高压电缆局部放电试验的技术难点

电缆终端的局部放电测试电路如下图所示。当被测电缆发生局部放电时，耦合电容瞬间对电缆终端充电，形成高频脉冲充电电流波形。脉冲电流的幅度和频率反映了电缆中局部放电的严重程度。通道1和通道2这两个传感器将局部放电信号发送到局部放电诊断系统进行分析和处理。

在电缆的中间接头，测试原理如图所示。一根电缆的铠装与电缆导体之间存在电容Ca，另一根电缆的导体与铠装之间存在电容Cb。如果电缆中间接头发生局部放电，就会形成两个电容C1和C2。此时Ca和Cb会通过导体对C1和C2进行充放电，从而形成局部放电电流回路。高频低阻电容臂C0和高频电流传感器跨接在两侧电缆屏蔽层中，可以检测到局部放电的脉冲电流信号。

高压电缆局部放电试验的技术难点；

▲测试系统要求高灵敏度。

高压电缆局部放电产生的脉冲信号微弱，对传感器和测试系统的检测灵敏度要求很高。

▲现场干扰因素复杂。

现场进行电缆局部放电试验时，干扰信号会严重影响电缆局部放电的检测和诊断。主要有三个因素:试验现场附近运行设备产生的电晕或局部放电信号、交流耐压试验装置本身的局部放电信号、交流耐压试验回路引线产生的电晕信号。

因此，根据电缆的特性来识别和消除干扰信号，提取有效信息，诊断电缆的绝缘状态，是一个具有挑战性的技术难题。

▲对测试人员要求高。

电缆的高压局部放电信号主要集中在0-30MHz范围内，信号频带较宽。此外，现场还有一些干扰信号。测试人员可以通过信号抑制、识别、分类、提取、判断等技术手段，准确分析复杂的电子信号成分，实现电缆的状态诊断。该技术要求测试人员熟练使用示波器、频谱分析仪、滤波器等电子设备，并具备对高频电子信号的分析判断能力。

▲国家标准和行业标准没有明确的指引。

高压电缆局部放电试验目前在国内是一个较新的技术应用课题。

局部放电诊断标准:

(1)大量的实验室模拟和现场试验结果表明，局部放电信号的相位与试验电源的相位呈180度或360度，并发生在一定宽度上。

(2)如果测试中发现多个信号源，应使用带通滤波器提取不同频段的脉冲信号，分别进行分析；

(3)局部放电传感器采集的高频脉冲信号的波形和频谱是否具有典型的局部放电特征(脉冲波形的上升沿一般为数十纳秒)；

(4)如有必要，重复模拟局部放电源校准试验电路时实际试验局部放电波形与波形之间的类比，观察信号的相似性；

(5)极性判别法:利用脉冲波形的极性来识别局部放电源的位置；

交流耐压下局部放电试验的优点:

1.在电缆耐压试验过程中，同时进行局部放电试验。由于电缆耐压试验的电源采用异频电源，工频信号在试验电源的相图上没有相关性，只有试验系统内部的局部放电信号可能在试验电源的相图上有相关性，可以有效消除运行设备产生的干扰信号。试验装置本身的局部放电信号是由晶闸管的开通和关断引起的，一般集中在特定的相位。这种干扰可以通过“打开相位窗”在一定程度上消除。

2.高压状态下的局部放电试验灵敏度高，交流耐压时高压电缆施加的电压为2U0，有利于检测电缆内部的缺陷。

(1)对于在1U0下不产生局部放电信号的缺陷，只有在2U0激励下产生局部放电才能发现缺陷。

(2)对于同一电缆缺陷，电压越高，产生的局部放电信号越大，检测灵敏度越高。

3.早期检测局部放电对运行安全和设备维护的影响。

通过局部放电试验，可以在电缆投运前发现缺陷，施工人员有足够的时间和空间查找原因，消除缺陷，避免电缆带病投运后反复停电，影响电网正常运行。