電力電纜局部放電帶電檢測

電力電纜局部放電帶電檢測

技術(shù)介紹2023/2/4電纜基本知識Ⅰ電纜局部放電Ⅱ檢測設(shè)備Ⅲ檢測案例ⅣCONTENTS目錄電纜基本知識電纜五大類電力電纜優(yōu)缺點電纜各種分類電纜命名規(guī)則電力電纜的結(jié)構(gòu)電力電纜相關(guān)試驗電力電纜相關(guān)試驗儀器單芯電力電纜介紹2023/2/4電纜五大類電纜分為五大類：

1.電力裸電線及裸導(dǎo)體制品

裸電線、裸導(dǎo)體的主要特征是：純的導(dǎo)體金屬，無絕緣及護套層，如鋼芯鋁絞線、銅鋁匯流排、電力機車線等；加工工藝主要是壓力加工，如熔煉、壓延、拉制、絞合/緊壓絞合等；產(chǎn)品主要用在城郊、農(nóng)村、用戶主線、開關(guān)柜等。

2023/2/4電纜五大類2、電力電纜（動力電纜）

電力電纜的主要特征是：是指傳輸電能的電纜，電力電纜傳輸持續(xù)性電流，電壓等級范圍較寬（從1KV220KV），電流較大（導(dǎo)體截面較大）,電纜線芯數(shù)較少，有單芯、3芯、4芯（三相四線制），5芯（三相五線制）。在導(dǎo)體外擠（繞）包絕緣層，如架空絕緣電纜，或幾芯絞合（對應(yīng)電力系統(tǒng)的相線、零線和地線），如二芯以上架空絕緣電纜，或再增加護套層，如塑料/橡套電線電纜。

產(chǎn)品主要用在發(fā)、配、輸、變、供電線路中的強電電能傳輸，通過的電流大（幾十安培至幾千安培）、電壓高（220V至500kV及以上）。

2023/2/4電纜五大類3、電氣裝備用電線電纜（控制電纜）

該類產(chǎn)品主要特征是：品種規(guī)格繁多，應(yīng)用范圍廣泛，使用電壓在1kV及以下較多，面對特殊場合不斷衍生新的產(chǎn)品，如耐火線纜、阻燃線纜、低煙無鹵/低煙低鹵線纜、防白蟻、防老鼠線纜、耐油/耐寒/耐溫/耐磨線纜、醫(yī)用/農(nóng)用/礦用線纜、薄壁電線等。電流相對較?。磳?dǎo)體截面較?。?，電壓范圍較窄（450/750~10KV），電纜線芯數(shù)較多，從2芯~61芯，甚至更多?？刂齐娎|還采用各種線芯結(jié)構(gòu)、屏蔽等措施，來獲得滿意的電磁兼容效果。

2023/2/4電纜五大類4、通訊電纜及光纖

隨著近二十多年來，通訊行業(yè)的飛速發(fā)展，產(chǎn)品也有驚人的發(fā)展速度。從過去的簡單的電話電報線纜發(fā)展到幾千對的話纜、同軸纜、光纜、數(shù)據(jù)電纜，甚至組合通訊纜等。該類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸通常較小而均勻，制造精度要求高。5、電磁線（繞組線）

主要用于各種電機、儀器儀表等。

電線電纜的衍生/新產(chǎn)品2023/2/4電力電纜優(yōu)缺點電力的傳輸一般有架空線路和電纜線路兩種。選擇電纜線路的原因：

1、在城鎮(zhèn)市區(qū)人口稠密的地方，大型工廠、發(fā)電廠、交通擁擠區(qū)、電網(wǎng)交叉區(qū)等處，為了占地少、安全可靠、減少電網(wǎng)對交通運輸及城市建設(shè)的影響而采用埋地動力電纜。

