电力电缆局部放电带电检测技术及其应用研究

龙源期刊网电力电缆局部放电带电检测技术及其应用研究作者：余凯来源：《中国科技博览》2016年第17期[摘要]局部放电存在的问题是引发电力设备事故的重要原因之一，而针对局部放电带电进行检测更是评估电力变压器状态和诊断其存在的问题的有效手段。为此，为了有效控制电力设备的正常运行，不少电力企业都开展了局部的放电带电检测。为此，为探究目前电力电缆局部放电带电检测技术的发展现状及其使用现状，本文在针对性地分析局部放电带电检测技术的原理及特征，其中主要分析了高频（射频）电流法、超高频法、超声波法等的基本原理与特征，进而探究目前电缆局部放电定位法、现场电缆局放检测等应用现状，以此来分析电力电缆局部放电带电检测技术及其应用对电力系统稳定运行的积极意义，促进电力系统的稳定运行。[关键词]电力电缆；局部放电带电检测技术；高频（射频）电流法；超高频法；超声波法中图分类号：TM7文献标识码：A文章编号：1009-914X（2016）17-0253-02随着社会对于电力的需求不断加大，城市电网建设也随之不断扩大，这意味着，保证电力设施的安全，保证系统的稳定运行对于社会的经济发展而言有着非常大的意义。为此，社会上对于交联聚乙烯绝缘电力电缆的检测手段也在不断深入及推进[1]。目前，电力系统对于电力电缆局部放电带电检测手段主要以耐压试验为主，其中主要包括了直流耐压和交流耐压两种形式，而目前社会上所采用的检测方法主要为交流变频串联谐振的耐压方式。而通过学术界的研究发现，采取耐压试验进行检测并不能保证能为电网的运行提供可靠的保障[2]。因此，为有效提高局部放电带电的检测效率，还需要不断加强对电缆局放检测技术的研究。1电力电缆局部放电带电检测技术的原理及特征所谓的电力电缆局部放电带电检测技术主要是指局部的放电所产生的不同物理现象为依据，并通过对不同的物理现象进行描述来体现出局部放电的状态。就目前而言，电力电缆局部放电带电检测技术主要有目前带电检测方法主要有高频脉冲电流法、超高频法、超声波法、光学检测及化学检测法等，而本文主要选取其中比较具有代表性的高频脉冲电流法、超高频法、超声波法进行阐述。1.1高频（射频）电流法所谓的高频电流法是一种非电接触式的局部放电测量方法，基于传统脉冲电流法延伸出来，其主要的特征在于采用高频罗氏线圈取代测量阻抗，进而能够从耦合回路中取得相应的局龙源期刊网部放电脉冲信号[3]。在实际的电力电缆局部放电带电检测过程中，主要的检测原理如图1所示。由此可见，高频电流法与标准脉冲电流法是非常相似的。因此，在条件允许的情况下通过采取柔性工频电流传感器或电压变换器能够进行相位跟踪测量，然后通过采用PRPS、PRPD、N-Φ、Q-Φ、Q-Φ-T等统计分析模式来进行分析，探究被测变压器设备的运行情况和缺陷类型。另外，还可利用开窗技术加强对放电相位的频谱进行分析。1.2超高频法超高频（UHF）传感器有效感应变压器内的局部放电信号，进而获得到相关的信息，以实现对变压器运行状态的诊断。而UHF传感器可分内置型传感器和外置传感器，二者的可检测频率范围均为300-3000MHz的信号[4]。UHF传感器的瞬态响应好、线性度高、灵敏度高等优势，因此，采用超高频（UHF）传感器进行检测具有较高的时效性。1.3超声波法所谓的超声波法即通过超声波传感器来检测局部放电带电的情况。一般情况下，变压器的局部放电是由油中的气泡或绝缘纸板的气隙所产生的，因此，通过在变压器外壳上粘贴超声波传感器就能检测到变压器的局部放电情况[5]。一般情况相爱，超声波法可检测的频率范围为20-200kHz，具有一定的抗干扰能力。而测得的信号幅度强度与放电量成正相关关系，因此当变压器内放电量较大时，信号幅度就较强。2电力电缆局部放电带电检测应用2.1电力电缆局部放电带电定位法电力电缆局部放电带电定位法对于检测电力设备存在的问题有着非常重要的作用。