电缆局部放电在线检测技术及应用图文
局部放电缺陷检测典型案例和图谱库
电缆线路局部放电缺陷检测典型案例（第一版）案例1：高频局放检测发现10kV电缆终端局部放电（1）案例经过2010年5月6日，利用大尺径钳形高频电流传感器配Techimp公司PDchenk 局放仪，在某分界小室内的10kV电缆终端进行了普测，发现1-1路电缆终端存在局部放电信号，随后对不同检测位置所得结果进行对比分析，初步判断不同位置所得信号属于同一处放电产生的局放信号，判断为电缆终端存在局放信号。
2010年6月1日通过与相关部门协调对其电缆终端进行更换，更换后复测异常局放信号消失。
更换下来的电缆终端经解体分析发现其制作工艺不良，是造成局放的主要原因。
（2）检测分析方法测试系统主机和软件采用局放在线检测系统，采用电磁耦合方法作为大尺径高频传感器的后台。
信号采集单元主要有高频检测通道、同步输入及通信接口。
高频检测通道共有3个，同时接收三相接地线或交叉互联线上采集的局部放电信号，采样频率为100 MHz，带宽为16 kHz~30 MHz，满足局部放电测试要求。
同步输入端口接收从电缆本体上采集的参考相位信号，通过光纤、光电转换器与电脑的RS232串口通信，将主机中的数据传送至电脑中，从而对信号进行分离、分类及放电模式识别。
利用局部放电测试系统，在实验电缆中心导体处注入图1-1的脉冲信号，此传感器可直接套在电缆屏蔽层外提取泄漏出来的电磁波信号，在电缆中心导体处注入脉冲信号，耦合到的信号如图1-2所示。
图1-1 输入5 ns脉冲信号图1-2输入5 ns脉冲信号响应信号将传感器放置不同距离时耦合的脉冲信号如图1-3所示。
距电缆终端不同距离耦合的脉冲信号随其距离的增长而减小（见图1-4），这样就可以判断放电是来自开关柜内还是线路侧。
a）距电缆终端0.1 m b）距电缆终端1.5 m图1-3 局部放电系统的耦合信号图1-4 不同位置耦合的脉冲信号2010年5月6日，在某分界小室内的10kV电缆终端进行了普测，在距离1-1路进线电缆0.5 m和1.0 m处分别发现局放信号，测试结果如图1-5及图1-6所示。
电缆局部放电在线检测技术及应用
实时监测电缆的运行状态，可以在故 障发生前及时处理，提高供电可靠性。
预防性维护
通过定期的在线检测，可以预测电缆 的老化和故障趋势，提前进行预防性 维护。
在线检测技术在电缆维护中的应用
故障定位
在线检测技术可以快速准确地定位电缆的故障位 置，缩短故障排查时间。
故障性质判断
通过分析局部放电的特征，可以判断电缆故障的 性质和原因。
延长设备使用寿命
通过及时发现并处理局部 放电故障，可以延长电缆 等电气设备的使用寿命， 降低维护成本。
02 电缆局部放电的基本原理
局部放电产生的原因
电场应力集中
电缆绝缘层内部或表面存在微小 缺陷，如气泡、杂质等，导致电 场应力集中，促使局部区域发生
放电。
介质不均匀
电缆绝缘材料内部或绝缘与导体之 间的介质不均匀，导致电场分布不 均，局部区域电场强度过高，引发 放电。
利用声学原理，开发声学传感器，实现对电缆局部放电的定位和 定量分析。
推进在线检测技术的智能化和自动化
智能化分析
通过人工智能和机器学习技术，实现对局部放电数据的自动分类、 识别和预测，提高预警和故障诊断的准确性。
自动化巡检
开发自动巡检系统，实现电缆线路的无人值守和远程监控，提高巡 检效率和安全性。
数据挖掘与决策支持
标准化和规范化
