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什么是電纜附件的局部放電?
時間:2021-09-17 14:43:05 點擊次數:937

高壓電纜附件是如今高壓輸電系統的重要組成部分,其質量問題關系到高壓電網的安全運行。一旦電纜設備出現故障,將會造成巨大損失。因此,對電纜進行狀態監測意義重大。局放量檢測是目前最為常用的狀態監測手段。本文討論了局放的基本原理以及各種典型局放缺陷,對比了不同電纜局放檢測方法的優劣。


什么是局部放電?

局部放電是發生在設備絕緣內部,未貫通高低壓電極的放電現象,會造成絕緣劣化,最終導致電纜壽命縮短。傳統的油浸紙絕緣電纜,局放對其絕緣性能影響較小,而對于固體絕緣電纜,如XLPE(交聯聚乙烯)或者硅橡膠電纜,局放會對其絕緣造成永久性損傷,導致絕緣性能下降。圖1展示了局放模型與等效電路。在生產或安裝過程中,電纜絕緣內部存在缺陷,如固體絕緣的空隙(void),液體絕緣的氣泡,或電場不均勻處。將空隙等效為電容c1,空隙的上層以及下層的絕緣材質等效為c2,臨近部分的完好絕緣等效為c3。我們可以獲得局放電路的等效模型。局放通常發生在絕緣內部,而且等效電容c1、c2以及c3無法被測量,因此,局放檢測屬于非直接測量手段。


等效電路的電壓與電流波形如圖2所示。電壓UP(t)為施加在主絕緣上的系統電壓,U10(t)為空隙上的電壓。當U10電壓升高到空隙的擊穿電壓UZ時,空隙擊穿,C1兩端電壓下降,空隙絕緣恢復,同時C2被充電,當U10高于擊穿電壓Uz時,以上過程重復發生。而每次局放時,都將會在絕緣泄漏電流上疊加一個小的脈沖放電,如圖2所示。通過檢測放電脈沖發生的位置、時間以及幅值,我們可以對設備的絕緣運行狀況進行評價。


不同頻率下的局放
不同頻率以及電壓波形下局放的測量方法基本一致,因此,除了在工頻電壓下測量電纜局部放電外,還可以采用現場試驗的方法,在電纜上施加不同波形頻率的電壓,對電纜進行局放試驗。

由于直流電壓對于電纜附件絕緣的破壞作用較大,因此不建議在直流電壓下測量電纜局放,本文也不對其進行討論。

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