电力电缆局部放电检测技术的探讨

马伏宝

（宁夏回族自治区中卫市沙坡头区南山台电灌站，宁夏 中卫 751700）

0 引 言

如今我国民众的生活水平得到了大幅度的提升，电力产业生产规模、服务品质也实现了全面进步。为了满足更大的社会生产、生活需求，电力产业逐步建设了更大规模的电网系统。这对电力检测、安全管理技术提出了更高的要求，需要采用更先进、更合适的检测方法。在电网规模不断增大的情况下，交联聚乙烯绝缘电缆成为主要的电力电缆材料，针对电缆的检测是电力产业管理维护工作的重点，目前相关技术存在一定的局限性。因此，针对电力电缆局部放电检测技术的实践研究十分有必要。

1 电力电缆局部放电及其检测技术的相关原理

1.1 局部放电

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。而这些气泡的存在，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志，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[1]。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。

1.2 局部放电检测

有前文的概念解释可以发现，局部放电现象在目前电缆的制造方式、工艺水平环境下，是无法避免且普遍存在的。一旦电缆出现局部放电的现象，对电网系统的稳定和安全性会产生一定的威胁，不利于电网系统的稳定运行。因此，需要电力维护管理人员采用一定的方法，对电缆局部放电现象进行检测。局部放电检测也就是通过对局部放电现象发生时产生的信息进行检测和识别，及时发现电缆绝缘体内部存在的缺陷，采用针对性的方法进行解决，避免和减少事故的发生。

2 电力电缆局部放电带电检测的重要性

电缆是电网系统的基本构成元素，在电网系统中担当电力运输的任务。在电网规模不断扩大、人们用电要求不断提高的情况下，对电力电缆系统的维护和管理至关重要。而局部放电现象是危害电网系统稳定、安全的重要隐患，需要做好及时、精准的检测。如果检测时要进行断电处理，那么会对人们的正常用电产生不利的影响。同时，考虑到如今电网系统规模越来越大，并且局部放电现象的多发性和不确定性，断电检测越来越不现实[2]。所以带电检测势在必行。总体来说，电力电缆局部放电带电检测的重要性体现在如下3个方面。

2.1 及时发现和消除安全隐患

前文提到，局部放电现象会在电缆局部位置产生强烈的脉冲电流，并且还会有明显的放电现象。这些都会导致电网系统面临着安全威胁，轻则导致电缆破损、绝缘性降低，重则引发漏电、火灾等重大安全事故。因此，针对电力电缆局部放电现象的检测，可以及时发现电缆本身工艺以及安装工艺存在的质量问题，通过有效方法进行解决，可以规避安全风险。此外，如今电力系统中星形接地系统十分常见，发生谐振时油纸绝缘电力电缆会发生接地故障。针对电缆局部放电现象的检测，有助于及时发现故障产生的原因，并进行快速处理，维护电网安全。

2.2 提高电力产业质量管理水平

如今我国电网建设规模越来越大，而电网建设中电缆本身质量以及安装质量都至关重要。但是部分施工单位为了追求更高利润，使用品质不达标的电缆材料，这类材料由于原料及工艺的问题，发生局部放电的可能性更高，严重威胁整个电网的稳定安全，同时也会加重后期维护管理压力。针对电力电网局部漏电的检测，可以较为准确的判断电网材料和安装工艺质量水平，及时发现不合理及违规的现象，及时采取正确的措施，为电网系统后续使用打下可靠的基础[3]。

2.3 配合检修工作

在电力电网系统的运行过程中，维护检修工作不可或缺。在电力电缆及相关设备长时间运行的情况下可能会出现一些问题，产生一定的故障安全隐患。而局部放电检测技术的应用，一方面可以及时发现局部放电安全隐患，另一方面也可以对电缆、电力设备的其他故障因子进行检查。由此可见，局部放电检测也是电力电缆系统日常维护检修工作的重要组成部分，对维护电缆稳定运行、降低损失有重要的作用。

3 电力电缆局部放电检测技术的应用分析

经过多年的实践研究，技术人员发现电力电缆在产生局部放电时，会产生不一样的物理现象，同时不同的物理状态、环境因素也会导致局部放电状态的不同[4]。针对这些物理现象、局部放电状态进行研究并转化为相关信息，可以实现对电力电缆局部放电诱因、状态的准确识别。目前，主流的电力电缆局部放电检测技术包括超声法、高频电流法及特高频法等，本文将对这些技术方法进行具体分析。