2、在嚴(yán)重的污染區(qū)，為了提高輸送電能的可靠性而采用電

纜。

3、對于大跨度、不宜架設(shè)過江、河架空線路的而采用電纜。

4、為了避免架空線對船舶通航或無線電干擾而采用電纜。

5、有些國防與軍事工程，為了避免暴露目標(biāo)而采用電纜。

6、為了城市建筑與美觀的需要而采用電纜。2023/2/4電力電纜優(yōu)缺點采用電力電纜的優(yōu)點：不易受周圍環(huán)境何污染的影響；送電可靠性高；線間絕緣距離小，占地少，無干擾電波；地下敷設(shè)時，不占地面和空間既安全可靠，又不易暴露目標(biāo)。缺點：成本高，一次性投資費用較大；電纜線路不易變動與分支；故障的尋測與維修較難，需要經(jīng)過專門技術(shù)培訓(xùn)與訓(xùn)練的技術(shù)人員或技工操作。隨著我國兩網(wǎng)改造的完成，安全方便的地下動力電纜應(yīng)用日益廣泛。但電纜一旦發(fā)生故障很難較快地尋測出故障點的確切位置。不能及時排除故障、恢復(fù)供電，往往造成停電停產(chǎn)的重大損失。所以如何用最快的速度、最低的維修成本恢復(fù)供電是各供電部門在遇到電纜故障時的首要問題。2023/2/4電纜各種分類1．電力電纜的種類與特征電力電纜按絕緣材料、電能形式、結(jié)構(gòu)特征、電壓等級、導(dǎo)體標(biāo)稱截面積、導(dǎo)體芯數(shù)及安裝環(huán)境等有以下分類；（1）按絕緣材料分類：油紙絕緣：黏性浸漬紙絕緣（統(tǒng)包型、分相屏蔽型）；不滴流浸漬紙絕緣（統(tǒng)包型、分相屏蔽型）；有油壓、油浸漬紙絕緣（自容式充油電纜、鋼管充油電纜）；有氣壓黏性浸漬紙絕緣（自容式充氣電纜、鋼管充氣電纜）。塑料電纜：聚氯乙烯電纜；聚乙烯電纜；交聯(lián)聚乙烯電纜；橡皮電纜：乙丙橡膠電纜；丁基橡皮電纜；（2）按傳輸電能分類：交流電纜；直流電纜。2023/2/4電纜各種分類（3）按結(jié)構(gòu)特征分類：統(tǒng)包型：纜芯成纜后，在外面包有統(tǒng)包絕緣，并置于同一內(nèi)護套中。分相型：主要是分相屏蔽，一般用在10～35KV，有油紙絕緣和塑料絕緣。鋼管型：電纜絕緣外有鋼管護套。分鋼管充油、充氣電纜和鋼管油壓式、氣壓式電纜。扁平型：三芯電纜的外形呈扁平型，一般用于大長度海底電纜。自容型：護套內(nèi)部有壓力的電纜。分自容式充油電纜和充氣電纜。2023/2/4電纜各種分類（4）按電壓等級分：

電力電纜都是按一定電壓等級制造的。由于絕緣材料及運行情況不同，使用不同電壓等級的電纜。我國電纜產(chǎn)品的電壓等級有19種：

0.6/1kV、1/1kV、3.6/6kV、6/6kV、6/10kV、8.7/10kV、8.7/15kV、12/15kV、12/20kV、18/30kV、21/35kV、26/35kV、36/63kV、48/63kV、64/110kV、127/220kV、190/330kV、290/500kV。2023/2/4電纜各種分類（5）按導(dǎo)體標(biāo)稱截面積分類：電力電纜的導(dǎo)體是按一定等級的標(biāo)稱截面積制造的。我國電力電纜標(biāo)稱截面積系列為：1.5mm2、2.5mm2、4mm2、6mm2、10mm2、16mm2、25mm2、35mm2、50mm2、70mm2、95mm2、120mm2、150mm2、185mm2、240mm2、300mm2、400mm2、500mm2、630mm2、800mm2、1000mm2、1200mm2、1400mm2、1600mm2、1800mm2、2000mm2共26種。根據(jù)用戶的負(fù)載大小和載流量可以方便地從上列系列中選用合適的截面積電纜。2023/2/4電纜各種分類（6）按導(dǎo)體芯線分類：電力電纜導(dǎo)體芯線數(shù)有單芯、二芯、三芯、四芯和五芯共五種。

（7）按敷設(shè)環(huán)境條件分類：地下直埋、地下管道、空氣中、水底、礦井、高海拔、鹽霧、大高差、多移動、潮熱區(qū)等。一般環(huán)境因素對護層的結(jié)構(gòu)影響較大。有的要求考慮力學(xué)保護，有的要求提高防腐能力，有的要求增加柔軟度等。2023/2/4電纜的命名規(guī)則8）電纜的命名規(guī)則

（1）用漢語拼音第一個字母的大寫表示絕緣種類、導(dǎo)體材料、內(nèi)護層材料和結(jié)構(gòu)特點。如Z代表紙，L代表鋁， Q代表鉛，F(xiàn)代表分相。

（2）用數(shù)字表示外護層構(gòu)成，有兩位數(shù)字。無數(shù)字代表無鎧裝，無外被層。第一位數(shù)字表示鎧裝，第二位數(shù)字表示外被。例如粗鋼絲鎧裝纖維外被表示為41。

（3）電纜型號按電纜結(jié)構(gòu)的排列一般依下列次序絕緣材料導(dǎo)體材料內(nèi)護層外護層

（4）電纜產(chǎn)品型號、額定電壓和規(guī)格表示。其方法是在型號后再加上額定電壓、芯數(shù)和標(biāo)稱截面積的阿拉伯?dāng)?shù)字。2023/2/4電纜的命名規(guī)則電纜型號組成及其代表意義如下所列：1）分類及用途代號：電力電纜不表示，控制電纜為K2）絕緣代號：Z－紙絕緣V－聚氯乙烯絕緣Y－聚乙烯絕緣

