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振荡波局部放电诊断技术在高压电缆的应用

2012年第6卷第5期南方电网技术开发与应用

2012，V ol. 6，No. 5 SOUTHERN POWER SYSTEM TECHNOLOGY Development

Application 文章编号：1674-0629(2012)05-0102-03 中图分类号：TM247；TM855 文献标志码：A 振荡波局部放电诊断技术在高压电缆的应用

詹威鹏，邬韬，罗智奕，陈腾彪

（深圳供电局有限公司，广东深圳518020）

摘要：实践证明高压振荡波局部放电检测技术能快速定位潜在电缆局部放电缺陷且不会对电缆造成伤害。介绍了220 kV

高压振荡波局部放电检测系统的构成及工作原理，并通过实例验证了该系统在110 kV XPLE电力电缆的局部放电诊断、缺陷定位方面效果良好。

关键词：XLPE电缆；振荡波；局部放电；应用

The Applications of Oscillating Wave PD Diagnosis Technology to

the High Voltage Cable

ZHAN Weipeng，WU Tao, LUO Zhiyi, CHEN Tenbiao

(Shenzhen Power Supply Co., Ltd, Shenzhen, Guangdong 518020,China)

Abstrac t: It has been proved that the technology of high voltage wave oscillating partial discharge diagnosis can fast locate the hidden potential PD defect of the power cable without any damage to it. This paper introduces the structure and principle of 220 kV high voltage wave oscillating partial discharge detection system, and verifies with example the good effect of the system for 110 kV XPLE

power cable such as making PD diagnosis and locating defect.

Key words: XLPE cable; oscillating wave; partial discharge; application

高压振荡波局部放电检测技术在中低压XLPE 电缆的局部放电检测应用的比较多，例如北京电力公司采用该技术进行配网10 kV电缆的局部放电检测，发现了二十几起电缆内部缺陷。为验证高压振荡波局部放电诊断技术的应用效果，某电力公司引进国外最新研发的220 kV高压振荡波局部放电诊断系统，对该公司4回220 kV电缆及16回110 k V 电缆线路进行了局部放电诊断，结果证明该设备能够及时发现和定位潜在局部放电缺陷，且不会对电缆造成伤害。

本文介绍了220 kV高压振荡波局部放电检测系统的构成及工作原理，并以实例验证了该系统适合在高压电缆推广使用。

1 220 kV高压振荡波局部放电诊断系统[1]

1.1 系统结构单元和技术参数

220 kV高压振荡波局部放电诊断系统主要由高压分压单元、高压电感单元、高压开关、高压源单元及笔记本电脑5部分组成，如图1所示，其中高压分压单元内部包含着局部放电耦合处理器、局部放电分析单元及电容分压器。

系统技术参数见表1。

图1 系统结构图

Fig. 1 System Structure Diagram

表1 系统技术参数

Tab. 1 System Parameters

参数参数值

最大测试电压

振荡频率范围

被测电缆电容范围

最大充电电流

局部放电测试范围

局部放电检测标准

局部放电脉冲采集

介质损耗因数δ

工作电源

最大电源功率

工作温度

250 kV（峰值）/176.8 kV（有效值）

15～600 Hz

0.025～8μF

8 mA

1 pC～100 nC

IEC 620270

150 kHz～20 MHz

0.1%～5%

198～264 V，48～63 Hz

3 000 V A

–10 ℃～+50 ℃

国内外几种电缆局部放电在线检测方法技术分析

国内外几种电缆局部放电在线检测方法技术分析李华春周作春张文新从光北京市电力公司 100031 [摘要]：本文简要的介绍国内外几种电缆局部放电在线检测方法的原理和特点，并进行了简单的分析比较。结合国内外电缆局部放电在线检测方法研究和应用情况提出当前XLPE电缆局部放电在线监测存在的问题以及在高压XLPE电缆附件局部放电在线检测研究方面今后还需要做的工作。 [关键词]：电缆、局部放电、在线检测、分析前言常规XLPE电缆局部放电测量多采用IEC60270法，但是其测量频带较低，通常在几十到几百kHz范围内，易受背景干扰的影响，抗干扰能力差。理论研究表明，XLPE电力电缆局部放电脉冲包含的频谱很宽，最高可达到GHz数量级。因此，选择在信噪比高的频段测量有可能有效地避免干扰的影响。目前国内外已把电缆局部放电测量的焦点转移到高频和超高频测量上。 [2][1]。迄今为止，国内外用于XLPE电缆局部放电检测的方法有很多。但由于X LPE电缆局部放电信号微弱，波形复杂多变，极易被背景噪声和外界电磁干扰噪声淹没，所以研究开发电缆局部放电在线检测技术的难度在所有绝缘在线检测技术中是最高的。由于电缆中间接头绝缘结构复杂，影响其绝缘性能的原因很多，发生事故的概率大于电缆本体，同时在电缆中间接头处获取信号比从电缆本体获取信号灵敏度要高且容易实现，因

