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檢測

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檢測

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，不僅對電網(wǎng)的穩(wěn)定運行起到至關(guān)重要的作用，同時其質(zhì)量也關(guān)乎供電的可靠性和安全性。在檢測其質(zhì)量和性能中，局部放電試驗扮演著非常重要的角色。本文將對110kV XLPE電纜及其附件局部放電試驗的原理、方法及重要性進行詳細(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局部放電，但不會立即引發(fā)整體擊穿。局部放電若長期存在，將會導(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，局部放電長期存在會引發(fā)微裂紋擴展，進而導(dǎo)致絕緣破壞。對110kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜及其附件進行局部放電試驗，有助于發(fā)現(xiàn)其潛在缺陷，以便提前采取預(yù)防措施，避免運行中的突發(fā)故障。

局部放電試驗的目的和重要意義

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

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

局部放電試驗的基本原理

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

局部放電信號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。在檢測過程中，這些特征量可以為查找缺陷原因、評價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。

局部放電試驗的檢測方法

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

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方法。在試驗過程中，使用變壓器或調(diào)壓器對電纜施加逐步升高的工頻交流電壓，當(dāng)達(dá)到額定電壓或試驗電壓時，檢測局部放電信號。該方法具有測試穩(wěn)定、信號清晰的特點，但設(shè)備體積較大。

2. 超聲波檢測法

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

3. 高頻電流法

局部放電會在導(dǎo)線上產(chǎn)生高頻電流信號，該方法通過高頻電流傳感器提取信號，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)簡單，測試靈敏，但可能受其他高頻干擾信號影響。

4. 超高頻（UHF）法

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

局部放電試驗的實施要點

在對110kV XLPE電纜和附件進行局部放電試驗時，需要注意以下幾點：

• 試驗場地：試驗應(yīng)在相對干凈、無電磁干擾和噪聲的實驗室環(huán)境或現(xiàn)場條件下進行，保證試驗結(jié)果的真實性和可靠性。
• 試驗設(shè)備：試驗設(shè)備應(yīng)具有較高的靈敏度和分辨率，同時具備抗干擾能力，能夠準(zhǔn)確捕獲細(xì)微局部放電信號。
• 試驗電壓：試驗電壓應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，避免過高電壓導(dǎo)致電纜絕緣的額外損傷。
• 數(shù)據(jù)分析：對采集到的局部放電信號數(shù)據(jù)進行有效分析，結(jié)合電纜結(jié)構(gòu)和實驗條件判斷缺陷類型及位置。

局部放電試驗的和展望

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

隨著檢測技術(shù)的不斷進步，超高頻檢測、人工智能分析等新技術(shù)將在局部放電試驗領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。未來，通過進一步優(yōu)化試驗方法和設(shè)備，將能夠更高效、更精準(zhǔn)地保障高壓電纜的安全運行，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展提供有力的技術(shù)支撐。