1、电力电缆局部放电电力电缆局部放电 图谱的识别图谱的识别 电缆头的内部构造，其中框线处是常见电缆头因施工不良造成电缆头的内部构造，其中框线处是常见电缆头因施工不良造成局部放电的位置，局部放电的位置，1 1施工不良的情况是残留空气于电缆头里，施工不良的情况是残留空气于电缆头里，2 2施工人员清洁不当让杂质留于电缆头内，施工人员清洁不当让杂质留于电缆头内，3 3应力锥并未套至外半导处，造成应力锥失效的状态，应力锥并未套至外半导处，造成应力锥失效的状态，4 4外半导切割不完整外半导切割不完整 不管是任何一种瑕疵都会造成电缆头内部的介电常数分布不均，不管是任何一种瑕疵都会造成电缆头内部的介电常数分布不均
2、，并形成内部电位分布不均匀而造成内部的异常放电，并形成内部电位分布不均匀而造成内部的异常放电，以下的案例将分类探讨不同瑕疵所造成的局部放电，并经由解以下的案例将分类探讨不同瑕疵所造成的局部放电，并经由解剖电缆头来验证活线局部放电测试的实用性，以及电缆头内部剖电缆头来验证活线局部放电测试的实用性，以及电缆头内部的瑕疵与放电图谱间的关系。的瑕疵与放电图谱间的关系。电力电缆局部放电电力电缆局部放电 图谱的识别图谱的识别 1.1.残留空气残留空气电缆头在施工时常因为在剥除外半导层时，易割伤绝缘层造电缆头在施工时常因为在剥除外半导层时，易割伤绝缘层造成表面不平整，或残留半导体于绝缘体的表面上，然后又未成
3、表面不平整，或残留半导体于绝缘体的表面上，然后又未以砂纸磨平或加硅脂膏填补细缝等处理，若以热缩式电缆头以砂纸磨平或加硅脂膏填补细缝等处理，若以热缩式电缆头而言，残留空气大多是热缩不完整所致，这些因施工不良残而言，残留空气大多是热缩不完整所致，这些因施工不良残留的气泡留的气泡(Void)(Void)，会因空气的介电常数小，而绝缘体的介电，会因空气的介电常数小，而绝缘体的介电常数高，所以空气所分布的电场强度就大，当此电场强度大常数高，所以空气所分布的电场强度就大，当此电场强度大于空气的崩溃电压时，就会造成间隙处的空气开始放电，并于空气的崩溃电压时，就会造成间隙处的空气开始放电，并加速电缆头的绝缘劣
4、化。加速电缆头的绝缘劣化。电力电缆局部放电电力电缆局部放电 图谱的识别图谱的识别 如下是几个于现场活线局部放电测量到的放电图谱，其放电特征如下是几个于现场活线局部放电测量到的放电图谱，其放电特征类似外部放电，放电角度主要分布在类似外部放电，放电角度主要分布在090 090 及及180270 180270 之间，之间，而且负半周放电比正半周放电还明显，放电量都在数百而且负半周放电比正半周放电还明显，放电量都在数百pCpC 之间，之间，当时只知道电缆头有明显的放电讯号，但实际上不清楚电缆头内当时只知道电缆头有明显的放电讯号，但实际上不清楚电缆头内部的放电位置及放电形态。部的放电位置及放电形态。电力
5、电缆局部放电电力电缆局部放电 图谱的识别图谱的识别 因为经由局部放电检测得知电缆头有异常放电的讯号，所因为经由局部放电检测得知电缆头有异常放电的讯号，所以决定更换有异常放电讯号的电缆头，后来经解剖电缆头以决定更换有异常放电讯号的电缆头，后来经解剖电缆头后就发现因空气残留于电缆头内的放电现象，而且已经明后就发现因空气残留于电缆头内的放电现象，而且已经明显的碳化，此外也包括绝缘体因施工移除外半导体时的切显的碳化，此外也包括绝缘体因施工移除外半导体时的切痕过深的放电现象。痕过深的放电现象。电力电缆局部放电电力电缆局部放电 图谱的识别图谱的识别 当电缆头内部残留空气放电造成如上图的碳化现象时，除了一开