YJ－交聯(lián)聚乙烯絕緣X－橡皮絕緣3）導(dǎo)體代號：L－鋁T－銅（不標(biāo)注）4）內(nèi)護層代號：L－鋁Q－鉛V－聚氯乙烯Y－聚乙烯

YJ

－交聯(lián)聚乙烯H－橡套HF－非燃性橡套5）派生代號:P－干絕緣F－分相D－不滴流C－交聯(lián)聚乙烯

Z－橡套6）鎧裝層:0－無2－雙鋼帶3－細(xì)圓鋼絲4－粗圓鋼絲2023/2/4電力電纜相關(guān)知識7）外護層代號0－無1－纖維繞包（麻被）

2－聚氯乙烯護套3－聚乙烯護套8）特征產(chǎn)品代號:TH－濕熱帶TA－干熱帶舉例：黏性電纜：ZL03－0.6/1

3×185表示銅芯、黏性油浸紙絕緣、鋁套聚乙烯護套、額定電壓0.6/1kV、三芯、標(biāo)稱截面積185mm2的電力電纜。YJLV23-21/35

3×185表示鋁芯、交聯(lián)聚乙烯絕緣、鋼帶鎧裝、聚氯乙烯護套、額定電壓為21/35kV、三芯、截面積185mm2的電力電纜。2023/2/4電力電纜的基本結(jié)構(gòu)電纜的基本結(jié)構(gòu)電纜的基本結(jié)構(gòu)主要包括電纜導(dǎo)體、絕緣層、和保護層三個部分。2023/2/4電力電纜的基本結(jié)構(gòu)6-35kV交聯(lián)聚乙烯XLPE絕緣電力電纜電力電纜的基本結(jié)構(gòu)電纜導(dǎo)體絕緣護套除1至3kV電纜外，均有屏蔽層電力電纜的基本結(jié)構(gòu)2023/2/4電力電纜的基本結(jié)構(gòu)2023/2/4電力電纜的基本結(jié)構(gòu)2023/2/4皺紋鋁套主要性能徑向阻水鎧裝保護提供短路電流通道縱向阻水電纜彎曲性能絕緣體的熱脹冷縮2023/2/426電力電纜的品種絕緣類型電纜名稱電壓等級kV允許最高工作溫度℃油浸紙絕緣電纜粘性浸漬絕緣纜1-351~6kV為8010kV為65~7035kV為65不滴流電纜1-35自容式充油電纜66-75080~85塑料絕緣電纜聚氯乙烯電纜1-665聚乙烯電纜6-40070交聯(lián)聚乙烯電纜0.4-50090橡皮絕緣電纜天然丁苯橡皮纜0.5-665乙丙橡皮電纜1-13890丁基橡皮電纜1-3580氣體絕緣電纜管道氣體絕緣纜220-50090電力電纜相關(guān)試驗電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn)GB50150－2006

中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

DL/T596—2005

1測量絕緣電阻；

2直流耐壓試驗及泄漏電流測量（交聯(lián)電纜有累積效應(yīng)）

3交流耐壓試驗；（變頻諧振系統(tǒng)）

4測量金屬屏蔽層電阻和導(dǎo)體電阻比；

5檢查電纜線路兩端的相位；

6充油電纜的絕緣油試驗；

7交叉互聯(lián)系統(tǒng)試驗。

8

介損試驗

9震蕩波試驗

2023/2/4電力電纜相關(guān)試驗1.橡塑絕緣電力電纜試驗項目應(yīng)按本條第1、3、4、5和7款進行。當(dāng)不具備條件時，額定電壓U0／U為18／30kV及以下電纜，允許用直流耐壓試驗及泄漏電流測量代替交流耐壓試驗；2.對電纜的主絕緣作耐壓試驗或測量絕緣電阻時，應(yīng)分別在每一相上進行。對一相進行試驗或測量時，其它兩相導(dǎo)體、金屬屏蔽或金屬套和鎧裝層一起接地；

3.對金屬屏蔽或金屬套一端接地，另一端裝有護層過電壓保護器的單芯電纜主絕緣作耐壓試驗時，必須將護層過電壓保護器短接，使這一端的電纜金屬屏蔽或金屬套臨時接地；

4.對額定電壓為0.6/1kV的電纜線路應(yīng)用2500V兆歐表測量導(dǎo)體對地絕緣電阻代替耐壓試驗，試驗時間1min。

2023/2/4電力電纜相關(guān)試驗測量各電纜導(dǎo)體對地或?qū)饘倨帘螌娱g和各導(dǎo)體間的絕緣電阻，應(yīng)符合下列規(guī)定：

