电缆局部放电测量常见干扰及抑制措施分析_朱世荣
电缆中间接头局部放电非电量检测方法探讨
电缆中间接头局部放电非电量检测方法探讨摘要：电缆作为电力中继，其承载着高负荷的电力传输，是电力系统的重要组成部分，电缆中间接头局部放电是造成交联聚乙烯电力电缆绝缘破坏的主要原因。
针对电缆中间接头进行局部放电检测是保障电力电缆可靠运行的重要手段，对高压电缆对安全运行具有非常重要的意义。
关键词：高压电缆；局部放电；检测技术前言我们常用的电是从发电厂发出，之后通过输电线路传输到变电站，最后再由变电站输送到各个用户。
从中不难看出高压电缆作为电力中继，其承载着高负荷的电力传输，其设备绝缘在电力转送过程中不仅受到电、热的直接影响，还会因使用时间不良环境等多种因素导致性能逐渐弱化，甚至是出现缺陷，一旦发生故障，将直接影响电力传输，因此必须定期不定期对之进行放电检测，通过绝缘检测和诊断技术能够更早的发现其中的故障，从而第--时间进行解决，以保障其正常运行。
1、局部放电1.1、局部放电的原理电缆的绝缘体内部，容易受到外界干扰因素影响，尤其在制造、加工中，多少都会存在气泡等各样的杂质，使该区域的击穿电压大幅度的降低，继而容易出现放电现象。
电缆在使用时，受到电场作用影响，绝缘体内部，出现部分区域放电，但是并没有贯穿施加电压导体间的，称为局部放电。
在相关局部测量规范中，对其局部放电的定义，也做出了一系列的描述，即部分桥接的放电现象，在导体附近发生，也可以不发生；但是这种情况的出现，无疑是一种安全隐患，电缆出现老化、绝缘击穿的情况，不利于电力系统的长寿命发展。
此时正负电荷，会集结在不同极性的两端，局部电场场强增大，最后电容击穿放电，形成局部放电现象，并伴随着脉冲电流的产生。
1.2 、局部放电概述局部放电作为一种电气放电现象，其产生的最主要原因是绝缘介质外施电压高到一定程度时产生电离的电气放电，归根结底是由于变电设备绝缘内部的一些气泡、空隙、杂质和污秽等缺陷造成的。
变电设备绝缘中常常容易出现局部放电，这种局部放电分散发生在相当小的局部空间内，一般不会导致绝缘穿透性击穿问题的出现，但是时间久了则易造成电介质的局部损坏，这样就会因局部小问题带来整个变电设备的运行问题。
电力电缆局部放电特征分析及运维检修策略
电力电缆局部放电特征分析及运维检修策略发布时间：2023-04-19T08:18:39.332Z 来源：《科技潮》2023年4期作者：姜敬元[导读] 在目前的电力电网系统当中，使用的电缆材料多为交联聚乙烯绝缘材料，出于该技术工艺特性和技术水平的影响，材料内部难免会出现气泡。
而这些泡的存在，则是导致电缆出现局部放电问题的根本所在。
国网沭阳县供电公司江苏省沭阳县 223600摘要：局部放电是导致电力电缆绝缘老化、降低电缆绝缘性能的主要原因之一，它与绝缘内部的缺陷密切相关。
本文将在分析电力电缆局部放电特征的基础上，概述了电力电缆局部放电类型以及检测方法，并提出几点运维检修策略，以供参阅。
关键词：电力电缆；局部放电；特征；运维；检修；策略1电力电缆局部放电特征分析在目前的电力电网系统当中，使用的电缆材料多为交联聚乙烯绝缘材料，出于该技术工艺特性和技术水平的影响，材料内部难免会出现气泡。
而这些泡的存在，则是导致电缆出现局部放电问题的根本所在。
具体来讲，当交联聚乙烯绝缘电缆中存在气泡，或者局部含有其他杂质，会导致该区域的击穿场强与平均击穿场强出现较大差异。
当电缆通电时，击穿场强的区域则会发生放电的现象。
在规模较大的电力系统中，这种放电现象会被放大，引发区域性放电。
从概念角度来讲，局部放电也就是没有贯穿施加电压导体之间的放电现象。