此通常电缆局部放电在线检测方法亦多注重于电缆附件局部放电的检测，或者在重点检测电缆中间接头和终端的同时兼顾两侧电缆局部放电的检测。电缆局部放电在线检测方法中主要的检测方法有差分法耦合法[6、7、8、9][3、4]、方向耦合法、电磁[13、14、15、16][5]、电容分压法[10]、REDI局部放电测量法 [18][11、12]、超高频电容法、超高频电感法[17]、超声波检测法等。在众多检测方法中，差分法、方向耦合法、电磁耦合法检测技术目前已成功应用到现场测量中。下面简要的介绍这些方法的原理和特点。 1. 电缆局部放电在线检测方法中主要的检测方法 1.1. 差分法（the differential method）差分法是日本东京电力公司和日立电缆公司共同开发的一种方法。其基本原理见图1。将两块金属箔通过耦合剂分别贴在275kV XLPE电缆中间接头两侧的金属屏蔽筒上（此类中间接头含有将两端金属屏蔽筒连接隔断的绝缘垫圈），金属箔与金属屏蔽之间构成一个约为1500～2000pF 的等效电容。两金属箔之间连接50欧姆的检测阻抗。金属箔与电缆屏蔽筒的等效电容、两段电缆绝缘的等效电容（其电容值基本认为相等）与检测阻抗构成检测回路。当电缆接头一侧存在局部放电，另一侧电缆绝缘的等效电[3] 容起耦合电容作用，检测阻抗便耦合到局部放电脉冲信号。耦合到的脉冲信号将输入到频谱分析仪中进行窄带放大并显示信号。研究发现，频谱分析仪中心频率设在10～20MHz时，信噪比最高。差分法的检测回路

亿森开关柜局部放电在线监测系统

开关柜局部放电在线监测系统技术资料福州亿森电力设备有限公司

开关柜局部放电在线监测系统简介前言：高压开关柜是使用极广且数量最多的开关设备。由于在设计、制造、安装和运行维护等方面存在着不同程度的问题，因而事故率比较高，在诸多性质的开关柜事故中，绝缘事故多发生于10千伏及以上电压等级，造成的后果也很严重。特别是小车式开关柜，绝缘事故率更高，而且往往一台出现事故，殃及邻柜的现象更为突出。因此，迫切需要对开关柜实行状态检修，对设备运行状况进行实时在线监测，根据设备的运行状态和绝缘的劣化程度，确定检修时间和措施，减少停电时间和事故的发生，提高电力系统运行的安全可靠性及自动化程度。高压开关柜的绝缘故障主要表现为外绝缘对地闪络击穿，内绝缘对地闪络击穿，相间绝缘闪络击穿，雷电过电压闪络击穿，瓷瓶套管、电容套管闪络、污闪、击闪、击穿、爆炸，提升杆闪络，CT闪络、击穿、爆炸，瓷瓶断裂等。

各类绝缘缺陷发展到最终击穿，酿成事故之前，往往先经过局部放电阶段，局部放电的强弱能够及时反映绝缘状态，因此通过在线监测局部放电来判断绝缘状态是实现开关柜绝缘在线监测和诊断的有效手段。本系统采用声电联合检测方法，即通过同时检测局部放电产生的暂态对低电压（TEV，国内俗称地电波）和超声波信号实现对开关柜绝缘状态的监测。一、局放产生局部放电，是绝缘介质中的一种电气放电，这种放电仅限制在被测介质中一部分且只使导体间的绝缘局部桥接，这种放电可能发生或可能不发生于导体的邻近。电力设备绝缘中的某些薄弱部位在强电场的作用下发生局部放电是高压绝缘中普遍存在的问题。虽然局部放电一般不会引起绝缘的穿透性击穿，但可以导致电介质（特别是有机电介质）的局部损坏。若局部放电长期存在，在一定条件下会导致绝缘劣化甚至击穿。对电力设备进行局部放电试验，不但能够了解设备的绝缘状况，还能及时发现许多有关制造与安装方面的问题，确定绝缘故障的原因及其严重程度。因此，对电力设备进行局部放电测试是电力设备制造和运行中的一项重要预防性试验。基于对发生局部放电时产生的各种电、光、声、热等现

高压电缆局放试验过程步骤及注意事项

试验过程 1、闭上总电源开关、闭上控制电源开关。 2、确认屏蔽室大门已关闭，系统处于通电状态。 3、根据电缆长度和截面，选择好适当的电抗器，高压抽头。当电抗器内电动切换抽头开关已处于完毕定（流）状态时，蜂鸣器应停止声响，表明高压抽头已就绪。 4、选择合适的电压测量量程。 5、检查“调谐速度”，将它调整到最大值的约30%。 6、接通高压电源主回路。 7、升压，以升高“励磁变压器的输出电压”直到所需试验电压值的1%处，例如：试验电压为10KV，那么励磁变压器的输出电压即为0.1KV。 8、在该励磁电压下，调节高压电抗器间隙位置，使试验回路达到谐振。应注意高压输出电压，输出值达到最高时，说明回路已达到谐振状态。 9、当试验回路处于谐振状态时，再按下“升压”按钮以升高输出电压至试验电压值。 10、当试验时间到，按下“降压”按钮，降低输出电压至最小值，再按下“高压分”按钮，试验系统便切断回路高压电源。注意：切勿在试验电压很高情况下直接按下“高压分”按钮，以防造成试品击穿。 11、试验结束后，断开调压器上的“空开”，必要时应断开整个设备电流的进线开关，以保证操作人员的安全。试验前准备工作：剥电缆头：1）半导体屏蔽剥（10kV）100~150mm长，（35kV）剥500~700mm长；要求：剥切口要光滑，不允许有尖端点。2）屏蔽铜带剥切长度要比半导体屏蔽长约100mm。3）铠装钢带要剪平并清理干净。变压器油（氟里昂）准备：过滤、干燥，击穿场强应在40KV 以上。注意事项：1、做试验时不能随意开操作室的门和窗，此时，如有放电，将会出现滤电的现象，导致出现误导数据。2、试验电缆两端都应浸入到油杯中，高压引到电缆上的叫近油杯，油杯内有弹性铜针。另一短为远油杯，无弹性铜针。3、油要浸过半导体屏蔽约5~10mm，以免放电，远油杯端电缆端部要离油杯底部约10mm。