1耐壓試驗前后，絕緣電阻測量應(yīng)無明顯變化；

2橡塑電纜外護套、內(nèi)襯套的絕緣電阻不低于0.5MΩ/km

3測量絕緣用兆歐表的額定電壓，宜采用如下等級：

1）0.6/1kV電纜:用1000V兆歐表。

2）0.6/1kV以上電纜：用2500V兆歐表；6/6kV及以上電纜也可用5000V兆歐表。

3）橡塑電纜外護套、內(nèi)襯套的測量:用500V兆歐表。

2023/2/4電力電纜相關(guān)試驗直流耐壓試驗電壓標(biāo)準(zhǔn)：

1）紙絕緣電纜直流耐壓試驗電壓Ut可采用下式計算，

對于統(tǒng)包絕緣（帶絕緣）：Ut=5×(U0+U)／2

對于分相屏蔽絕緣：Ut=5×U0

2）18／30kV及以下電壓等級的橡塑絕緣電纜直流耐壓試驗電壓應(yīng)按下式計算：Ut=4×U0

2023/2/4電力電纜相關(guān)試驗2023/2/4充油絕緣電纜直流耐壓試驗電壓

電力電纜相關(guān)試驗試驗時，試驗電壓可分4～6階段均勻升壓，每階段停留1min，并讀取泄漏電流值。試驗電壓升至規(guī)定值后維持15min，其間讀取1min和15min時泄漏電流。測量時應(yīng)消除雜散電流的影響。紙絕緣電纜泄漏電流的三相不平衡系數(shù)(最大值與最小值之比)不應(yīng)大于2；當(dāng)6/l0kV及以上電纜的泄漏電流小于20μA和6kV及以下電壓等級電纜泄漏電流小于10μA時，

其不平衡系數(shù)不作規(guī)定。泄漏電流值和不平衡系數(shù)只作為判斷絕緣狀況的參考，不作為是否能投入運行的判據(jù)。其他電纜泄漏電流值不作規(guī)定。

2023/2/4電力電纜相關(guān)試驗4電纜的泄漏電流具有下列情況之一者，電纜絕緣可能有缺陷，應(yīng)找出缺陷部位，并予以處理：

1）泄漏電流很不穩(wěn)定；

2）泄漏電流隨試驗電壓升高急劇上升；

3）泄漏電流隨試驗時間延長有上升現(xiàn)象。2023/2/4電力電纜相關(guān)試驗交流耐壓試驗，應(yīng)符合下列規(guī)定：

橡塑電纜優(yōu)先采用20Hz～300Hz交流耐壓試驗

2023/2/4電力電纜相關(guān)試驗測量金屬屏蔽層電阻和導(dǎo)體電阻比。測量在相同溫度下的金屬屏蔽層和導(dǎo)體的直流電阻。用雙臂電橋測量在相同溫度下的銅屏蔽層和導(dǎo)體的直流電阻。當(dāng)前者與后者之比與投運前相比增加時，表明銅屏蔽層的直流電阻增大，銅屏蔽層有可能被腐蝕；當(dāng)該比值與投運前相比減少時，表明附件中的導(dǎo)體連接點的接觸電阻有增大的可能。

2023/2/4電力電纜相關(guān)試驗檢查電纜線路的兩端相位應(yīng)一致，并與電網(wǎng)相位相符合。1）單條線路投入，相序?qū)﹀e與否，對線路本身沒有什么影響。2）線路接入變電站內(nèi)，對間隔里的單體設(shè)備如斷路器、隔

離開關(guān)、避雷器等不會有什么影響。3）無功補償裝置對輸入A、B、C相序有非常嚴(yán)格的要求。如

果相序接錯，或者電流取樣的相位和電壓取樣的相位同

相的話，都會造成功率因數(shù)檢測不準(zhǔn)，會出現(xiàn)不能自動

投入的情況，也會出現(xiàn)過補償?shù)默F(xiàn)象。2023/2/4電力電纜相關(guān)試驗4）如果通過配電間隔接入并列運行的另一條線路，在沒有

核相的前提下，相序錯誤的話，接入會導(dǎo)致相間短路，

這時就出大事故了，保護是一定會跳的，因此線路投運

至變電站，核相工作是非常重要的。核相是針對二路電源而言的。若二路電源需要停電倒電時，若不核相，可能由于相序不一致，引起三相設(shè)備的非正常運行，如電機的反轉(zhuǎn)。2023/2/4電力電纜相關(guān)試驗充油電纜的絕緣油試驗：2023/2/4電力電纜相關(guān)試驗交叉互聯(lián)系統(tǒng)試驗：1.交叉互聯(lián)系統(tǒng)的對地絕緣的直流耐壓試驗：試驗時必須將護層過電壓保護器斷開。在互聯(lián)箱中將另一側(cè)的三段電纜金屬套都接地，使絕緣接頭的絕緣環(huán)也能結(jié)合在一起進行試驗然后在每段電纜金屬屏蔽或金屬套與地之間施加直流電壓10kV，加壓時間1min，不應(yīng)擊穿。

2023/2/4電力電纜相關(guān)試驗2.非線性電阻型護層過電壓保護器氧化鋅電阻片：對電阻片施加直流參考電流后測量其壓降，即直流參考電壓，其值應(yīng)在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍之內(nèi)；非線性電阻片及其引線的對地絕緣電阻：將非線性電阻片的全部引線并聯(lián)在一起與接地的外殼絕緣后，用1000V兆歐表測量引線與外殼之間的絕緣電阻，其值不應(yīng)小于10MΩ。

