 HFCT高频电流传感器高频电流传感器HFCT:100KHz30KHz采样频率20MHz（Max）传感器安装次序传感器安装次序打开钳形HFCT传感器将钳形传感器套在接地线外部闭合钳形传感器将传感器电缆接好后，应固定传感器以免以后运行过程中发生移动a) 将电缆另一端与本地主机HFCT接口相连即可 HFCT高频电流传感器高频电流传感器局部放电过程中会伴随着电荷的迁移，迁移电荷可在外围测量回路中产生脉冲电流，通过检测该脉冲电流便可实现对局部放电的测量。常规脉冲电流法通过检测阻抗或电流传感器，检测电力设备及部件内部由于局部放
45、电引起的脉冲电流信号，获得视在放电量。脉冲电流的产生过程 HFCT高频电流传感器高频电流传感器 常规脉冲电流法的缺点在于：由于运行现场干扰严重，导致常规脉冲电流法很难有效应用于在线监测;对于变压器这类具有绕组结构的设备，由于局部放电在绕组内的传播导致脉冲电流法在标定时产生很大的误差;由于检测阻抗和放大器对测量的灵敏度、准确度、分辨率以及动态范围等都有影响，当被检测对象的电容量较大时，受耦合电容的影响，测试仪器的测量灵敏度随着试品电容增加而下降;测量频率低，频带窄，包含的信息量少。HFCT的缺点 现场实测案例现场实测案例HFCT进行局放识别 现场实测案例现场实测案例电缆接头检测 现场实测案例现场实测案例 现场实测案例现场实测案例 现场实测案例现场实测案例 THANK YOU
