xlpe电缆及接头局部放电的超高频测量与分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第2l卷第l期电ll电能新技术Vo】．21．No12002年1月Advat~cedbn0l0ofElectricaIEnzlneer／n~andJ2O02XLPE电缆及接头局部放电的超高频测量与分析徐阳，钟力生，曹晓珑，GCHEN。，JasonYTIAN，AEDAVIES(】．西安交通大学电气绝缘国家重点实验室，陕西西安710049：2羹国南安普敦大学，英国南安普敦5；017lBj)摘要：超高频的局部放电测量是目前国外电力设备绝缘检测研究的焦点问题之一一拳文建立了一套超高频局部放电的测量系统，设计了XLPE电力电缆及其接头

2、局部放电超高频测量的电容耦舍传感器，分析了传感器的等效电路，测量了其频率响应，对电缆以及接头中的实际放电进行了测量分析。关键词：电缆；局部放电；超高频测量中圈分类号：rM8354文献标识码：A文章编号：l003—3076(2Oft2)01-0005-04构可以看作电磁波的波导。在现场测量时．超高频l前言下的干扰相对较弱且衰减较快，故此方法适用于电电缆及其接头的安全运行在电力系统的可靠供缆及其附件的在线检测。电上具有重要的意义而局部放电是其绝缘破坏的2．1电窖耦合器的原理主要特征之一，测量电缆及其附件的放电水平是对实验中所采用的耦合高频信号的传感器是通过其进行质量控制与运

3、行后的状态检测的主要手段电容耦合的原理来实现的，其结构如图】所示制常规的局部放电测量多采用IEC一60270的脉冲电流盘属屏蔽层外半导电层绝缘层电窖耦音罂导体鳇芯内导电届法，其测量频带大多从几kHz到几百kHz。在进行现场测量时比较容易受到干扰信号的影响由于放电信号本身为瞬态脉冲信号，具有很宽频带的，选择良好信噪比的频段进行测量有可能避免干扰的影响。随着电子与测量技术的发展．几百MHz频带下的测量成为可能，在超高频下，距传感器远距离电箨耦台器输出处的干扰信号本身的衰减速率也很快，这也有利于图1电缆超高频电容耦台传感器模型提高测量时的信噪比一日前超高频下的局部放电测Fig

4、1^capacillvecouplermodel量是国外研究电力设备在线检测的焦点问题之一“。本文尝试对XLPE电缆及其接头的局部放作方式是将电缆的外护套与金属屏蔽层剥开一段，电进行超高频的检测然后用一定宽度的金属带紧绕在外半导电层外，用BNC头引出输出端，并将外屏蔽连接。在工频电压2高频电容耦合传感器下，由于半导电层的阻抗远远小于绝缘层的阻抗．半局部放电的超高频测量技术的原理是基于放电导电层与金属外屏蔽的电位几乎相等，则外半导电产生的脉冲电流信号具有很短的上升时间，有文献层可被看作工频地电位，故电容耦合器并不影响绝表明它可以小于70ps”。这就意味着放电信号对直缘效果

5、。在超高频下，半导电层的阻抗和绝缘层的的频带上限是大于GHz数量级的。电缆中的放电阻抗可比了．高频地可看作是金属屏蔽层。电容耦可被视为沿电缆传播的电磁脉冲，电缆的同轴结台器的等效电路如图2所示一收稿日期：2001—03．29怍者简介：棣阳(1969一)．男，陕西籍，讲师，在职博『生，主攻电气绝缘测试方面的研究维普资讯http://www.cqvip.com6电工电能新技术第2I卷Hc。导电线芯10号。电容耦音器输出警”E。频率，1Hz盘属屏蔽层2uu150100图2电容耦合器的等效电路署：、．5口Fig2Equivalentcircuitofacouplcrmodel：

6、目1*：：其中，是电缆的特性阻抗，c是耦合器的绕频率／MHz包金属带与电缆线芯间的等效分布电容，凡是耦合罔3电容耦合器的频率响应器与金属屏蔽层间的电阻，c是耦合器与金属屏蔽Fig．3FrequeacyJ】ofthecapacitivec~up

7、er层间的杂散电容，R．是测量单元的输入阻抗一其中频的局部放电测量。在该耦合器的实际应用中，还与C、是分布参数较难计算。耦合器的电容C需要进一步对所使用的金属带，如铝、锡等进行选择町以由单位长度下电缆的电容来计算．如公式【1)所比较，对耦合器的金属带与电缆外金属屏蔽层之间示。填充的绝缘材料，如聚乙烯，聚酯膜等进行选择：另C：2~e

8、oe：¨)—外耦合器的几何尺寸对其性能有比较大的影响根-n瓮据实际安装的电缆类型的不同需要进行优化。其中E为真空的介电常数，885×10F／m；3电缆局部放电的超高频测量e是绝缘层的相对介电常数；与常规的局部放电测量系统类似，可以建立起D．是电缆金属线芯的外径超高频的电缆及其附件的局部放电测量系统：D是电缆绝缘层的外径。3．1电缆局部放电的超高频测量系统单位长度下电缆的电感可以由公式(2)来计算一为了研究电缆局部放电在超高频段下的特性，L=Jn(2)建立如图4所示的测量系统。其中工频电源系统采用HAEFELY公司的产品，试验变压器的电压等