2023/2/4電力電纜相關(guān)試驗3.交叉互聯(lián)系統(tǒng)性能檢驗：本方法為推薦采用的方式，如采用本方法時，應(yīng)作為特殊試驗項目。使所有互聯(lián)箱連接片處于正常工作位置，在每相電纜導(dǎo)體中通以大約100A的三相平衡試驗電流。在保持試驗電流不變的情況下，測量最靠近交叉互聯(lián)箱處的金屬套電流和對地電壓。測量賽后將試驗電流降至零，切斷電源。然后將最靠近的交叉互聯(lián)箱內(nèi)的連接片重新連接成模擬錯誤連接的情況，再次將試驗電流升至100A，并再測量該交叉互聯(lián)箱處的金屬套電流和對地電壓。測量完后將試驗電壓降至零，切斷電源，將該交叉互聯(lián)箱中的連接片復(fù)原至正確的連接位置。最后交試驗電流升至100A，測量電纜線路上所有其他交叉互聯(lián)箱處的金屬套電流和對地電壓。

2023/2/4電力電纜相關(guān)試驗試驗結(jié)果符合下述要求則認(rèn)為交叉互聯(lián)系統(tǒng)的性能是滿意的：

1）在連接片做錯誤連接時，試驗?zāi)鼙砻鞔嬖诋惡鯇こ４蟮慕饘偬纂娏鳎?/p>

2）在連接片正確連接時，將測得的任何一個金屬套電流乘以一個系數(shù)(它等于電纜的額定電流除以上述的試驗電流)后所得的電流值不會使電纜額定電流的降低量超過3%

3）將測得的金屬套對地電壓乘以上述2)項中的系數(shù)后不超過電纜在負(fù)載額定電流時規(guī)定的感應(yīng)電壓的最大值。

2023/2/4電力電纜相關(guān)試驗4.互聯(lián)箱接觸電阻：本試驗在做完護層過電壓保護器的上述試驗后進行。將刀閘（或連接片）恢復(fù)到正常工作位置后，用雙臂電橋測量閘刀（或連接片）的接觸電阻，其值不應(yīng)大于20μΩ

閘刀（或連接片）連接位置：本試驗在以上交叉互聯(lián)系統(tǒng)的試驗合格后密封互聯(lián)箱之前進行。連接位置應(yīng)正確。如發(fā)現(xiàn)連接錯誤而重新連接后，則必須重測閘刀（連接片）的接觸電阻。2023/2/4電力電纜相關(guān)試驗?zāi)壳?，國?nèi)外針對電纜絕緣性能方面考核，相對有效地途徑是有耐壓試驗。但是，耐壓試驗存在幾個問題：一是需要持續(xù)施加高于運行電壓數(shù)倍的電壓，很可能對電纜造成損傷而引入新的缺陷；二是耐壓試驗結(jié)果只有通過和擊穿兩種，某些隱蔽缺陷不易被發(fā)現(xiàn)，也不利于絕緣狀態(tài)的評估；三是現(xiàn)有耐壓設(shè)備試驗過程可視化做得不夠，無法將局部放電與其發(fā)生位置聯(lián)系起來。由于存在上述三個問題，因此，從技術(shù)上來說不利于運行單位工作的有效開展，電纜絕緣狀態(tài)的評估需要尋找新的突破口。2023/2/4電力電纜相關(guān)試驗振蕩波試驗系統(tǒng)，即稱為Oscillatingwaveformtestsystem(OWTS),或