3.1 超声法

顾名思义，超声法是通过超声波原理，利用超生传感器对电缆进行检测，通过对超声波传输状态的变化情况的检测，识别其中存在异常的部位，进而识别局部放电现象。这种方法通常是使用压电晶体传感器进行检测，检测的重点部位是电缆各接头位置。当电力电缆局部位置发生放电现象时，会产生一种频带较宽的声音信号，而超声传感器可以对这种声音进行识别和捕捉，将其转化为电量。同时，超声传感器外端的分离放大器将这种声音信号放大。此后，这种被放大的信号会经过光电转化模块，再由模块内部的光纤将信号传输至数据信息采集卡之中，最后由与之相连的工控机以波形数据的形式显示出来。采用超声检测法可以有效避免外部环境对检测工作的影响，具有精准度高、效率高等特点。由于超声波波速较小，技术人员可以借此实现精准的故障定位。但是，在实际使用当中，技术人员也发现了超声波检测法存在一定的问题。具体来讲，在特定情况下，超声信号的产生比较有限，并且信号强度不高，在实际检测中可能会面临信号采集、转化清晰度不高的问题。同时，多数电力电缆外部有较厚的绝缘层，而绝缘层本身会吸收部分的超声波，导致高频超声波在传输过程中出现衰减的现象，进而导致最终反映的数据和实际情况有较大差异。针对这些问题，目前我国相关技术人员对超声波仪器的强度和性能进行了优化，在部分情况下可以发挥出不错的作用[5]。

3.2 高频电流法

这是一种非电接触式的检测技术，也是之前十分知名的脉冲电流法的升级版。该方法主要是以高频罗氏线圈取代测量阻抗，可以直接在电缆耦合回路当中采集局部放电现象产生的脉冲信号。这种技术从执行方式到检测结果等方面都有很大的优势，主要表现在于技术人员安装设备和实施检测的便捷性较高，同时可以根据实际情况和相关需求进行灵活调整，具有灵活度较高的优势。在采用高频电流法进行电力电缆局部放电现象检测时，技术人员可以对信号带宽进行灵活调整，并且可以根据实际需要提高数据采集范围。不过，在使用中，高频电流法也存在一些不足。具体来讲，检测人员在采用该技术进行检测时，耦合信号要从接地线上进行，这种方法会导致外界电磁干扰较大，对检测准确性产生一定的影响。同时，该检测方法执行的过程当中还会受到广播信号的干扰，也就是说高频电流法的抗干扰能力较弱。此外，该方法对技术人员相关装置设备的安装和调试水平要求较高，如高通滤波放大器、传感器安装不到位，或是匹配度不足，都会影响检测结果。当然，如今技术研究人员通过对抗干扰措施的研究，一定程度上提高了高频电流法的可靠性。

3.3 特高频法

特高频法主要是利用电力电缆局部放电时产生的电磁波信号原理，通过对该信号的识别采集，进行检测的技术。技术人员通过对电力电缆局部位置电磁波信号的检测，可以实现针对电网系统的在线检测，并且可以实现精准定位。在电力电缆局部放电时，会产生一些放电干扰，这是传统检测法检测时比较常见的干扰因素[6]。而特高频法可以很好的规避放电干扰，提高检测的精准性。在实际实施当中，对超高频传感器的安装要注意尽量靠近电缆疑似故障点，可以有效避免信号过度衰减，在电缆接头位置检测方面有重要的作用。在具体采用特高频检测技术时，传感器的安装按照位置的不同划分为内置式和外置式。前者主要是以电容耦合传感器比较常见，具有尺寸小、灵敏度高的优点，但是由于其结构相对复杂，对技术人员专业水平要求较高；后者的抗干扰能力较强，同时具有安装简便高效的优点，不过也存在检测灵敏度不高的缺点。

4 结 论

在如今电力产业及电网规模不断扩大的大环境下，电网系统的稳定、安全，将直接影响人们用电体验，同时也与生产安全息息相关。电力电缆局部放电现象，是对电缆工艺及安装质量的反映，存在一定的安全隐患，因此对该现象的检测尤为重要。电力维护管理技术人员应当深刻认识到电力电缆局部放电检测工作的重要性，在实践中根据电网系统特点和实际管理要求，科学采用有效的检测技术，在尽量不影响电网系统正常运行的基础上，高效、精准地做好局部放电检测，为维持电网系统稳定安全运行打下可靠的基础。