局部放电测试仪校准装置

JFD-401 局放仪校验装置使用说明书一、概述按照DL/T846.4-2004《局部放电测量仪》、GB7354-2003《局部放电测量》、JJG(机械)145 -93《局部放电检测装置》检定规程的要求，检定局放仪需用仪器有：示波器、正弦信号发生器、脉冲发生器、双脉冲发生器、频率计、电压表、电流表、电容电桥、兆欧表等。上述仪器中除脉冲发生器、双脉冲发生器外，均为常规测试仪器。而脉冲发生器要求电压覆盖范围宽，脉冲波形满足特殊规定要求；双脉冲发生器需输出脉冲时延可调的双脉冲，固均需专门研制。本校准系统的核心即为一台高性能的校准脉冲发生器和一台双脉冲发生器，校准脉冲发生器可以满足局放仪视在放电量测量线性度误差、正负脉冲响应不对称误差、开关换档误差、检测灵敏度等主要检定项目检定的要求；双脉冲发生器可以满足局放仪低重复率脉冲响应误差、脉冲分辨时间测量、脉冲频率测量、数字式局放仪等检定项目检定的要求。另配的校准回路箱提供屏蔽的校准回路，使检定时干扰水平大大降低，保证检定的顺利进行以及检定的测量精度。二、原理和结构 JFD-401 校准系统分为四大部分：JFD-401C校准脉冲发生器、JFD-401J 积分系统、JFD-401S双脉冲发生器和JFD-401H校准回路箱。校准脉冲发生器可输出幅值大范围可调、波形符合要求的校准脉冲。双脉冲发生器可输出脉冲频率可调、两脉冲间隔脉冲时延可调、波形符合要求的校准脉冲并可进行脉冲计数、积分系统用于以积分方式检定局放仪方波发生器。校准回路箱可以调节试品电容及耦合电容，使其满足检测阻抗的调谐范围。上述四部分分别装在独立的金属机箱里，保证屏蔽效果良好。三、技术参数 JFD-401C 校准脉冲发生器的技术指标如下： 1、校准脉冲上升时间：＜60nS 2、校准脉冲电压幅值可调范围：粗调档分0db，-20db，-40db三档；细调档可从1.0V至110V无级调节；实际上可以做到从10mV至100V连续可调。 3、校准脉冲电容档：20pF，50PF，100pF，500pF，1000PF，2000PF 共六档。

局部放电测试方法

局部放电测试方法随着电力设备电压等级的提高，人们对电力设备运行可靠性提出了更加苛刻的要求。我国近年来110kV以上的大型变压器事故中50％是属正常运行下发生匝间或段间短路造成突发事故，原因也是局部放电所致。局部放电检测作为一种非破坏性试验，越来越得到人们的重视。虽然局部放电一般不会引起绝缘的穿透性击穿，但可以导致电介质（特别是有机电介质）的局部损坏。若局部放电长期存在，在一定条件下会导致绝缘劣化甚至击穿。对电力设备进行局部放电试验，不但能够了解设备的绝缘状况，还能及时发现许多有关制造与安装方面的问题，确定绝缘故障的原因及其严重程度。因此，高压绝缘设备都把局部放电的测量列为检查产品质量的重要指标，产品不但在出厂时要做局部放电试验，而且在投入运行之后还要经常进行测量。对电力设备进行局部放电测试是一项重要预防性试验。根据局部放电产生的各种物理、化学现象，如电荷的交换，发射电磁波、声波、发热、光、产

生分解物等，可以有很多测量局部放电的方法。总的来说可分为电测法和非电测法两大类，电测法包括脉冲电流法、无线电干扰法、介质损耗分析法等，非电测法包括声测法、光测法、化学检测法和红外热测法等。一、电测法局部放电最直接的现象即引起电极间的电荷移动。每一次局部放电都伴有一定数量的电荷通过电介质，引起试样外部电极上的电压变化。另外，每次放电过程持续时间很短，在气隙中一次放电过程在10 ns量级；在油隙中一次放电时间也只有1μs。根据Maxwell电磁理论，如此短持续时间的放电脉冲会产生高频的电磁信号向外辐射。局部放电电检测法即是基于这两个原理。常见的检测方法有脉冲电流法、无线电干扰法、介质损耗分析法等。 1．脉冲电流法脉冲电流法是一种应用最为广泛的局部放电测试方法。脉冲电流法的基本测量回路见图3-5 。图中C x代表试品电容，Z m（Z'm）代表测量阻抗，C k代表耦合电容，它的作用是为C x与