DampingACVoltage（DAC），是近幾年國內(nèi)外供電單位嘗試使用并替代交流耐壓的一種新興試驗技術(shù)。Oscillatingwaveformtechnology(OWT)出現(xiàn)至今約二十年的時間。具體來說，上世紀(jì)九十年代初至九十年代末期為實驗室摸索階段，2000年至2007年之間為通過現(xiàn)場試點而不斷完善的時期。近幾年，由于快速關(guān)斷開關(guān)等技術(shù)得到解決，美國、荷蘭、日本、新加坡及中國北京、濟南、上海等地的電力部門才開始引入這種方法，也先后證明該方法在檢測電力電纜尤其是中壓電纜系統(tǒng)絕緣狀態(tài)的有效性。目前，關(guān)于OWTS的產(chǎn)品基本依托高校作為技術(shù)支撐。2023/2/4電力電纜相關(guān)試驗振蕩波測試系統(tǒng)的優(yōu)勢在于：操作簡單易行，便于現(xiàn)場實施；通過串聯(lián)諧振產(chǎn)生能夠進行局放測試的高壓，電壓形狀能夠與正常運行時電壓的形狀相似，從而可以根據(jù)IEC60270標(biāo)準(zhǔn)對局放量進行標(biāo)定，同時能夠獲得局放起始電壓及局放熄滅電壓；將電纜局放檢測與定位兩套系統(tǒng)相結(jié)合，在電纜中產(chǎn)生諧振電壓后，能夠?qū)植糠烹娦盘栠M行檢測并標(biāo)定放電量，同時根據(jù)行波理論能夠?qū)址旁次恢眠M行計算，檢測與定位相結(jié)合，使二者相得益彰，極大提高了測試準(zhǔn)確度。2023/2/4試驗儀器2023/2/4試驗儀器2023/2/4試驗儀器2023/2/4試驗儀器2023/2/4試驗儀器2023/2/4試驗儀器2023/2/4試驗儀器2023/2/4試驗儀器2023/2/4試驗儀器2023/2/4試驗儀器2023/2/4單芯電纜三芯電纜，在正常運行中，流過三個線芯的電流總和為零，在鋁包或金屬屏蔽層外基本上沒有磁鏈，這樣，在鋁包或金屬屏蔽層兩端就基本上沒有感應(yīng)電壓，所以兩端接地后不會有感應(yīng)電流流過鋁包或金屬屏蔽層。但是當(dāng)電壓超過35kV時，大多數(shù)采用單芯電纜，單芯電纜的線芯與金屬屏蔽的關(guān)系，可看作一個變壓器的初級繞組。當(dāng)單芯電纜線芯通過電流時就會有磁力線交鏈鋁包或金屬屏蔽層，使它的兩端出現(xiàn)感應(yīng)電壓。感應(yīng)電壓的大小與電纜線路的長度和流過導(dǎo)體的電流成正比，電纜很長時，護套上的感應(yīng)電壓疊加起來可達(dá)到危及人身安全的程度，在線路發(fā)生短路故障、遭受操作過電壓或雷電沖擊時，屏蔽上會形成很高的感應(yīng)電壓，甚至可能擊穿護套絕緣。2023/2/4單芯電纜如果仍將鋁包或金屬屏蔽層兩端三相互聯(lián)接地，則鋁包或金屬屏蔽層將會出現(xiàn)很大的環(huán)流，其值可達(dá)線芯電流的50%--95%，形成損耗，使鋁包或金屬屏蔽層發(fā)熱，這不僅浪費了大量電能，而且降低了電纜的載流量，并加速了電纜絕緣老化，因此單芯電纜不應(yīng)兩端接地，當(dāng)鋁包或金屬屏蔽層有一端不接地后，接著帶來了下列問題：當(dāng)雷電流或過電壓波沿線芯流動時，電纜鋁包或金屬屏蔽層不接地端會出現(xiàn)很高的沖擊電壓；在系統(tǒng)發(fā)生短路時，短路電流流經(jīng)線芯時，電纜鋁包或金屬屏蔽層不接地端也會出現(xiàn)較高的工頻感應(yīng)電壓，在電纜外護層絕緣不能承受這種過電壓的作用而損壞時，將導(dǎo)致出現(xiàn)多點接地，形成環(huán)流2023/2/4單芯電纜因此，在采用一端互聯(lián)接地時，必須采取措施限制護層上的過電壓，安裝時應(yīng)根據(jù)線路的不同情況，按照經(jīng)濟合理的原則在鋁包或金屬屏蔽層的一定位置采用特殊的連接和接地方式，并同時裝設(shè)護層保護器，以防止電纜護層絕緣被擊穿。應(yīng)該按照GB50217-1994《電力工程電纜設(shè)計規(guī)程》的要求，單芯電纜線路的金屬護套只有一點接地時，金屬護套任一點的感應(yīng)電壓不應(yīng)超過50-100V(未采取不能任意接觸金屬護套的安全措施時不大于50V；如采取了有效措施時，不得大于100V),并應(yīng)對地絕緣。如果大于此規(guī)定電壓時，應(yīng)采取金屬護套分段絕緣或絕緣后連接成交叉互聯(lián)的接線為了減小單芯電纜線路對鄰近輔助電纜及通信電纜的感應(yīng)電壓，應(yīng)盡量采用交叉互聯(lián)接線。對于電纜長度不長的情況下，可采用單點接地的方式。為保護電纜護層絕緣，在不接地的一端應(yīng)加裝護層保護器。2023/2/4單芯電纜單芯電纜金屬護層的接地方式有以下幾種:1、金屬護套一端接地1.1當(dāng)電纜較短（500m）以內(nèi)時，通常采用一端直接接地（單點互聯(lián)接地）另一端經(jīng)保護器接地，這種接線方式，在保護器接線端感應(yīng)電壓不超過50V。若電纜與架空線連接，則保護器裝在另一端，并且要交叉互聯(lián)接地。