电力电缆的局部放电现象有3个主要的特征：（1）发生在绝缘体内部：（2）在放电过程中会产生强烈的脉冲电流：（3）在表面产生局部电晕放电的现象。
2电力电缆局部放电类型2.1悬浮局部放电悬浮局部放电是因为电力电缆导体或者附件内部存在自由悬浮金属颗粒，由于结构上的原因，随着外界电场的增强导致悬浮金属颗粒失去接地，对地产生高电位，从而引起局部放电现象。
这种放电一般出现在调压绕组、起固定作用的金属螺栓以及高压套管接触不紧密之中。
2.2内部气隙局部放电内部气隙局部放电也可以叫做气泡放电或者气隙放电，经常出现在电力电缆绝缘层介质里面或者介质层与缆芯交界面的气泡之中，这些微小气泡所承受的电场强度高于电缆绝缘层介质的电场强度，并且微小气泡外加的电场强度比最小击穿场强高的时候，就会出现局部放电，这种放电被叫做内部气隙局部放电。
高压电力电缆的局部放电监测与分析
Telecom Power Technology运营维护技术 2023年11月25日第40卷第22期241 Telecom Power TechnologyNov. 25, 2023, Vol.40 No.22王鹏飞，等：高压电力电缆的局部放电监测与分析强度时，气泡内会发生局部放电[3]。
而有害杂质可能成为放电的起始点，引发局部放电现象。
气泡在不同外加电压下的放电情况见表2。
表1 局部放电情形和电场强度局部放电情形电场强度/（×106 V/m ）尖角1.5～2.0边缘1.2～1.8电极间间隙不均匀1.8～2.5表2 气泡在不同外加电压下的放电情况外加电压/V放电情况0无放电100无放电200无放电300无放电400发生第一次放电500暂停放电，电压上升600发生第二次放电700暂停放电，电压上升800发生第三次放电由表2可知，当外加电压低于气泡的击穿电压时，气泡不进行放电，且电压较为稳定。
当外加电压提高至气泡的击穿电压时，气泡进行放电，并形成空间电荷；如果电压继续升高，气泡会再次进行放电，且放电电池将形成空间电荷，重新叠加气泡上的电流。
如果击穿电流达到阈值，气泡会进行放电，同时生成有害杂质。
而有害杂质会提高局部放电的危险性，进而损坏绝缘材料。
2 局部放电信号分析方法需要使用合适的传感器或探测器采集局部放电信号，如高频放大器、电压探头、电流传感器等设备[4]。
对采集到的局部放电信号进行预处理，包括去除噪声、滤波等操作，以获得干净的时域信号。
傅里叶变换是一种常用的频谱转换技术，可以将时域信号转换为频域信号，数学表达式为 X j x t e d t ()()()=j t ωω−×∫ （2）式中：X ( j ω)表示频域信号；x (t )表示时域信号；ω表示角频率。
式（1）表示将时域信号x (t )与复指数函数e (-j ωt )的乘积进行积分，得到频域信号X ( j ω)的过程。
傅里叶变换可以将信号分解为不同的频率成分，方便绘制频谱的功率密度谱（Power Spectral Density ，PSD ）或频谱图，以明确信号强度的分布情况。
提高电缆局部放电检测抗干扰能力的方法分析
提高电缆局部放电检测抗干扰能力的方法分析摘要：交联聚乙烯电缆在运行过程中，因绝缘老化会发生局部放电。
局部放电检测是评价交联聚乙烯电缆绝缘状况的重要手段，可有效预防电缆绝缘击穿事故的发生。
本文分析了电缆产生局部放电的机理，简述了常用的局部放电检测方法，针对电力电缆的局部放电检测容易受到干扰的问题，提出几种抑制措施，供电缆运行人员参考。
关键词：交联聚乙烯；局部放电；抑制干扰；电缆试验引言随着电力工业的发展，全球能源互联网应运而生，根据全球能源互联网的特点，城市电网供电可靠性的要求越来越高[1]。
