額定電壓110kV(Um=126kV)交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜及其附件局部放電試驗(yàn)檢測(cè)

額定電壓110kV(Um=126kV)交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜及其附件局部放電試驗(yàn)檢測(cè)

隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展，交聯(lián)聚乙烯（XLPE）絕緣電力電纜由于其優(yōu)異的電氣性能、機(jī)械性能和耐環(huán)境性能，在高壓和超高壓輸電線路中得到了廣泛的應(yīng)用。額定電壓110kV(Um=126kV)的交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜及其附件作為重要的輸電設(shè)備，不僅對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用，同時(shí)其質(zhì)量也關(guān)乎供電的可靠性和安全性。在檢測(cè)其質(zhì)量和性能中，局部放電試驗(yàn)扮演著非常重要的角色。本文將對(duì)110kV XLPE電纜及其附件局部放電試驗(yàn)的原理、方法及重要性進(jìn)行詳細(xì)探討。

局部放電及其在電力電纜中的重要性

局部放電（Partial Discharge, PD）是指電氣絕緣系統(tǒng)中由于電場(chǎng)集中，而發(fā)生的不完全的電氣擊穿現(xiàn)象。它主要表現(xiàn)為在絕緣系統(tǒng)中的氣隙或其他缺陷點(diǎn)局部放電，但不會(huì)立即引發(fā)整體擊穿。局部放電若長(zhǎng)期存在，將會(huì)導(dǎo)致絕緣材料的退化和損壞，最終可能引發(fā)電纜的擊穿故障。

在交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜中，局部放電的影響尤其顯著。一方面，局部放電所產(chǎn)生的高能電子、紫外線和臭氧會(huì)直接破壞電纜的絕緣材料，使其老化加速；另一方面，局部放電長(zhǎng)期存在會(huì)引發(fā)微裂紋擴(kuò)展，進(jìn)而導(dǎo)致絕緣破壞。對(duì)110kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜及其附件進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，有助于發(fā)現(xiàn)其潛在缺陷，以便提前采取預(yù)防措施，避免運(yùn)行中的突發(fā)故障。

局部放電試驗(yàn)的目的和重要意義

局部放電試驗(yàn)是保障高壓電纜與其附件安全可靠運(yùn)行的重要檢測(cè)手段，其目的主要包括以下幾點(diǎn)：

• 發(fā)現(xiàn)制造缺陷：在110kV XLPE電纜生產(chǎn)過(guò)程中，可能會(huì)因絕緣材料中的微小雜質(zhì)、氣泡或生產(chǎn)工藝問(wèn)題引發(fā)局部放電缺陷。通過(guò)試驗(yàn)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)這些制造中的潛在問(wèn)題。
• 評(píng)估附件裝配質(zhì)量：電纜附件（如接頭、終端）的安裝過(guò)程復(fù)雜且精確，稍有疏忽可能導(dǎo)致電場(chǎng)分布不均，產(chǎn)生局部放電。試驗(yàn)?zāi)軌蝌?yàn)證安裝的準(zhǔn)確性和附件的質(zhì)量。
• 確保工程整體可靠性：在工程驗(yàn)收中，局部放電試驗(yàn)可作為評(píng)估電纜系統(tǒng)性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一，確保其滿足長(zhǎng)期安全運(yùn)行的要求。
• 提供狀態(tài)評(píng)估依據(jù)：運(yùn)行中的電纜如果發(fā)生局部放電現(xiàn)象，可能會(huì)引發(fā)預(yù)警信號(hào)。及時(shí)進(jìn)行局部放電檢測(cè)可以判斷電纜是否需要維護(hù)或更換。

局部放電試驗(yàn)的基本原理

局部放電試驗(yàn)主要基于電纜系統(tǒng)中局部放電行為的檢測(cè)與分析。其基本原理是在被測(cè)電纜和附件施加一定的交流試驗(yàn)電壓或沖擊電壓，使得局部電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)絕緣系統(tǒng)中局部弱點(diǎn)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)，并引發(fā)局部放電現(xiàn)象。通過(guò)專用檢測(cè)設(shè)備記錄局部放電的幅值、頻率和產(chǎn)生位置，從而判斷被測(cè)系統(tǒng)的健康狀態(tài)。