振荡波电缆局放检测和定位技术基本原理研究

振荡波电缆局部放电检测和定位技术基本原理研究随着城市电网电缆化率的程度不断提高，社会发展和进步对供电可靠性的要求也不断提高，如何准确掌握配电电缆的健康状态，制定正确的检修对策，避免因电缆本身质量问题导致的突发性事故的发生，变得尤为重要。研究发现，电缆的局部放电量与其绝缘状况密切相关，局部放电量的变化预示着电缆绝缘可能存在危害电缆安全运行的缺陷。目前，国际上应用比较广泛的振荡波电缆局部放电检测和定位技术，能够有效检测和定位配电电缆局部放电的位置且检测本身不对电缆造成伤害。本文主要从该系统的电源技术、抗干扰技术、定位技术、典型案例等方面进行介绍，为该技术的进一步推广应用、改进创新提供技术参考。近十年来，挤塑型电力电缆特别是XLPE电力电缆由于其绝缘性能好、易于制造、安装方便、供电安全可靠、有利于城市和厂矿布局等优点，在城市电网中得到广泛使用。但是这种电缆的绝缘结构中往往会由于加工技术上的难度或原材料不纯而存在气隙和有害性杂质，或者由于工艺原因在绝缘介质与半导电屏蔽层之间存在间隙或半导电体向绝缘层突出，在这些气隙和杂质尖端处极易产生局部放电，同时在电力电缆的安装和运行过程当中也可能会产生各种绝缘缺陷导致局部放电。由于XLPE等挤塑型绝缘材料耐放电性较差，在局部放电的长期作用下，绝缘材料不断老化最终导致绝缘击穿，造成重大事故。根据北京市电力公司相关统计资料表明，电缆老化、附件质量和工艺不良在 10kV 电缆故障中占有较大比重。随着电缆运行时间的不断增长，潜伏的局部缺陷对城市电网可靠性的危害将会越来越突出，对供电质量和公司形象造成的危害也会越来越大。因此，引进先进技术及时检测出电缆潜伏性缺陷的要求也越来越迫切。根据 2007 年北京市电力公司对新能源电网公司开展国际对标的重要成果并参考国内外相关文献资料，采用振荡波电缆局部放电检测和定位技术对配电电缆进行测试，能够及时发现和定位潜伏性局部放电缺陷且不会对电缆造成伤害，可以大大提高供电可靠性。振荡波电源技术电力电缆由于其电容量大，很难在现场进行工频电压下的局部放电检测。过去充油电缆采用直流试验，可以大大降低电源的要求。但对XLPE电力电缆，由于其绝缘电阻较高，且交流和直流下电压分布差别较大，直流耐压试验后，在XLPE电缆中，特别是电缆缺陷处会残留大量空间电荷，电缆投运后，这些空间电荷常造成电缆的绝缘击穿事故[1、2]。采用超低频（0.1Hz）电源进行试验，要求试验时间长，电缆绝缘损伤较大，可引发电缆中的新的缺陷[3]。振荡波电压是近年来国内外研究较多的一种用于 XLPE 电力电缆局部放电检测和定位的电源。该电源与交流电源等效性好，作用时间短、操作方便、易于携带，可有效检测XLPE电力电缆中的各种缺陷，且试验不会对电缆造成伤害[4]。 OWTS振荡波电缆局部放电检测和定位装置如图1所示。检测时可以灵活施加0—28kV的直流电压，合上半导体开关后，被试电缆与电感产生阻尼振荡。该装置可以检测的电力电缆电容范围为0.05 μF—2μF。

10kV 电缆振荡波局放测试系统测试要求

10kV电力电缆阻尼振荡波局部放电检测试验方案（试行）

10kV 电力电缆振荡波局部放电检测试验方案一、试验标准和目的根据要求，通过现场试验，在不损害电缆本体绝缘的情况下检查10kV 电缆的绝缘状况及其内部局部放电情况，以对其绝缘进行评估。二、试验仪器 ONSITE MV 10 型电缆振荡波局放检测系统三、试验内容 10kV 电缆振荡波局部放电检测基本原理如图1所示：图1 电缆振荡波局放测试原理用交流电源将被测试电缆在几秒中内充电至工作电压(额定电压)。实时快速状态开关S 闭合，将被测电缆和空心电感构成串联谐振回路，回路开始以的频率进行振荡。空心电感值根据谐振频率的要求进行选择，频率范围5O ～1000Hz ，相近于工频频率。图1中的中压电路一般具有相对低的介质损耗角的特点，与具有低损耗的空心电感相配，可得到具有高品质因数的谐振回路。回路品质Q 一般为30～100，振荡波以谐振频率在0.3～1s 内衰减完毕，这一过程只有几十分之一周波，并对被测试电缆充电，与50Hz(60Hz)时局部放电非常相似。振荡波所产生的局放脉冲符合lEC60270推荐值，局放脉冲定位可由行波方法完成，进而生产电缆故障图，电缆电容C 和δtan 值可通过振荡波的时间和频率特性来计算。 LC f π2/1=

1、被测电缆要求及测试前准备 1）局放测试前，将电缆断电、接地放电，两端悬空，布置好安全围栏； 2）尽量将电缆接头处PT、避雷器等其它设备拆除； 3）电缆头擦拭干净，电缆头与周边接地部位绝缘距离足够； 4）收集电缆长度、型号、类型、投运日期等电缆参数； 5）电缆长度L：电缆一侧测量方式：50m≦L≦6km；电缆两端测量方式：L＞6km。 6）测试用电缆用发电机、10KV放电棒、接地线、220V电源插盘。 2、振荡波局部放电试验 2.1 电缆局放校准。采用ONSITE MV 10型电缆振荡波局部放电测试和定位仪，图2所示为校准界面：图2 局放校准界面测试要求： 1）将局放校准仪连线的接线端分别夹在被测电缆的线芯和屏蔽上； 2）注意在高压测试开始时将校准器连线拆除； 3）局放校准仪的输出频率设定在100Hz； 4）校准区间从100pC～100nC均要校准。