电力电缆具有运行维护简单、供电可靠性高等特点，在城市电网建设中起着举足轻重的作用。
尤其是交联聚乙烯（LXPE）电缆，在城市输电线路中所占比例越来越大。
中高压交联电缆在供电网路中占有很大的主导成份，各主要供电场合的用电均通过中高交联电缆来实现，因此，交联电缆质量的好坏，起着关系国计民生的作用。
电力电缆在生产、运输、安装、运行过程中，可能因为生产工艺不佳，外力破坏，安装工艺不规范和绝缘老化等原因，绝缘存在缺陷而产生的微小放电，在电缆投入运行的初期，可能不会造成电力中断事故，但随着时间的推移，逐渐发热、老化，最终导致电缆的击穿，造成电网事故[2]。
局部放电检测已被广泛应用于检验电缆绝缘的微小缺陷，及时发现XLPE电缆绝缘隐患。
本文对局部放电产生的机理进行了分析，简述了局部放大检测的几种常用方法，针对电力电缆的局部放电检测容易受到干扰的问题，提出几种抑制措施，供电缆运行人员参考。
1 局部放电的产生机理在电场作用下，绝缘体中部分区域发生放电短路的现象称为局部放电。
在电场集中绝缘薄弱的区域，当电场强度达到介质击穿场强时，该区域就发生放电[3]。
气体或者气泡的击穿场强通常比固体或液体介质强度低，当场强达到击穿极限时，气泡首先被击穿，即发生了局部放电。
XLEP电缆会因生产过程中的气泡在运行过程中产生气隙，或者在安装过程中工艺不符合规范，这些缺陷都可能发生局部放电的现象。
交联电缆局部放电试验影响因素分析及对策
交联电缆局部放电试验影响因素分析及对策交联聚乙烯绝缘电力电缆出厂试验的局部放电（简称局放）试验是保证产品质量的重要环节。
目前，许多电缆制造厂已购置了局放测试设备，并已有了近十年的试验经验，但由于测试设备系统的组成复杂，技术要求高，而且在测试过程中影响因素众多，因而对测试人员的的技术要求也比较高，在测过程中，常常遇到各种各样的问题，影响了试验工作的顺利进行。
对测试人员而言，如何能快速、准确的区分和确定试验过程中产生的各类问题的原因，并能及时地解决，这对产品的生产和质量的控制具有重要意义。
1、局部放电试验操作中常遇到的问题：试验人员操作试验过程中常常会遇到一些突发问题，只要按正确的方法，步骤去分析和查找，才能排除各种影响因素，使试验顺利地进行，并获得正确的数据，以下对试验中常遇到的几个问题进行分析，并提出了如何解决的方法和措施。
2.1多根电缆局部放电量超标连续进行多根交联电缆的局部试验，均发现局放量严重超标，由于不合格品通常都是少量的，因此这可能在测试系统或其他原因而造成的，对这类问题可按如下步骤去查找及解决。
（1）将局放试验电压从高压降为零，若局部放量仍很大，则可确定外办电磁场干扰过大，此时可采用“开窗法”：来消除外界的干扰，若仍不能使试验正常，说明外界干扰无法消除，只能待外界干扰消失后再进行试验。
（2）将局放试验电压从高压降为零，若局放量消失，说明无外界干扰，则首先要检查试验终端或系统地线的引线是否正常。
目前，大多数电缆制造厂都采用悬挂式的油杯型的试验终端来进行局放来进行局放试验，这种试验终端使用易出现下列几个问题。
a、在进行局放试验时，高压引接线接头处往往因受力而使其断裂或断股，进而造成接触不良而放电。
b、油杯表面有脏物，引起表面放电。
c、油杯与电缆导体接触不良而产生放电。
d、因电缆的绝缘线芯色纱表面有微小毛刺，当其靠近高压端时会出现感应放电。
e、电缆为容性负载，对试样为三芯电缆而言，当另外两根待试验的绝缘线芯，其导体与高压引线距离太近时，易出现感应放电。
电力电缆的局部放电检测与处理