制定统一的检测标准和方法，确 保不同设备间的可比性和互操作 性，提高检测结果的可靠性。
开发新型的在线检测设备和技术
无线传输技术
利用无线传输技术，实现远程实时监测和数据共享，降低线缆铺 设和维护成本。
光学检测技术
利用光学原理，开发非接触式检测设备，避免电磁干扰，提高检 测精度。
声学检测技术
高压电缆局部放电在线监测系统
高压电缆局部放电在线监测系统高压、超高压电缆局部放电在线监测系统主要用于监测发生在高压电缆、GIS以及与其相连高压设备中的局放信号，预测该局放的发展趋势，预防突发性的电气事故，为设备的状态检修和维护提供有效的数据依据。
该系统是一个独立的、紧凑型多功能分布式高频局放同步检测系统，采用光纤组网方式进行数据传输，实时在线监测电缆系统局部放电，通过高压电缆局放分析系统来评估系统的绝缘状态。
系统基于高频脉冲电流法测量局放的原理而设计，通过高频电流传感器（HFCT）和100Mbps采样率采集局放源点激发的脉冲电流信号。
二、技术特点
（1）采用高频脉冲电流法原理，通过高频电流传感器测量局放信号；
（2）局放监测装置可以通过单模光纤级联，组成光纤环网，控制计算机通过总线控制单元管理所有装置，进行长电缆线路分布式局放检测，各监测装置之间实现完全电气绝缘。
光纤长度可达20km；
（3）可以进行电缆线路局放在线监测；
（4）供电电源使用AC220V市电；
（5）分析软件采用可视化方式展示局放图谱，如二维q-φ, N-φ, N-q和三维N-q-φ；
（6）可生成测试报告，用于存档或运维问题追溯。
注意事项
1)严禁在局放传感器输出端处于短路状态下在接地线上合上局放传感器，在合上局放传感器前，需确认其输出端是否短路；
2)传感器应牢固固定于接地线上，若接地线过细，可使用绝缘胶布缠绕数层后再使用电流互感器；。
电力电缆局部放电带电检测技术及其应用
电力电缆局部放电带电检测技术及其应用
电缆局部放电带电检测，是指在检测活动中将电缆断开，在断端施加射频电压，并以
微弱电流用来检测电缆绝缘是否存在放电现象及其程度等。
一般认为，当射频电流从接地
点穿过电缆的绝缘时，可以探测电缆的缺陷，从而达到完成带电检测的目的，对于及时发
现电缆局部放电状况，按照站内定期维护工作或是在维修电缆修复措施中可发挥重要作用。
现今，电缆局部放电带电检测是一项十分重要的诊断技术，它可以帮助科学家以及安
全专家在检测过程中的更精准地将带电检测的内容精确地提取出来，从而对电缆的状态有
个更准确的评价。
带电检测在电力系统中的应用，目的主要有九点：一般的缺陷检测；电
缆的外表检测；安全接地检测；带电检测；测伐阻抗电缆；检查低压段；电缆系统诊断；
电缆系统活动检测；电缆段互感放大器。
在缺陷检测中可以检测出电缆内部的接头以及接
线异常状况，因此，在维修时可以及早发现缺陷，以减少损失。
电缆局部放电带电检测也有其优势和特点：一是检测元件简单，可以满足低压、中压
以及高压的检测诊断；二是检测结果具有可靠性，对于有问题的电缆段可以帮助及时定位，准确发现电缆的故障点，大幅减少维修的时间及时间消耗；三是可以检测电缆的性能状况，准确查看电缆的线路信息，可以及时评估缺陷，提高设备的运行的安全性及可靠性。
电缆局部放电带电检测技术是一项重要的应用技术，对于企业及从业者来说，完善带
电检测技术不仅可以提高电缆工程管理及检测质量，更重要的是可以辅助有效地控制安全
隐患，保障电缆工程的安全稳定运行。
电力电缆局放在线检测课件ppt
电容分压器法
电容分压器监测