变压器局部放电在线监测装置检验规范-(终稿)

变压器局部放电在线监测装置检验规范 1 范围本规范规定了变压器局部放电在线监测装置的专项检测项目、检验条件、检验内容及要求和检验结果处理。本规范适用于变压器局部放电在线监测装置的型式试验、出厂试验、交接试验和运行中试验。 2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 16927 高电压试验技术 GB 7354-2003 局部放电测量 DL/T 356-2010 局部放电测量仪校准规范 3 检验项目变压器局部放电在线监测装置专项试验项目包括一致性测试、通用技术条件试验、传感器频响特性检验、系统灵敏度检验、系统有效性检验和抗干扰性能试验。 4 检验条件除环境影响试验和抗谐波干扰试验之外，其它试验项目应在如下试验环境中进行： a)环境温度：+15?C～+35?C； b)相对湿度：45%～75%； c)大气压力：80kPa～110kPa； d)电源电压：单相220×（1±10%）V； e)电源频率：50Hz±0.1Hz； f)电源波形：正弦波，波形失真度不大于5%； g)标准信号源：标准波形脉冲上升沿(10%~90%上升时间)约为1ns，半波时间为50ns，幅值稳定度±5%，脉冲重复频率为50-200Hz可调。对于高压检验试验，还应该满足以下试验条件： 1

a)试品的温度与环境温度应无显著差异； b)试验场所不得有显著的交流或直流外来磁场影响； c)试验场地必须具有单独工作接地和保护接地，设置保护栅栏； d)试品与接地体或邻近物体的距离，应大于试品高压部分与接地部分的最小空气距离的1.5倍； e)构建吉赫兹横电磁波测量小室（GTEM测量小室）。 5 检验内容及要求 5.1一致性测试 5.1.1通信模型检测 a)检验模型配置文件与IEC 61850标准的变电站配置语言SCL的符合性； b)检验逻辑设备、逻辑节点、数据、数据属性的命名规则及描述与《变压器局部放电在线监测装置技术规范》中附录A在线监测装置数据通信要求的符合性； c)检验数据集、报告控制块、日志控制块、定值组控制块等的命名规则、描述、定义位置及数量与《变压器局部放电在线监测装置技术规范》中附录A在线监测装置数据通信要求的符合性。 5.1.2数据传送功能检测 a)通过报告服务，装置应实现遥信、遥测数据的告警、召唤、周期上传； b)通过日志服务，装置应响应综合处理单元查询遥信、遥测数据； c)通过文件服务，装置应实现谱图文件的上传； d)所有遥信、遥测数据应具备品质、时标等信息； e)装置内部的通信网络连接出现中断，应正确报出通信中断。 5.1.3谱图文件格式检测装置生成的谱图文件应符合《变压器局部放电在线监测装置技术规范》的谱图文件格式要求。 5.1.4时间同步检测 a)装置应采用SNTP协议实现网络对时； b)用于事件时标的时钟同步准确度应为±1ms。 5.1.5通信自恢复能力检测装置具备通信恢复能力，当物理故障消除后，网络通信应能自动恢复正常，信息传送正

电缆局放试验的特点和要求

电缆局放试验的特点和要求一、电缆局放试验的特点（与其它高压输变电设备产品相比）（1）试品电容量大。整盘电缆的出厂试验电容量更可观。例如：变压器，套管，绝缘子等大都是nF级电容，高压电容器有uF级的电容，但属集中参数。电缆：35kV，630mm25km 1.4μF/5km 110kV，1600mm210km 2.85μF/10km 220kV，2000mm210km 2.25μF/10km 500kV，2500mm210km 2.04μF/10km 试品电容大，导致：1.高压试验容量巨大，普通试验变压必须改为采用串联谐振电抗；2.局放检测灵敏度降低。（图1）（2）电缆试品占空间大以110kV电缆为例，电缆螺旋状卷绕在外缘直径5米的大铁盘上。试验时带2个水终端长达约3米。500kV电缆水终端长达6米多。电缆卷绕后如螺旋卷天线，试品展开空间又大，都是易受空间电磁场感应影响的因素。这样对屏蔽室要求高。（3）电缆的等效电路是电容分布参数电路分布参数试品在进行脉冲电流的检测中有高频脉冲的传播，反射，叠加等传输特性反映到显示器上，影响检测结果。应用电缆上局放脉冲的传播特性来进行局放故障定位。（图2）