6、始的电当电缆头内部残留空气放电造成如上图的碳化现象时，除了一开始的电场分布不均匀外，也会影响整个电力线的分布，电力线会集中在碳化的场分布不均匀外，也会影响整个电力线的分布，电力线会集中在碳化的位置，最后会发生如图短路事故，这种短路事故属于高阻位置，最后会发生如图短路事故，这种短路事故属于高阻抗故障，故障电流较小，而且抗故障，故障电流较小，而且XLPE XLPE 绝缘层完整如初，从中心导体到绝绝缘层完整如初，从中心导体到绝缘层找不到任何放电痕迹，但从事故点到接地端会有明显的闪络痕迹，缘层找不到任何放电痕迹，但从事故点到接地端会有明显的闪络痕迹，这是电缆头内部空气放电造成事故的特性，有时此类型的事
7、故因故障电这是电缆头内部空气放电造成事故的特性，有时此类型的事故因故障电流较小，所以保护电驿可能不会动作，但电场仍会集中在此事故点，最流较小，所以保护电驿可能不会动作，但电场仍会集中在此事故点，最后仍会发生从中心导体到外半导或接地遮蔽层的短路事故，事后可以检后仍会发生从中心导体到外半导或接地遮蔽层的短路事故，事后可以检视出中心导体的闪络痕迹。视出中心导体的闪络痕迹。电力电缆局部放电电力电缆局部放电 图谱的识别图谱的识别 2.2.应力锥未套入外半导应力锥未套入外半导电缆终端处里头最重要的主要作用就是在电缆末端的电应力控电缆终端处里头最重要的主要作用就是在电缆末端的电应力控制，其次就是防水，若没有
8、电缆头时，在电缆末端的遮蔽层跟制，其次就是防水，若没有电缆头时，在电缆末端的遮蔽层跟中心导体间会有很大的电场存在，然后会破坏电缆本身的绝缘，中心导体间会有很大的电场存在，然后会破坏电缆本身的绝缘，而电缆头内高介电常数的应力锥就可以控制电应力不要集中在而电缆头内高介电常数的应力锥就可以控制电应力不要集中在遮蔽层上，让电力线平均分布在电缆末端，因此如果电缆头在遮蔽层上，让电力线平均分布在电缆末端，因此如果电缆头在施工时未将应力锥套在外半导施工时未将应力锥套在外半导时，那就代表此电缆头完全失去作用，电应力仍会集中在外半时，那就代表此电缆头完全失去作用，电应力仍会集中在外半导周边，并对外半导放电。通常
9、会发生这种错误都是施工人员导周边，并对外半导放电。通常会发生这种错误都是施工人员未按照说明书的尺寸施工所造成，这种施工上的瑕疵大部分只未按照说明书的尺寸施工所造成，这种施工上的瑕疵大部分只发生在冷缩式发生在冷缩式(预撑预撑式式)的电缆头，因为热缩式的应力锥与外层护套是分开热缩，所的电缆头，因为热缩式的应力锥与外层护套是分开热缩，所以不容易有应力锥未套入外半导体的情况发生。以不容易有应力锥未套入外半导体的情况发生。电力电缆局部放电电力电缆局部放电 图谱的识别图谱的识别 电力电缆局部放电电力电缆局部放电 图谱的识别图谱的识别 是于现场活线局部放电测量到的放电图谱，放电角度主要分布在是于现场活线局部
10、放电测量到的放电图谱，放电角度主要分布在090 090 及及180270 180270 之间，而且正负半周放电量大小几乎相等，放之间，而且正负半周放电量大小几乎相等，放电量也都在数百电量也都在数百pCpC 之间，同样在测量之时也无法判断放电的形之间，同样在测量之时也无法判断放电的形态，等更换电缆头才发现是应力锥未套入外半导体的放电讯号。态，等更换电缆头才发现是应力锥未套入外半导体的放电讯号。电力电缆局部放电电力电缆局部放电 图谱的识别图谱的识别 应力锥未套入外半导体的案例，除了应力锥未套入外半导体外，应力锥未套入外半导体的案例，除了应力锥未套入外半导体外，其半导体胶带也因缠绕不良而造成放电，这