灵敏度取决于分压比：C1/(C1+C2)
高频脉冲电流法和电容分压器法较适合 现场使用。
电容分压器法灵敏度最高，且有利于故 障的定位。但其缺点是需要破坏电缆屏 蔽层，在连接盒上插入内电极等，在现 场实现还有一定困难。
感应传感器法：
– 原理：当电缆屏蔽由多股螺旋状带绕成时，局放电 流在屏蔽线上的电流可分为沿电缆和围绕电缆的分 量，切向电流产生轴向磁场，该磁力线在电缆外侧， 用线圈制成特高频传感器装在电缆外。
主要内容
电力电缆基本知识
– 电力电缆发展背景、结构特点，分类，运行 情况等
– 电力电缆的绝缘特征量、劣化机理
电力电缆的检测与故障诊断技术
– 直流泄漏电流检测 – 介质损耗角正切tgδ的在线检测 – 局部放电在线检测技术
电力电缆基本知识
背景 – 电力电缆主要用于发电厂、变电所、工矿企业 的动力引入/出线 – 过海、过江、过铁路等特殊部位，多采用电缆 – 20世纪80年代初，随着XLPE电缆的广泛应用， 电力电缆与GIS一起成为城网改造的两项重要举 措。
VHF检测系统组成及检测效果验证
VHF传感器与局部放电仪测试结果对比
电力电缆主要用于发电厂、变电所、工矿企业的动力引入/出线
试验时在真实电缆试品上人为设置各类常见的故障模型，用振荡波检测装置进行检测，将检测结果与预置故障源进行对比，从而判定
振荡波检测系统的有效性。
高频脉冲电流法和电容分压器法较适合现场使用。
– 电力电缆与架空线路相比，优点是受气候影响 小，节省空间、安全可靠、隐蔽耐用，但成本 较高
tanδ法：从电压互感器取电压，用电流传感
器测流经电缆绝缘的工频电流，通过装置测出 电缆绝缘的tanδ，此信息反映出绝缘缺陷的平 均程度。
《局部放电在线监测》课件
随着技术的成熟和市场的扩大，局部放电在线监测技术的竞争将逐 渐加剧，将促进技术的进步和产品的升级。
服务化趋势
未来局部放电在线监测技术的销售将趋向于服务化，将更注重为客 户提供全面的监测解决方案和优质的技术支持。
未来研究方向
新型传感器研究：针对局部放电信号的特征和传 播特性，研究新型的传感器材料和结构，提高传 感器的灵敏度和可靠性。
。
监测系统组成
01
02
03
04
传感器
用于采集局部放电产生的各种 信号。
数据采集器
用于采集、处理和存储传感器 采集的数据。
显示器
用于显示监测结果和报警信息 。
报警装置
用于在出现异常情况时发出报 警信号。
监测系统工作原理
传感器采集局部放电产生的信号 ，并将信号传输给数据采集器。
数据采集器对信号进行预处理、 分析和存储，并将结果传输给显
多参数综合监测技术研究：研究如何将多种监测 参数（如电、热、声、光等）综合利用，提高监 测的全面性和准确性。
人工智能与机器学习在局部放电监测中的应用研 究：研究如何利用人工智能和机器学习技术对局 部放电信号进行自动识别、分类和诊断，提高监 测智能化水平。
跨学科研究：结合电气工程、物理学、化学、材 料科学等多个学科的理论和技术，开展跨学科的 局部放电在线监测技术研究，推动技术的创新和 发展。
状态。
应用案例
某大型电力公司的变压器局部 放电在线监测系统，有效预防 了变压器的故障，提高了供电
可靠性。
某石油化工企业的局部放电在 线监测系统，及时检测出设备 的腐蚀和损伤，避免了潜在的
安全隐患。
某城市轨道交通系统的受电弓 局部放电在线监测系统，确保 了列车运行的安全性和稳定性 。
基于局部放电频谱分析的XLPE电力电缆在线监测技术研究
