局放试验及定位局放试验及定位

讲述中压电缆局放及局放点的定位原理讲述中压电缆局放及局放点的定位原理

电缆的局部放电电缆的局部放电• 所谓局部放电，就是绝缘体中只有局部区域发生

放电，而没有贯穿施加电压的导体之间。• 引起局部放电的原因：绝缘体中局部区域的电场

强度达到击穿的场强时，该区域就发生放电。其中的局部区域一般包括绝缘内的气泡、裂纹和绝缘内部的杂质，还包括内、外屏蔽和绝缘的介面（即给电缆做局放试验的作用是检测绝缘及内、外屏蔽和绝缘的介面是否存在潜在的缺陷）。

• 电缆局部放电的危害：在电缆绝缘内部不断放电，时间一长，会引起绝缘品质的下降，最终导致绝缘击穿（是一个不断积累的过程）。

局部放电的检测 局部放电的检测 11

• 局部放电是一种很微小的放电，它以放电电荷量的形式体现出来，单位为微微库仑（ pC ）。

• 根据国标规定，对于 26/35kV 的交联电缆，在 45kV (1.7

3u0 的工频试验电压，施加与导体和金属屏蔽之间 ) 的试验电压下，电缆的局部放电量不能超过 10 pC 。在试验系统中， 10 pC 的放电量等同于 100mV 的脉冲放电，要在 45000V 的试验电压下检测出 0.1V 的脉冲放电，其难度是可想而知的。

局部放电的检测 局部放电的检测 22

• 一般情况下，普通的电烙铁的电源插头在插拔的过程中，会有约 100V 的脉冲放电（就是我们看到的小火花）。

• 为了检测出电缆内部的细微放电，必须要排除各种干扰因素，最主要的如采用屏蔽室避免周围环境的干扰信号（如手机信号）；采用特殊的变压器、电源线等来消除来自电网的干扰；保持局放室内的干燥、内部空间无明显的突起等来避免各种电晕放电等等。

设备检测原理设备检测原理• 一般利于串联谐振系统来检测

电缆的局部放电。• 左边就是串联谐振系统的等效

电路。当感抗等于容抗时，系统处于谐振状态（品质因素 Q ，一般为 30 ～ 50 ）。

• 实际操作中，一般先适当施加电压 V ，再调整电感大小，使系统处于谐振状态，最后把电压上升到试验电压。

局放定位原理 （一）局放定位原理 （一）• 局放定位利于的最基本的原理：行波原理。• 放电脉冲在电缆中是以电磁波的速度传输的，每微

秒约运行 160 米～ 170 米（受温度等因素的影响）。• 放电脉冲到达电缆端头后会反射回来。• 随着放电脉冲在电缆中传输距离在增加，其强度会越来越弱（从实际的波形图上可以反映出来）。

• 如果放电点出现在电缆的端头附近，则定位比较困难（与系统可以区分的最小时间差有关，以下会有说明）。

局放定位原理 （二）局放定位原理 （二）

• 如上图所示， MN 为一根电缆，总长度为 L ，其中 M 为高压端，其中 A 为一个局放点，其距M 点为 Lx,距 N 点为 Ly ，假设电磁波的传输速度为 V ，在 t0 时刻 A 点放电，产生一个放电脉冲，分别沿着M 、 N 点传输。

• 第 1 个脉冲到达 M 点的时刻为 t1 ，经过的距离为 Lx 。• 第 2 个脉冲到达 M 点的时刻为 t2 ，经过的距离为 Ly+L=2L-Lx 。• 第 3 个脉冲到达 M 点的时刻为 t3 ，经过的距离为 2L+Lx 。• 第 4 个脉冲到达 M 点的时刻为 t4 ，经过的距离为 4L-Lx 。• ………………• 因为 时间＝距离 / 速度，所以由上可以推出：

t3-t 2 （两者的时间差）＝［ 2L+Lx- （ 2L-Lx ）］ / V＝ 2Lx/ V ，即 Lx ＝（ t3-t 2 ） ×V/ 2 ； Ly ＝ L- Lx ＝（ t2-t 1 ） ×V/ 2

时间差可以在局放图形的屏幕上读出（横坐标）

局放定位原理 （三）局放定位原理 （三）

• 为什么当放电点靠近电缆端头时，定位误差会大？ 从上图可以看出，如果放电点靠近电缆端头，那么 Lx

的值会较小，而 t3-t 2＝ 2Lx/ V ，那么 t3-t 2 的值就很小了，当两者的时间差很小时，系统就难以区分时间间隔，因此就难以推断放电点的位置。（打个比方，如果用最小刻度为 1mm 的卷尺测量约 3.16mm 长的物体，那么测量的误差是很大的）