（4）交联聚乙烯是优质绝缘材料。用于500kV级的交联乙烯电缆最大工作场强可达3.1kV/mm(35kV电缆)： 5.3kV/mm，（110kV电缆）：10.1kV/mm，（220kV电缆）：13.5kV/mm，（500kV 电缆但它又易受局部放电作用的发生劣化。这样电缆局放试验标准的允许放电量要求比其它设备或其它品种绝缘低好多，所以要求试验灵敏度高，即背景噪声水平小。这样将全面要求：屏蔽室，接地，电源，设备性能都精确优良。目前，国外正在开发800kV/1000kV级XLPE电缆的应用，这就需要更高参数，极低背景噪声水平的局放屏蔽试验系统。总之：在技术上，高压交联电缆的局放检测，公认是各种试品局放试验中要求最高的。二、电缆局放试验设备的要求（1）串联谐振电抗器（图3）电缆局放试验用可调高压串联谐振电抗器代替普通变压器，试验时供电抗（L）调到与试品电缆电容（C）谐振。从而电抗与电缆的无功功率相互补偿（抵消），电源网络只需承担电抗器，电缆和回路有功损耗部分（R=R LR+R CR+R1）该损耗功率为电抗器输出功率的1/Q倍对交联电缆，Q=40-80 因而，达到了节能，节约投资，缩小设备体积。当然，该串联谐振设备应在额定工作电压下无局放（例为<2PC） (2)电源采用独立变压器（图4、5）

局部放电测试仪的用途

局部放电测试仪的用途高压诊断在确保昂贵设备的可靠连续运行以及为员工创造安全环境方面发挥着关键作用。高压诊断的重要任务之一是检测局部放电。使用带有一组异类传感器的特殊监视器可以检测到它们。这些设备适用于哪些目的？一个不容忽视的问题首先，必须对局部放电进行监控，因为这可以防止严重的问题。局部放电（PD）通常出现在电线绝缘损坏的地方。它可能导致短路和火灾，造成破坏性的致命故障。最危险的情况是外部整体出现隔离性不良，并逐渐崩溃，导致意外的设备故障。因此，对高压设备进行连续或定期监控并及时检测局部放电非常重要。局部放电测试仪（也称为局部放电检测系统）的功能和用途监视局部放电的最可靠的是使用局部放电测试仪进行连续监视，定期检查。

在具有固定监视功能的网络中，局部放电测试仪可用于诊断未连接至固定传感器的网络部分以及其他监视工具。此外，便携式监视器可用于长期监视由局部放电测试仪检测到的可能的PD。此外，在高峰期以及在安装新设备之后，会在最关键的区域安装局部放电测试仪，这是对网络状态的短期评估。局部放电测试仪可以在不同区域快速连接，而不会干扰固定监控网络，也无需停止设备

局部放电测试仪连接所有主要类型的PD传感器：电感（HFCT），电容（TEV），用于旋转机械的高压电容器（HVCC），用于检测阀中局部PD的空气声（AA）。研究与保护通常，局部放电测试仪可以执行两个主要任务：研究寻找损坏的绝缘材料的PD，并确保设备的安全运行。局部放电测试仪首次提供了以前只能用于昂贵且难以部署固定系统的功能。因此，现在可以识别与操作特性变化，天气状况波动以及其他因素相关的局部放电，如果使用手持仪器进行一次性诊断，这些因素可能仍然不可见。

电力电缆局部放电带电检测技术及其应用研究

电力电缆局部放电带电检测技术及其应用研究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300-3000 MHz 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

变压器局部放电在线监测技术

变压器局部放电在线监测技术目录目录 (1) 前言 (2) 1在线监测方法 (2) 1.1超声监测法 (2) 1.2光测法 (3) 1.3电脉冲法 (3) 1.4射频监测法 (3) 1.5超高频监测法 (3) 2在线监测监控技术 (4) 2.1.1现场噪声的抑制 (4) 2.1.1.1 周期性干扰的抑制 (4) 2.1.1.1.2 脉冲型干扰的抑制 (5) 2.1.1.1.3白噪声干扰的抑制 (5) 2.1.2局部放电模式识别 (5) 2.1.3局部放电定位技术 (6) 3结束语 (7) 结论 (7) 致谢 (7) 参考文献 (7)

前言近年来 , 随着电力系统的快速发展 , 变压器的容量和电压等级不断提高 , 运行中的安全问题也越来越受到重视。在变压器所发生的故障中 , 绝缘问题占很大的比重 , 因此需要一种有效的手段对变压器的绝缘状况进行监测 , 确保运行中变压器的安全。局部放电监测作为检测变压器绝缘的一种有效手段 , 无论是检测理论还是检测技术 , 近年来都取得了较大的发展 , 并在电厂和电站中得到了实际应用。相对传统的停电局部放电检测 , 在线局部放电检测可以长时间连续监测变压器局部绝缘放电情况 , 在放电量达到危险时 , 及时停机做进一步的检查 , 因此在检修工时和经济效益等方面有很大的优势 , 是目前惟一的一种有效避免变压器突发性事故的监测手段。在线局部放电监测反映的是变压器实际工作状态下的绝缘放点情况，比离线检测更符合设备的实际运行工况。 1在线监测主要方法根据变压器局放过程中产生的电脉冲、电磁辐射、超声波、光等现象，相应出现了电脉冲检测法超声波检测法、光测法及射频检测法和UHF超高频检测法。、 1.1超声监测法用固体在变压器油箱壁上的超声传感器接收变压器内部局放产生的超声波来检测局放的大小和位置。通常采用的超声传感器为电压传感器，选用的频率范围为70-150kHz,目的是为了避开铁心的磁噪声和变压器的机械振动噪声。超声检测法主要用于定性判断是否有局放信号，结合电脉冲信号或直接利用超声信号对局放源进行物理定位。近年来，由于声电换能元件效率的提高和电子放大技术的发展，超声检测的灵敏度有了较大的提高。 1．2光测法光测法是利用局部放电产生的光辐射进行检测。在变压器油中，各种放电发出的光波不同，光电转换后，通过检测光电流的特征可以实现局放的识别。虽然是实验室中利用光测法来分析局放特征及绝缘劣化机理等方面取得了很大进展。但由于光测法设备复杂、昂贵、灵敏度低在实际中并未直接使用。尽管如此，光纤技术作为超声技术的辅助手段应用于局放检测，将光纤伸入变压器油中，当变压器内部放生局放时，超声波在油中传播，这种机械力波挤压光纤，引起光纤变形，导致光纤折射率和光纤长度发生变化，从而光波被调制，通过适当的解调器即可测量出超声波，实现放电定位。