在针对电网进行放电带电的检测时，如果能准确定位到放电带电的详细位置，就能提高局部放电带电测量的实效性[6]。而目前针对电力电缆局部放电带电定位的检测方式主要是时域反射法（TimeDomainReflectometry，TDR）。此测量方法一方面在电缆的一端架起脉冲检测装置，利用脉冲传播的反射原理来检测同一个脉冲在电缆中来回传播的情况和时间差，对比识别以确定局放源的位置[7]。而一般情况下，会在电缆近端架设局放信号耦合装置，一旦电力电缆中某一线路的绝缘出现缺陷点发生放电时，就会产生两个相同的信号，这两个信号将在电缆线路内沿着反向传播[8]。技术人员通过分析两个信号到达时间差，并结合其他相应的参数就能估计出局放源位置。2.2现场电缆局放点带电的检测在本研究中，所采取的检测系统为PDS-G1500型局放检测系统，在此次检测过程中，成功发现了数个潜在的电力电缆放电带电缺陷[9]。以某一变电站的现场检测为例，在检测过程龙源期刊网中，技术人员在变电站电缆层中的接地线中发现了放电信号，经对比，该信号来自于一根编号为3581的电力电缆，如图2所示。通过图2可得，AC相的信号非常相同，切幅值大小基本一致，而B相则与之相反，且信号幅值为AC相的2倍。可见，局放信号发生在B相电缆设备上。3结语随着电网的不断扩大，电力电缆局部放电带电的检测越发重要，而其在现场电力电缆的施工过程中的地位也日益显现，不仅对电力电缆的运行质量有着一定的警示作用，更为电网的高效、可靠以及稳定运行提供可靠的参考依据[10]。就目前而言，电力电缆局部放电带电检测是目前公认的最有效的检测方式，不仅具有较高的灵敏度，同时其预警时间也比较长。但是，就目前的现状看，电力电缆局部放电带电还只是一个微弱的信号，因此容易受到大量的信息干扰，使得电力电缆局部放电带电的检测具有一定的难度[11]。为此，在未来的样九中，还需要针对电力电缆局部放电带电在测试中的干扰因素进行深入的研究，以减少干扰信息对检测结果造成的影响。因此，针对电力电缆局部放电带电的研究还需要不断深入、全面的研究。参考文献[1]陈茂荣，杨忠，牛海清.中压电缆缺陷原因及其状态检测技术现状[J].电线电缆，2013，05：39-42.[2]王伟，王永亮，刘冲，李应利，张德文，孙运涛，王巍巍.110kV三相交叉互联电缆的频变模型及局放仿真分析[J].中国电机工程学报，2011，01：117-122.[3]王少华，叶自强，梅冰笑.输变电设备在线监测及带电检测技术在电网中的应用现状[J].高压电器，2011，04：84-90.[4]刘岩，林洲游，胡伟.振荡波测试技术在中压电力电缆局部放电检测中的应用[J].浙江电力，2011，11：6-8+23.[5]姜芸，周韫捷.分布式局部放电在线监测技术在上海500kV交联聚乙烯电力电缆线路中的应用[J].高电压技术，2015，04：1249-1256.[6]刘嘉林，董明，安珊，杨兰均，邝石，张伟政.电力变压器局部放电带电检测及定位技术综述[J].绝缘材料，2015，08：1-7.[7]杨贤，饶章权，柯春俊，王流火，王增彬，黄振.广东电网输变电设备带电检测技术应用现状及提升策略[J].南方电网技术，2015，03：68-74+86.[8]李学斌，康激扬，鲁旭臣，隋东硼，韩洪刚.高压电缆带电检测有效性评估系统研究[J].电气应用，2016，02：50-53.龙源期刊网[9]黄浩锋，贺光晏，苏全.电缆局部放电带电测试技术在现场的应用[J].电世界，2016，06：12-15.[10]闫颖.电缆局部放电检测系统的研究[J].电子世界，2014，05：46-47.[11]任志刚，丛光，李华春，冯义，李伟，段大鹏，韩良.GIS电缆终端缺陷综合局放诊断与分析[J].高压电器，2014，03：44-49+57.[12]张海，王天正，于嘉.电力电缆局部放电全过程检测系统[J].山西电力，2012，04：26-28.