电力电缆的局部放电检测与处理局部放电是电力电缆中常见的故障形式之一，它会导致电缆损坏、短路等严重后果。
因此，对电力电缆进行局部放电的及时检测与处理，具有重要的意义。
本文将介绍电力电缆局部放电的检测原理、方法以及处理措施。
一、电力电缆局部放电的检测原理局部放电是指电缆中的电荷在局部区域释放能量，造成电弧放电或脉冲放电的现象。
电缆在运行或负荷过程中，由于介质老化、控制电极不良、绝缘结构破损等原因，可能引发局部放电。
因此，及时检测局部放电的存在是至关重要的。
电力电缆局部放电的检测可以通过不同的方法实现。
其中主要包括以下几种：1. 电缆局部放电检测仪器：采用高频电流放电法、超声波法、暂态地电压法等原理进行检测，可以对电缆进行全面、精确的监测。
2. 红外热像仪：通过检测电缆表面的热量分布，可以发现局部放电产生的热量异常，提前发现潜在故障。
3. 电缆局部放电监测系统：通过长期、实时监测电缆的电压、电流等参数，及时判断电缆是否存在局部放电，保障电力系统的稳定运行。
二、电力电缆局部放电的检测方法1. 高频电流放电法：通过检测电缆导体内部的高频电流信号，判断是否存在局部放电现象。
2. 超声波法：利用超声波的传导和反射特性，检测电缆绝缘及连接部位是否存在局部放电。
3. 暂态地电压法：通过在电缆两端施加暂态地电压，通过检测地电压的变化情况，判断是否存在局部放电。
三、电力电缆局部放电的处理措施当电力电缆存在局部放电时，需要及时采取相应的处理措施，避免故障扩大，确保电力系统的正常运行。
具体处理措施包括：1. 局部放电源的隔离：通过对电缆的发生放电部位进行隔离，防止放电的继续发展。
2. 放电源的修复：及时修复局部放电源，修复或更换损坏的电缆绝缘部分。
3. 系统的升级改造：通过对电力系统进行升级改造，提高电缆的绝缘性能，减少局部放电的可能性。
4. 定期检测与维护：定期对电力电缆进行检测与维护，及时排除潜在的故障隐患，提高电缆的安全可靠性。
电缆绝缘检测过程中局部放电量的校准及定位问题研究
Science &Technology Vision 科技视界0引言与架空线路相比较,电力电缆的主要优点是:①因受外界因素(如雷害、风害、鸟害等)的影响小,所以它的供电可靠性高;②电力电缆是埋入地下的,工程隐蔽,所以对市容环境影响较小,即使发生事故,一般也不会影响人身安全;③电缆电容较大,可改善线路功率因数。
1放电量的校准在局部放电测量中测试仪器上出现的信号(脉冲幅值),究竟代表多大的放电量,需要通过放电量的校准才能确定。
电测法局部放电检测系统的定量校正是根据视在放电量的定义,如果定量校正试品C x 产生的局部放电量,可以用幅值为U 0的方波电压源串联小电容C 0组成人工模拟支路并将产生的放电量q 0注入与C x 两端,此注入的电荷量为q 0=U 0C 0,这时在局部放电检测仪的显示器上可测得脉冲高度H 0,则放电量的分度系数为:K 0=q 0/H 0经过校正后,应保持检测系统连接回路不变以及系统的放大倍数等其它参数都不改变,即保持检测系统分度系数不变。
曲调校正用的人工模拟支路后,对试品按试验规程施加试验电压。
当试品产生放电时,在显示器上读得的脉冲高度为H ,则试品的视在放电量为:q =K 0H国家标准《局部放电测量》推荐了直接法和平衡法测量回路的直接校正电路,如图所示。