基于局部放电频谱分析的XLPE电力电缆在线监测技术研究随着信号采集技术、抗干扰技术、滤波技术的不断发展，电力电缆局部放电在线监测手段日益完善，在实际应用中也将会逐渐适应各种各样的复杂环境，从而在电力电缆线路的安全运行中发挥越来越重要的作用。
标签：XLPE电力电缆;局部放电;在线监测引言随着电力电缆在城市电网中得到广泛应用，电缆的绝缘问题愈显突出。
由于电缆通常是敷设在管沟或隧道中，到目前为止，还没有较好的技术能够掌握运行中电缆的绝缘状态。
当前，电缆线路在线监测多数是监测电缆的温度。
然而，据统计，电缆故障多数源于施工时机械损伤和绝缘处理不当，如制造中存在空隙、裂纹、受潮或损坏。
最能够反映电缆绝缘特征的是电缆的局部放电。
运行中的电缆总是与其他电气设备相连接（如变压器、GIS、开关、电压互感器、架空线等），这些设备也可能产生局部放电，要将电缆的局部放电信号从其他设备放电或干扰中区分出来是一个关键问题。
基于上述问题，必须从研究电缆局部放电机理出发，摸清其放电传播的物理过程，以其作为基础，寻找有效区分电缆内部放电和外部干扰的检测技术。
目的是模拟电缆运行中的实际情况，利用局部放电传感器，检测电缆在内部放电和外部干扰传播时，找出传播规律及特点，寻找到能准确区分内部放电和外部干扰的可行方案。
一、基于局部放电频谱分析XLPE电力电缆在线监测技术（一）局部放电监测的现状XLPE电力电缆在运行中，其局部放电脉冲的宽度，在1纳秒至10纳秒之间，其所表示的含义为：局部放电脉冲信号有瞬间即逝的特征，尤其以电缆为介质的传输中，高频脉冲信号的衰减程度会逐渐增加。
所以，在XLPE电力电缆的终端处，很难采用监测系统对局部放电的信号进行采集，或者已经采集的信号，存在严重的失真现象，导致测量结果存在严重的误差问题，影响后续的相关工作。
在本文的分析中，将宽频带局部放电传感器的方式，应用在监测甚高频频段局部放电的工作中。
另外，由于XLPE电力电缆的局部放电现象，经常发生在附件的周围，或者就应该在相应的位置，以接地的方式，安装局部放电传感器。
局部放电缺陷检测典型案例和图谱库
局部放电缺陷检测典型案例和图谱库电缆线路局部放电缺陷检测典型案例(第一版)案例1:高频局放检测发现10kV电缆终端局部放电(1)案例经过2010年5月6日，利用大尺径钳形高频电流传感器配Techimp公司PDchenk局放仪，在某分界小室内的10kV电缆终端进行了普测，发现1-1路电缆终端存在局部放电信号，随后对不同检测位置所得结果进行对比分析，初步判断不同位置所得信号属于同一处放电产生的局放信号，判断为电缆终端存在局放信号。
2010年6月1日通过与相关部门协调对其电缆终端进行更换，更换后复测异常局放信号消失。
更换下来的电缆终端经解体分析发现其制作工艺不良，是造成局放的主要原因。
(2)检测分析方法测试系统主机和软件采用局放在线检测系统，采用电磁耦合方法作为大尺径高频传感器的后台。
信号采集单元主要有高频检测通道、同步输入及通信接口。
高频检测通道共有3个，同时接收三相接地线或交叉互联线上采集的局部放电信号，采样频率为100 MHz，带宽为16 kHz~30 MHz，满足局部放电测试要求。
同步输入端口接收从电缆本体上采集的参考相位信号，通过光纤、光电转换器与电脑的RS232串口通信，将主机中的数据传送至电脑中，从而对信号进行分离、分类及放电模式识别。
利用局部放电测试系统，在实验电缆中心导体处注入图1-1的脉冲信号，此传感器可直接套在电缆屏蔽层外提取泄漏出来的电磁波信号，在电缆中心导体处注入脉冲信号，耦合到的信号如图1-2所示。