电缆局部放电试验方法

如对您有帮助，请购买打赏，谢谢您！电缆局部放电试验方法 [ 作者：admin 转贴自：中国电力试验设备网点击数：505 更新时间：2008-8-29 ] 对于制造中没有包上屏蔽的电缆线，可用图（1）的牵引试验装置对局部放电定位和检测。图（1）未加屏蔽的电缆芯用牵引法对局部放电定位其原理是把不屏蔽的电缆芯子通过一个紧贴着试验的管状电极，电极上施加试验电压，并把电极连到试验回路。管子都浸在绝缘液中（如离子水），并把这区域中不会发生干扰试验的边缘放电，液体不断循环与过滤。电缆芯接地，从缆盘经管状电极被匀速牵引至第二个电缆盘。如放电脉冲正好被检测仪观察到，放电在图中A处开始出现，在B处开始消失，这两位置都在芯子表面的C处标记离A、B为已知距离I1、I2，这些长度沿芯子标出，则放电就可确定在电缆A、B之间。至于成品电缆则不能用这种办法定位和检测。在长电缆的测试时，要考虑到行波及其在端部的反射和衰减。可归纳以下几点： 1）在没有反射波的情况下，放电所产生的电压行波在进行中其幅值虽有很大衰减，但波形与放电量成正比的面积基持不变。 2）在有反射波的情况下，传输波和反射波在检测仪的响应上要形成交迭。在检测仪具有α响应时总是形成正迭加，时则既可能正送加，也可能负迭加，而负迭加是局部放电测试的大忌，应尽量避免。因此，如没有附加措施（例如迭器）的话。应尽量采用具有α响应的检测仪。至于检测短电缆，可以当作集中参数元件考虑。测试就没有什么困难了。现在的问题是究竟多少长度的电缆可视作短电缆？说法很不统一，第二个问题是这个电缆长度和检测仪有没有关系？为此，IEC最近对此作了比较具体的规定： 1、首先用可调脉冲间隔的双脉冲发生器（模拟电缆上两个交迭的脉冲波）对检测仪测试其交迭响应特性，即所谓At/A t交线。（其中t为双脉冲峰与峰间的时间间隔，A100是t达到相当大，不会产生交迭效应时的脉冲响应检测量，先定t时的脉冲检测量）。绘制At/A100～t曲线的测试电路图见图（2）。根据检测仪响应特性的不同，大体上可作出三种类型的交迭响应特性，见图（3）-（5）。上图中不同的t值对应于脉冲传播的电缆长度。I1k=0.5·tk·U，I1=0.5 t1·U，·I2=0.5·t2·U （U约170～200m/μs）图（2）双脉冲发生器的连接图图（3）α响应检测仪的双脉冲响应关系图（4）α响应检测仪的双脉冲响应图（5）严重β响应检测仪的双脉冲响应由图（3）-图（5）可知： ①所谓短电缆，应按1≤1k作为判断依据，它与检测仪响应特性有关，1k可短至100米以下，也可长达1000米以 ②当1≤2I1，可1≥2 I2，时，虽然按长电缆考虑，但因无负交迭，所以也可以与1≤1k的短电缆一样当作集中参数试，而不必在电缆端部接匹配的特性阻抗。 ③测试长度I在2I1≤I≤2 I2范围内的长电缆时，如无附加措施，则应在电缆端部接匹配特性阻抗以抑制反射。或者用α响应的检测仪以免迭加（图4-25）。 ④检测仪的β响应愈是显著（见图5），则2I1≤I≤2 I2的I范围愈是大。局部放电检测仪的响应特性与频带选择有关，故使用时选择放大器频带时应考虑这些因素。 2、根据At/A100～t图，确定电缆长度所处的范围后，选择合适的测试电路。（1）对于I≤Ik,或I≤2 I1，或I≥2 I2的情况，可采取终端不接匹配阻抗的路：（图（6）-图（8））（2）对于长度在2Ik≤I≤2 I2范围内的长电缆，必须在电缆终端采取消除终端反射波的终端匹配阻抗（或用反射抑见图（9）。