如果将人工模拟支路产生的放电量q 0注入检测阻抗Z d 两端称为间接校正,采用间接校正方法得到的分度系数进行放电量标定时,实际的放电量是分度系数K 0、回路衰减系数K l 以及脉冲高度H 三者的乘积,其中回路衰减系数K l 通常以测量方式求得,其方法是:采用间接校正回路测得分度系数K ,采用直接校正回路测得分度系数K′,则:K l =K′/K 且K l >1(1)直接校准将已知电荷量Q 0注入试品两端称为直接校准,其目的是直接求得指示系统和以视在放电量Q 表征的试品内部放电量之间的定量关系,即求得换算系数K。
这种校准方式是由GB/T7354-2003推荐的。
浅谈局部放电测试中的干扰及抗干扰措(论文)
浅谈局部放电试验测量中的干扰及抗干扰措施何平摘要本文主要论述了局部放电形成的机理，局部放电的类型特点及局部放电测试的目的和意义，并针对在局部放电试验各种干扰因素的形成及危害进行了分析，提出了相应的防干扰的技术措施。
关键词局部放电干扰措施一、概述电气设备绝缘内部常存在一些弱点，例如：一些浇注、挤制或层绕绝缘内部人员出现气隙或气泡。
空气的击穿场强和电介常数都比固体介质的小，因此在外施电压作用下这些气隙或气泡会首先放电，这就是局部电气设备的放电。
放电的能量很弱，故不影响设备的短时绝缘强度，但日积月累将引起绝缘老化，最后可能导致整个绝缘在正常电压下发生击穿。
所以对高压电气设备做局部放电测试时很必要的。
局部放电的机理常用三电容模型来解释，图1中，C g代表气隙，C b（是C b1和C b2的串联）代表与C g串联部分的介质电容；C a代表其余部分绝缘的介质电容。
若在电极间加上交流电压u t，则出现在C g的电压为u g即u g = [ C b /(C g+ C b)] u t = [ C b /(C g+ C b)] u max sinωt图1固体介质内部气隙放电的三电容模型图(a)通过气孔的介质剖面图（b）等效回路因气隙很小，C g比C b大很多，故u g比u t小很多。
局部放电时气隙中的电压和电流变化如图2。
u g随u t升高，当u t上升到u s（起始放电电压），u s达到C g的放电电压u g时，C g气隙放电，于是C g上的放电电压很快就从u g降到了u r放电电压熄灭，则u r= [ C b /(C g+ C b)] u c式中，u r为C g上的残余电压（0≤u r<u g）u c为相应的外施电压值。
放电后在C g上重建的电压将不同于u g，只是随着外施电压的上升类似于u g的上升趋势，从u r上升，当升到u g也即外施电压又上升了（u s –u c）时，C g再次放电，放电电压再次熄灭，电压再次降到u r。
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验灵敏度应不大于１０ｐＣ，型式试验声明试验灵敏度应不大于５ｐＣ。
ＧＢ／Ｔ３０４８．１２－２００７局部放电试验方法标准要求，试验回路包括高压电源、高压电压表、放电量校准器、双脉冲发生器等组成，试验电源应是频率为４９～６１Ｈｚ交流电源，近似正弦波，且峰值与有效之比应为 ±０．０７。
产生试验电压可以是变压器或串联谐振装置。
试验步骤包括试验回路选择和连接、电量校准、施加电压和放电测量等。
从试验设备和标准要求可知，电缆局部放电测量具有如下特点：
１、设备庞大，试验室占据空间大，连接环节多。
无论使用变压器式或串联谐振式高压设备，其额定输出容量一般都在１００ｋＶＡ以上，其调压设备、高压设备、耦合电容器和控制设备等都很庞大，试验时，需将这些设备、试样和局部放电检测仪按试验要求连接一起，可见空间之大，环节之多。
２、试样长，试验负载为电容性负载。
短试样长度最小１０ｍ，长试样有时可达数千米，由于试验电压施加于电缆屏蔽和导体上，中间为绝缘层，其试验时为电容性负载。
３．试验电压高，局部放电检测仪输入放电脉冲。