图1-1 输入5 ns脉冲信号图1-2输入5 ns脉冲信号响应信号将传感器放置不同距离时耦合的脉冲信号如图1-3所示。
距电缆终端不同距离耦合的脉冲信号随其距离的增长而减小(见图1-4)，这样就可以判断放电是来自开关柜内还是线路侧。
a)距电缆终端0.1 m b)距电缆终端1.5 m图1-3 局部放电系统的耦合信号图1-4 不同位置耦合的脉冲信号2010年5月6日，在某分界小室内的10kV电缆终端进行了普测，在距离-1路进线电缆0.5 m和1.0 m处分别发现局放信号，测试结果如图1-5及图1-61所示。
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电缆局部放电在线检测技术及应用
电缆局放检测方法
HFCT高频检测法适用性
在运行电缆中将XLPE电缆接地线中的局部放电电流信号通过电磁耦合 线圈与测量回路相连,不需要在高压端通过耦合电容器来取得局部放电 信号, 因此适用于电缆敷设后的交接验收试验和运行中的在线监测。
电缆局部放电在线检测技术及应用
电缆局放检测方法
超声局放检测只能应用在终端，辅助判断
电缆局部放电在线检测技术及应用
电缆局放检测方法
UHF超高频检测方法
电缆局部放电在线检测技术及应用
电缆局放检测方法
超高频局放检测应用在电缆检测的局限性
1、电缆的低通特性 电缆中半导层的结构，脉冲的 高频部分传输中被很大程度的 削弱，脉冲的幅值减少。 2、信号提取不容易 金属护套对信号的屏蔽
电缆局部放电判断方法
4、干扰信号
干扰信号的谱图特征： 1、火焰图上信号没有相位特征 2、火焰图上信号不能与电压频率同步 3、频谱图上没有频谱特征 4、脉冲图上看不到典型放电脉冲
电缆局部放电在线检测技术及应用
电缆局部放电判断方法
电缆局部放电在线检测技术及应用 电缆线路局部放电检测的特殊性
电缆局部放电在线检测技术及应用 电缆线路局部放电检测的特殊性
电缆局部放电在线检测技术及应用 电缆线路局部放电检测的特殊性
电缆局部放电在线检测技术及应用 电缆线路局部放电检测的特殊性
电缆局部放电在线检测技术及应用 电缆线路局部放电检测的特殊性
电缆局部放电在线检测技术及应用 电缆线路局部放电检测的特殊性
电缆局部放电在线检测技术及应用 电缆线路局部放电检测的特殊性
电缆局放检测方法
热影像
电缆局部放电在线检测技术及应用
电缆局放检测方法
AE声发射检测方法
• 故障点放电时会产生 10kHz—300kHz的声信号 •发现放电故障和故障点位置
声源
材料中 传播
耦合 界面
传感器
背景噪 声
专家诊 断系统
确定有效声源、位置和 严重度
数据 显示
信号 处理
信号 放大器
其它辅 助信息
电缆局部放电在线检测技术及应用 电缆线路局部放电检测的特殊性
电缆局部放电在线检测技术及应用 电缆线路局部放电检测的特殊性
电缆局部放电在线检测技术及应用 电缆线路局部放电检测的特殊性
电缆局部放电在线检测技术及应用 电缆线路局部放电检测的特殊性
电缆局部放电在线检测技术及应用 电缆线路的局放检测技术应用
局部放电监测及其趋势 分析被认为是检测绝缘 缺陷发展的最有效的手 段。
电缆局部放电在线检测技术及应用
高压电缆测量局部放电的必要性
德国RWE的试验表明,打入绝缘铁钉.工频下需要2U0耐 压70分钟才击穿
60分钟耐压试验并不能完全保证发现所有安装缺陷,辅 助局部放电测量是非常有必要的
