XLPE电力电缆局部放电的在线检测

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1、高电压技术990412高电压技术HIGHVOLTAGEENGINEERING1999年第25卷第4期Vol.25No.41999XLPE电力电缆局部放电的在线检测罗俊华　马翠姣　邱毓昌摘　要　通过实验进行了XLPE绝缘中间接头差分法和电磁耦合法进行局放检测研究，结果表明它们能有效地避免环境干扰。关键词　XLPE电力电缆　局部放电　在线检测On-linePartialDischargeDetectioninXLPECablesAbstractThispaperdescribesseveralmethodsofon-linepart

2、ialdischargedetectionusedtoXLPEpowercablesbasedontechniquesofsignalsamplingandprocessing.KeywordsXLPEpowercablepartialdischargeon-linedetection0　引言　　近十年来我国城市电网大量采用XLPE电力电缆，迄今在35kV及以下和110kV及以上电压等级中应用分别达50km和数百km，最高电压等级为500kV。　　XLPE电力电缆性能早期劣化或使用寿命很大程度上取决于XLPE绝缘介质的树枝状老化

3、，而局部放电测量是定量分析的有效方法之一，即树枝引发初期局部放电量约0.1pC左右。因此局部放电在线检测是及时发现故障隐患，预测运行寿命，保障电力电缆安全可靠运行的重要手段。　　局部放电在线检测方法有电磁波法、超声波法、脉冲相位分析法等多种，本文主要论及利用电缆中间绝缘连接盒的差分法和预制中间连接接头电磁耦合法，以及信号频谱分析方法。1　局部放电在线检测　　投运的XLPE电力电缆绝缘缺陷产生的局部放电高频信号在电缆本体的传输过程中大幅衰减，电缆终端处采集信号非常困难。实验表明，在电缆中间接头位置采集较对电缆本体直接采集信号灵敏度

4、高，且电缆终端及中间接头连接盒都在现场人工制作安装，其绝缘品质往往低于工厂制作的电缆本体，在电缆附件部位在线检测局部放电更为合理。1.1　差分法在线检测局部放电　　差分法［1］常用于110kV及以上电压等级XLPE电力电缆局部放电信号采集。图1为差分法在线局部放电检测回路，即在中间绝缘接头连接盒外护套表面上，金属护套绝缘分段处的接头左右两部分别固定两个金属箔电极，外接一选用适当的高阻抗Zd，利用差分法来检测电缆的局部放电信号，图2为等效电路。设C0为测量回路杂散电容，图中C1＝C2‧C0，C3＝C4，Zc1＝Zc2《Zd，高阻抗

5、Zd上采集的信号输入频谱分析仪。图2a为抑制外界干扰的对称平衡电路，若中间接头左(右)边有局放，则右(左)边电缆电容充当耦合电容的作用如图2b所示。该法的优点是不必加入专门的高压源和耦合电容，也无须改变电缆的连接即能很好地抑制外界噪声干扰，适于现场在线检测。file:///E

6、/qk/gdyjs/gdyj99/gdyj9904/990412.htm（第1／5页）2010-3-2219:33:51高电压技术990412图1　差分法检测回路图左：抑制干扰等效电路　右：局放检测等效电路图2　差分法等效电路图　　图3为差分法检测9.5k

7、m275kVXLPE电缆局部放电回路图。图中PG，SA，CRO分别为脉冲发　　生器，信号放大器，示波器。试验结果表明，在中间接头处接注入校验脉冲时，8～10MHz信号检测灵敏度可达1pC；在离中间接头167m处间接注入校验脉冲时，3MHz信号检测的灵敏度为1～15pC，均满足绝缘品质评估<10pC的灵敏度要求。图3　差分法局部放电在线检测回路1.2　电磁耦合法在线检测局部放电　　电磁耦合法［2］可用于10kV及以上XLPE电缆局部放电的在线检测，由电缆中间接头处安装穿芯式高频电磁耦合传感器，采集信号并传输到局放信号分析仪。它要求

8、制作中间接头时将中间接头金属屏蔽连接用的铜带直接穿过高频电磁耦合传感器，再与接头两端金属屏蔽层电气连接。高压电缆和测量回路间没有直接的电气联系，故能很好地抑制噪声。同时，由于外界干扰噪声信号与局部放电信号幅频特性不同，因此，采集的信号经前置放大器处理后，可用频谱分析法判断和识别。该局放传感器的带宽设计为12～40MHz，这对于在线检测电缆本体或接头处产生的<10pC的局部放电是足够灵敏的。file:///E

9、/qk/gdyjs/gdyj99/gdyj9904/990412.htm（第2／5页）2010-3-2219:33:51高

10、电压技术990412　　现场实际测试170kVXLPE电力电缆中间接头局部放电前的背景噪声干扰信号幅值见图4。外施工频电压升至130kV时，测得信号幅值见图5。比较两次检测结果，频率在15MHz以下的信号差异较为明显。图4　外界噪声干扰信号图5　电缆局部放电信号