11、个放电位置将是以其半导体胶带也因缠绕不良而造成放电，这个放电位置将是以后此电缆头崩溃事故的位置后此电缆头崩溃事故的位置电力电缆局部放电电力电缆局部放电 图谱的识别图谱的识别 应力锥未套入外半导体，但是其外半导体切割平整，此时电应力锥未套入外半导体，但是其外半导体切割平整，此时电场强度虽大但电应力仍平均分布在外半导体周遭，此时电应场强度虽大但电应力仍平均分布在外半导体周遭，此时电应力破坏会集中在最脆弱的点上，如果外半导体切割不完整时，力破坏会集中在最脆弱的点上，如果外半导体切割不完整时，会于切割不完整的区域开始放电破坏。会于切割不完整的区域开始放电破坏。电力电缆局部放电电力电缆局部放电 图谱的识
12、别图谱的识别 应力锥未套入外半导体的事故就如图所示，此种事故是直接的对应力锥未套入外半导体的事故就如图所示，此种事故是直接的对地故障，故障电流较大，而且会有明显的从中心导体到接地层的地故障，故障电流较大，而且会有明显的从中心导体到接地层的闪络痕迹出现，闪络痕迹出现，电力电缆局部放电电力电缆局部放电 图谱的识别图谱的识别 3 3外部放电：环境因素影响外部放电：环境因素影响除了施工上的瑕疵会造成电缆头放电外，另外还会受到环境因素除了施工上的瑕疵会造成电缆头放电外，另外还会受到环境因素影响而造成外部放电，通常这些外部放电不须任何仪器检测，只影响而造成外部放电，通常这些外部放电不须任何仪器检测，只要靠
13、目视检查即可，从图可以清楚的看出电缆头的外部放电，这要靠目视检查即可，从图可以清楚的看出电缆头的外部放电，这些放电都是因环境的湿度让电缆头表面的电力梯度分布不平均，些放电都是因环境的湿度让电缆头表面的电力梯度分布不平均，当某些区域的分压大于其崩溃电压时，就会开始产生局部放电，当某些区域的分压大于其崩溃电压时，就会开始产生局部放电，但外部放电通常危险性不高但外部放电通常危险性不高电力电缆局部放电电力电缆局部放电 图谱的识别图谱的识别 如果是沿着导体到接地间的外部放电时，那就有可能出现如图般如果是沿着导体到接地间的外部放电时，那就有可能出现如图般的沿面闪络放电。电缆头的外部放电量会随着环境的改变而
14、改变，的沿面闪络放电。电缆头的外部放电量会随着环境的改变而改变，当湿气相当大时可能放电量也大，同时有可能听到放电的声音及当湿气相当大时可能放电量也大，同时有可能听到放电的声音及所表面产生闪络的紫外光，但如果外在环境改变时，其放电现象所表面产生闪络的紫外光，但如果外在环境改变时，其放电现象有可能也会随着消失。有可能也会随着消失。电力电缆局部放电电力电缆局部放电 图谱的识别图谱的识别 4.4.外部放电：安全间距不足外部放电：安全间距不足电缆头在安装定位时，常常有安全间距的问题出现，电缆头电缆头在安装定位时，常常有安全间距的问题出现，电缆头施工说明书上通常会说明电缆头的相间及对地的最小安全间施工说明
15、书上通常会说明电缆头的相间及对地的最小安全间距，但在施工上常常因安全间距不足而发生短路事故。通常距，但在施工上常常因安全间距不足而发生短路事故。通常同相间的电缆头更容易被忽略，在普遍的认知下，同相位的同相间的电缆头更容易被忽略，在普遍的认知下，同相位的电位应该相等，不可能会有电位差，但是因电缆头一端是高电位应该相等，不可能会有电位差，但是因电缆头一端是高压导体，另端是接地端，所以因外部阻抗分布不均匀，电压导体，另端是接地端，所以因外部阻抗分布不均匀，电缆跟电缆之间就会有电位差出现，当此电位差大于空气的崩缆跟电缆之间就会有电位差出现，当此电位差大于空气的崩溃电压时，空气会被解离而开始放电溃电压时，空气会被解离而开始放电电力电缆局部放电电力电缆局部放电 图谱的识别图谱的识别 因安全间距不足造成的事故因安全间距不足造成的事故