电缆局部放电在线检测技术及应用
电缆局部放电在线检测技术及应用
内容提要
第一部分: 局放检测方法 第二部分: 局放诊断性试验标准 第三部分: 局放谱图识别技术 第四部分：电缆线路局放检测的特殊性 第五部分：电缆线路的局放检测技术应用 第六部分: 电缆缺陷解剖案例介绍
电缆局部放电在线检测技术及应用
高压电缆目前的试验手段和趋势
目前主要由竣工后的交 流耐压试验这种单一的 办法来保证竣工质量。
超高频局放检测只能应用在GIS终端
电缆局部放电在线检测技术及应用
电缆局放检测方法
HF高频检测方法
用高频传感器，对局部放电产 生的电磁信号进行检测，并通过 信号的后期处理，提取局部放电 信号特征参数，并进行统计计算。
HF频率范围（1MHz-30MHz） 内的PD检测，主要用于电缆附件 的检测，在电缆附件上，电磁脉 冲被传感器所捕捉。
超声波局放检测可在电缆套管、尾管以及GIS 外壳等部位进行检测。具有局限性；
超高频局放检测仅适用于电缆GIS终端检测； 光学检测方法、DGA检测方法可做辅助认证； HFCT的高频检测方法在电缆上局部放电信号
获取方便性、灵敏度、带宽范围均能符合高压 电缆的局放在线检测要求，是最有效的手段。
电缆局部放电在线检测技术及应用
在缺陷点附近采用
局部放电测量的目的是发现
10pC左右的微小缺陷。
分布式局放测量。
电缆局部放电在线检测技术及应用 电缆线路局部放电检测的特殊性
电缆局部放电在线检测技术及应用 电缆线路局部放电检测的特殊性
电缆局部放电在线检测技术及应用 电缆线路局部放电检测的特殊性
电缆局部放电在线检测技术及应用 电缆线路局部放电检测的特殊性
国网电力电缆试验新规程
电缆局部放电在线检测技术及应用
国网电缆运行新规程
电缆诊断性试验增加了局放检测的方法。
电缆局部放电在线检测技术及应用
电缆局部放电判断方法
三图法判断高压电缆局放缺陷思路
相位谱图 （火焰图）
频谱图
脉冲图
电缆局部放电在线检测技术及应用
电缆局部放电判断方法
1、火焰图（N-Q-Φ）
100Hz相关
电缆局部放电在线检测技术及应用
电缆局放检测方法
超声局放检测应用在电缆检测的局限性
在电缆线路中，超声波的传播从电缆的局部放电点向外发射，由 于电缆护套的阻挡，发射到空中的信号微乎其微，因此唯一有可 能检测到超声信号的方法是用传感器紧贴在电缆和接头上。
电缆材料采用了弹性模量较小的有机材料，柔软的材质能很好地 吸收局放引起的压力波，因此超声信号在电缆中的传播距离非常 小。特别是对于灌注硅胶保护的接头，检测到超声信号的可能性 更小。
电缆局部放电在线检测技术及应用 电缆线路局部放电检测的特殊性
电缆局部放电在线检测技术及应用
电缆线路局部放电检测的特殊性
高压电缆中局部放电信号随
传播距离而衰减。
根 据 Mr.Boggs 发 表 在
IEEE2006上的研究成果，局
放 信 号 在 电 缆 上 传 播 1km ，
信号衰减90%以上。
火焰图上存在明显的相位相关性 （50Hz相关或100Hz相关）
50Hz相关
电缆局部放电在线检测技术及应用
电缆局部放电判断方法
2、频谱图
频谱图上存在明显的与背景 频谱不一样的型号
电缆局部放电在线检测技术及应用
电缆局部放电判断方法
3、脉冲图
脉冲图上存在明显的 放电脉冲信号
电缆局部放电在线检测技术及应用
1、现场局放检测时间有限，对放电信号难以做出准确 判断。 2、局放普测检测报告多给出疑似放电的结论。