局部放电测试仪通用技术规范

本规范对应的专用技术规范目录

局部放电测试仪采购标准技术规范使用说明 1. 本采购标准技术规范分为标准技术规范通用部分、标准技术规范专用部分以及本规范使用说明。 2. 采购标准技术规范通用部分原则上不需要设备招标人（项目单位）填写，更不允许随意更改。如对其条款内容确实需要改动，项目单位应填写《项目单位通用部分条款变更表》并加盖该网、省公司招投标管理中心公章及辅助说明文件随招标计划一起提交至招标文件审查会。经标书审查同意后，对通用部分的修改形成《项目单位通用部分条款变更表》，放入专用部分，随招标文件同时发出并视为有效。 3. 采购标准技术规范专用部分分为标准技术参数、项目单位需求部分和投标人响应部分。《标准技术参数表》中“标准参数值”栏是标准化参数，不允许项目单位和投标人改动。项目单位对“标准参数值”栏的差异部分，应填写“项目单位技术差异表”，“投标人保证值”栏应由投标人认真逐项填写。项目单位需求部分由项目单位填写，包括招标设备的工程概况和招标设备的使用条件。对扩建工程，可以提出与原工程相适应的一次、二次及土建的接口要求。投标人响应部分由投标人填写“投标人技术参数偏差表”，提供销售业绩、主要部件材料和其他要求提供的资料。 4. 投标人填写“技术参数和性能要求响应表”时，如与招标人要求有差异时，除填写“技术偏差表”外，必要时应提供相应试验报告。 5. 有关污秽、温度、海拔等需要修正的情况由项目单位提出并在专用部分的项目单位技术差异表明确表示。 6.采购标准技术规范的页面、标题等均为统一格式，不得随意更改。

目录 1总则 (1) 1.1 一般规定 (1) 1.2 投标人应提供的资格文件 (1) 1.3 工作范围和进度要求 (1) 1.4 技术资料 (1) 1.5 标准和规范 (1) 1.6 必须提交的技术数据和信息 (2) 2 性能要求 (2) 3 主要技术参数 (2) 4 外观和结构要求 (2) 5 验收及技术培训 (3) 6 技术服务 (3) 附录A 供货业绩 (4) 附录B 仪器配置表 (4)

电力电缆局部放电带电检测技术韩子圣

电力电缆局部放电带电检测技术韩子圣摘要：从电力电缆局部带电检测技术应用的重要性出发，在总结分析局部放电的基本原理的同时，对该技术的应用要点进行分析，希望通过相关的研究后，可以提升局部放电带电检测技术的应用水平，以保证电力事业能够健康发展。关键词：电力电缆；局部放电；带电检测技术前言全社会对于电力能源的需求正在逐渐的增大，而电力企业为了可以提升供电质量、保证民用电的稳定性，开始逐渐的扩大电网的规模，大量的电力工程开工建设，所使用的交联聚乙烯绝缘电缆的量在逐渐的增加。要想提升人们的生活质量，就必须要从提升电网运行的稳定性，所以就会对电力电缆的使用性能提出了更高的要求。电缆在运输阶段就需要开展必要的检测工作，需要应用电缆局部放电检测技术，为电力电缆性能的提升打下坚实的基础。 1、电力电缆诊断现状 1.1国内外现状在“状态检测”概念出现之前，供电企业普遍通过耐压试验来检验电缆的绝缘、老化状况，即通过对电缆施加几倍于正常运行电压的高电压来击穿电缆上的缺陷点，从而发现故障隐患。但耐压试验的结果受缺陷类型的影响较大，准确性不稳定。另外，耐压试验虽然可以检查出电缆的部分缺陷，但由于对电缆施加的电压较高、试验时间较长等，容易产生新的缺陷，对电缆造成二次伤害。随着研究的逐步成熟，局部放电作为度量新电缆缺陷的一种方法被业界接受。局部放电现象普遍存在，当它的放电水平和放电频次达到一定程度时，会促使绝缘状况进一步恶化，直到将绝缘击穿。很多电缆故障都是由局部放电导致的。通过测量电缆局部放电量沿电缆长度的分布，就可以对电缆的绝缘有1个直观的判断。一般来说，所施加的电压越高、频率越大，就越容易激发局部放电。局部放电是电缆发生故障的前期征兆，在局部放电易发期，检测电缆绝缘局部放电的程度，根据检测结果判断电缆的绝缘健康状况，同时，利用电缆局部放电信号，结合行波测距方法，对放电位置进行精确测定，并采取相应的解决措施，对电缆乃至电力的安全运行有着重要的意义。 1.2电力现状近几年电力开展了对网内电力电缆的缺陷分析工作，发现网内电力电缆故障较多，但有效的带电检测技术欠缺。2016年，利用局部放电带电检测系统，在网内首次开展了电力电缆状态带电检测。为进一步扩大带电检测范围，加强对检出缺陷的电力电缆解体分析，建立了电缆局部放电指纹型特征图谱库，以便掌握缺陷分析技术，提升缺陷诊断水平。同时，修编《输变电状态检修试验规程》，对带电检测相关技术作出明确要求和规定，指导基层单位开展相应的带电检测工作，从而大大提高了电力（集团）有限责任公司电力电缆运行维护水平。 2、局部放电的机理局部放电是指在绝缘介质电极间发生且未击穿整个绝缘介质的放电现象。局部放电通常发生在绝缘介质局部电场畸变严重或电场强度较高，且介质绝缘强度较低的绝缘介质的表面、内部或两种绝缘介质的交界面。常见局部放电现象主要包括：绝缘介质内杂质的击穿；高场强条件下绝缘固体或液体介质内部的局部击穿；光滑金属表面的边缘，毛刺，附着颗粒物等部位由于局部场强过于集中造成的局部绝缘介质击穿的放电现象等。通过局部放电原理及试验室试验得出产生局