1.2.當(dāng)電纜較長（1000m)以內(nèi)時，一般將電纜中點（單點互聯(lián)）接地，兩終端經(jīng)保護器接地2023/2/4單芯電纜2、金屬護層交叉互聯(lián)接地當(dāng)電纜較長（超過1000m)時，通常采用交叉互聯(lián)接地，就是將電纜分成等長的三段或三的倍數(shù)（誤差不超過5%），在每小段之間安裝絕緣接頭，金屬護層在絕緣接頭處用同軸電纜引出并經(jīng)互聯(lián)箱交叉互聯(lián)后經(jīng)金屬層保護器接地，電纜的兩個終端直接接地。這樣形成一個互聯(lián)段位若電纜更長時，有若干個互聯(lián)段位形成一個多段互聯(lián)，每個互聯(lián)段位之間安裝直接接頭，金屬護層直接互聯(lián)接地。2023/2/4高壓電橋2023/2/4電力電纜局部放電超聲法特高頻法高頻電流法紅外檢測2023/2/4電力電纜局部放電理論研究表明，XLPE電力電纜局部放電脈沖包含的頻譜很寬，最高可達(dá)到GHz數(shù)量級。因此，選擇在信噪比高的頻段測量有可能有效地避免干擾的影響。目前國內(nèi)外已把電纜局部放電測量的焦點轉(zhuǎn)移到高頻和超高頻測量上。迄今為止，國內(nèi)外用于XLPE電纜局部放電檢測的方法有很多。但由于XLPE電纜局部放電信號微弱，波形復(fù)雜多變，極易被背景噪聲和外界電磁干擾噪聲淹沒，所以研究開發(fā)電纜局部放電在線檢測技術(shù)的難度在所有絕緣在線檢測技術(shù)中是最高的。由于電纜中間接頭絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，影響其絕緣性能的原因很多，發(fā)生事故的概率大于電纜本體，同時在電纜中間接頭處獲取信號比從電纜本體獲取信號靈敏度要高且容易實現(xiàn)，因此通常電纜局部放電在線檢測方法2023/2/4電力電纜局部放電亦多注重于電纜附件局部放電的檢測，或者在重點檢測電纜中間接頭和終端的同時兼顧兩側(cè)電纜局部放電的檢測。在線檢測電纜故障的方法有很多，如直流分量法、損耗電流諧波分量法、局部放電法等，其中，局部放電法是目前用于現(xiàn)場比較有效的在線檢測方法。XLPE電纜發(fā)生局部放電時一般會產(chǎn)生電流脈沖、電磁輻射、超聲波等現(xiàn)象，根據(jù)檢測物理量的不同，局部放電檢測相應(yīng)有電磁耦合法、特高頻法和超聲波法等。2023/2/4電力電纜局部放電由于電纜故障主要發(fā)生在電纜附件位置，而本體較少發(fā)生故障。因此，電纜在線檢測主要檢測電纜接頭位置。在線PD檢測的主要問題有三:一是傳感器很難接觸到帶電導(dǎo)體甚至不易接觸到金屬護套;二是傳感點分布在長電纜上，因此它們檢測的信號在傳輸過程中容易變形扭曲;三是干擾信號的存在。

測量局放的輻射場常用敏感的場傳感器。這些傳感器通常放在靠近電纜接頭的外半導(dǎo)電層上，常用銅或鋁導(dǎo)體作為內(nèi)置傳感器，半導(dǎo)電層在導(dǎo)體和絕緣之間起一個連接和均勻電場的作用，防止電場的加強，防止造成局放或早期故障。2023/2/4電力電纜局部放電內(nèi)置傳感器的缺點在于不夠便攜，而便攜式的傳感器必須安裝在電纜的外部，并通過電感耦合或電容耦合的方法與電介質(zhì)耦合。這樣的傳感器安裝最大問題在于它不僅僅捕捉內(nèi)部信號，也捕捉外部干擾。2023/2/4為什么我們需要對運行后的電力電纜進行局部放電測試呢?

為了實現(xiàn)有效的質(zhì)量控制與管理–為了減少因拙劣的新設(shè)電力電纜工程

施工、附件安裝質(zhì)量引起的電纜線路對外停電損失，提高供電可靠性

為了進一步調(diào)查研究電纜中間接頭、電纜終端頭安裝質(zhì)量問題到底出在什么環(huán)節(jié)

為了進一步調(diào)查研究星形接地系統(tǒng)下，諧振時油紙絕緣電力電纜原因不明的短暫接地故障的真正原因

為了評價運行多年的油紙絕緣電力電纜本體及電纜附件的設(shè)備狀態(tài)，狀態(tài)檢修的需要為了阻止或減少電力電纜對外供電的突然停電，避免連續(xù)生產(chǎn)企業(yè)重大損失