局部放電信號(hào)的特征量通常包括放電起始電壓（PDIV）、放電熄滅電壓（PDEV）、放電幅值（pC）和放電數(shù)量等。在檢測(cè)過(guò)程中，這些特征量可以為查找缺陷原因、評(píng)價(jià)絕緣性能提供可靠依據(jù)。例如，放電起始電壓較低或放電幅值較高，往往表明絕緣系統(tǒng)存在較為嚴(yán)重的缺陷。

局部放電試驗(yàn)的檢測(cè)方法

針對(duì)110kV額定電壓的高壓XLPE電纜及其附件，局部放電試驗(yàn)通常采用以下幾種檢測(cè)方法：

1. 工頻交流電壓法

工頻交流電壓法是最常用的局部放電試驗(yàn)方法。在試驗(yàn)過(guò)程中，使用變壓器或調(diào)壓器對(duì)電纜施加逐步升高的工頻交流電壓，當(dāng)達(dá)到額定電壓或試驗(yàn)電壓時(shí)，檢測(cè)局部放電信號(hào)。該方法具有測(cè)試穩(wěn)定、信號(hào)清晰的特點(diǎn)，但設(shè)備體積較大。

2. 超聲波檢測(cè)法

局部放電過(guò)程中會(huì)伴隨產(chǎn)生超聲波信號(hào)。通過(guò)超聲波傳感器可以檢測(cè)并定位局部放電的發(fā)生點(diǎn)。該方法靈敏度較高，且能夠?qū)﹄娎|系統(tǒng)中的局部位置進(jìn)行快速診斷，但對(duì)背景噪聲的抑制是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。

3. 高頻電流法

局部放電會(huì)在導(dǎo)線上產(chǎn)生高頻電流信號(hào)，該方法通過(guò)高頻電流傳感器提取信號(hào)，分析其特征量，以判斷電纜的健康狀況。高頻電流法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)試靈敏，但可能受其他高頻干擾信號(hào)影響。

4. 超高頻（UHF）法

當(dāng)局部放電發(fā)生時(shí)，會(huì)輻射出超高頻電磁波，該方法利用UHF傳感器進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)和定位。超高頻法可靠性高、干擾少，是目前新興的檢測(cè)技術(shù)之一。

局部放電試驗(yàn)的實(shí)施要點(diǎn)

在對(duì)110kV XLPE電纜和附件進(jìn)行局部放電試驗(yàn)時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：

• 試驗(yàn)場(chǎng)地：試驗(yàn)應(yīng)在相對(duì)干凈、無(wú)電磁干擾和噪聲的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境或現(xiàn)場(chǎng)條件下進(jìn)行，保證試驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性和可靠性。
• 試驗(yàn)設(shè)備：試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)具有較高的靈敏度和分辨率，同時(shí)具備抗干擾能力，能夠準(zhǔn)確捕獲細(xì)微局部放電信號(hào)。
• 試驗(yàn)電壓：試驗(yàn)電壓應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，避免過(guò)高電壓導(dǎo)致電纜絕緣的額外損傷。
• 數(shù)據(jù)分析：對(duì)采集到的局部放電信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析，結(jié)合電纜結(jié)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)條件判斷缺陷類型及位置。

局部放電試驗(yàn)的和展望

局部放電試驗(yàn)作為電纜絕緣性能檢測(cè)的重要手段，已經(jīng)在110kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜及其附件的制造、安裝和運(yùn)行維護(hù)中得到了廣泛應(yīng)用。通過(guò)局部放電試驗(yàn)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷，提高電纜系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和壽命。

隨著檢測(cè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，超高頻檢測(cè)、人工智能分析等新技術(shù)將在局部放電試驗(yàn)領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。未來(lái)，通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化試驗(yàn)方法和設(shè)備，將能夠更高效、更精準(zhǔn)地保障高壓電纜的安全運(yùn)行，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展提供有力的技術(shù)支撐。