各國電力體制改革后電力電纜資產(chǎn)管理的主要決策依據(jù)：全線電纜更換、部分長度更換、重做電纜附件超聲法超聲法和超聲傳感器在非電量局部放電測量的方法中超聲法是研究的比較早的一種，目前已經(jīng)成功應(yīng)用在局部放電監(jiān)測的工程實際中。超聲法的核心器件就是超聲傳感器，大多采用的是壓電晶體傳感器，它的工作原理是把接收到的超聲信號轉(zhuǎn)換成電量，在傳感器的外端連接分離放大器，把聲音信號放大，再經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換模塊，再通過光纖將轉(zhuǎn)換后的信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集卡里，然后在與采集相連接的工控機上顯示波形數(shù)據(jù)。因為局部放電產(chǎn)生的超聲信號特別小，這樣在傳輸?shù)沫h(huán)節(jié)上衰減會對原始信號影響較大，這樣導(dǎo)致該方法并沒有得到推廣，最近幾年，由于技術(shù)的進步，傳感器的性能和信號分離放大器的性能也大幅進步，2023/2/4超聲法在電纜中，發(fā)生局部放電時產(chǎn)生的聲音信號頻帶很寬，超聲傳感器和相連接的分離放大器就放置在需要監(jiān)測的電纜附近，當(dāng)有局放發(fā)生就會檢測到信號。而且，超聲傳感器它有設(shè)定好的接收信號的帶寬帶，這也使外界的環(huán)境或者電纜和其他設(shè)備運行產(chǎn)生的干擾影響降到最低，保證了檢測精度，所以超聲監(jiān)測法在電纜運行現(xiàn)場有很好的應(yīng)用。而且由于超聲信號的波速很小，這樣我們還可以進行故障點定位。超聲法也有它的不足，電纜外表的絕緣層對高頻波聲波的吸收能力較強，這樣就導(dǎo)致了原始超聲信號里高頻波大幅衰減，這一原因限制了超聲法的推廣，大多還是用來監(jiān)測電纜接頭。。2023/2/4特高頻法UHF法和UHF傳感器特高頻法是根據(jù)在發(fā)生局部放電時發(fā)出電磁波信號。當(dāng)電

纜本體或附件發(fā)生局部放電時會產(chǎn)生特高頻電磁波，我們

根據(jù)這一特點，人們開發(fā)出了通過監(jiān)測高頻電磁波來實現(xiàn)

對電纜的在線監(jiān)測。另外還可以通過對電磁波的監(jiān)測還可

以對發(fā)生放電的位置進行定位。在發(fā)生放電時產(chǎn)生的放電

脈沖時間很短，這樣電纜中產(chǎn)生的信號頻率就可能達(dá)到

GHz數(shù)量級，這樣超高頻法最大的優(yōu)點就是現(xiàn)場發(fā)生的放

電干擾對測量的影響就會很小，提高了測量的準(zhǔn)確度。還

有一點，超高頻比較適合對電纜接頭的監(jiān)測，因為在安裝

超高頻傳感器時其位置一般與電纜故障點的位置較近，這

樣能夠降低信號的衰減，更有效的對電纜進行監(jiān)測。2023/2/4特高頻法一系列研究通過分析發(fā)現(xiàn)：用特高頻法監(jiān)測電纜時，傳感器信號頻段的選取對測量的準(zhǔn)確度影響很大，合適的傳感器將會降低干擾信號，信噪比也有一定提升。所以傳感器的性能將決定超高頻法測量精度的關(guān)鍵。超高頻傳感器根據(jù)現(xiàn)場安裝位置的不同分為外置式和內(nèi)置式。(1)外置式外置式傳感器它在現(xiàn)場安裝時比較簡單方便，比較節(jié)省安裝時間，并且對其他電氣設(shè)備幾乎沒有影響，抗干擾能力較強，但是在測量的靈敏度方面效果不夠優(yōu)越。在我們實際應(yīng)用中，最常用的外置傳感器是天線傳感器。2023/2/4特高頻法(2)內(nèi)置式與外置式相比內(nèi)置式的靈敏度更加優(yōu)秀，在現(xiàn)場安裝方卻比外置式的要求更高。電容耦合傳感器是我們比較常用的內(nèi)置式傳感器，外置式的傳感器在尺寸方面比內(nèi)置式大，靈敏度方面內(nèi)置式比外置式要好，外置式的抗干擾性也不如內(nèi)置式，其安裝的位置在電纜接頭內(nèi)部，與屏蔽層的導(dǎo)體相連接，安裝相比內(nèi)置式簡單方便。2023/2/4特高頻法2023/2/4高頻電流法高頻電流傳感法優(yōu)點1.安裝方便2.調(diào)整靈敏度高3.信號帶寬可根據(jù)檢測需要進行調(diào)整4.數(shù)據(jù)采集量大高頻電流傳感法缺點1.從接地線上耦合信號，易受到雜散干擾和電磁干擾的影響2.容易受廣播干擾影響3.和高通濾波的放大器匹配不當(dāng)，會影響測試靈敏度2023/2/4電纜紅外檢測終端及接點的紅外檢測：檢測內(nèi)容：戶外終端、非直埋式接頭、互聯(lián)箱及接地箱、金屬套接地連接點等部位的溫度。檢測周期：大修后帶負(fù)荷一周內(nèi)（但負(fù)荷應(yīng)超過24h）；220kV及以上線路每年至少2次，35kV至110kV線路每年至少1次；必要時。標(biāo)準(zhǔn)：1）對于外部金屬連接部位，相間溫差