浅谈高压电缆附件超高频局部放电检测法

前言

电力设备绝缘在实际运行中会受到多方面的影响，包括电、机械、热、不良环境等因素，导致电力设备在实际使用中，绝缘性能会逐渐的下降，最后出现故障，影响正常的使用。绝缘诊断和检测技术就是伴随着电力设备的发展而逐渐发展起来的，其中，超高频局部放电检测技术，作为一种不产生任何破坏作用的检测方法，成为了人们广泛运用的技术。本文从局部放电检测技术研究的现状出发，探讨局部放电检测技术的应用情况以及对超高频局部放电检测技术进行深入的研究。

一、局部放电检测技术的现状

局部放电，在高压电缆附件中广泛存在，是绝缘介质外施电压过高产生的一种电气放电现象，这主要是由于高压电缆附件内部普遍存在的空隙、气泡、污秽和杂质等原因造成的。尽管局部放电只发生在很微小的空间内，一般情况下不会穿透性击穿绝缘体，但是会对电介质造成一定程度的损坏。因此，对局部放电的检测技术在很早之前就已经被人们所认知，并积极创造和使用不同的检测方法对局部放电进行检测。由于局部放电现象是基于声、光、热、电等原因出现的，因此，局部放电的检测技术也就有了相应的方法，大体上分为非电检测法和电检测法。

（一）非电检测法

非电检测法主要是基于局部放电现象在很多情况下都是由声、热、光等现象产生的，因此，局部放电检测法也就相应的出现了声测法、红外测法以及光测法等非电检测法，非电检测法的优点则是与式样电容关系不大，而且抗电磁干扰能力强等。其中声测法，是指绝缘介质中发生局部放电时，放电瞬间释放的效果类似于小爆炸，放电源类似于声源，不断向周围发出声波，利用声-电传感器，以灵敏度和工作频带两个方面为指标，就可以有效的实现检测声信号转变为电信号，从而实现对局部放电的检测。光测法，是指将声测法和光纤技术相结合而出现的声−光测法。声−光测法主要是使用光纤传感器，利用由于局部放电所发生的声波压迫改变光纤性质，并改变光纤输出信号的情况，从而实现局部放电的检测[1]。化学检测法，是指在高压电缆附件中产生局部放电，导致绝缘介质发生破坏，出

现气体或液体等新成物，并通过对新成物的浓度和组成进行检测，从而实现对局部放电的状态和位置的判断。目前，化学检测方法主要应用在GIS、变压器等相关设备上，并取得了很好的应用效果。

（二）电检测法

局部放电现象最直接的产生原因就是电荷的移动，每一次局部放电现象的发生都有数量不等的电荷通过电介质，从而引起电压变化。此外，每次放电过程都非常短，因此会产生高频的点信号向周围辐射。常见的电检测方法就是在这两个原理之下发展出来的，包括脉冲电流法、无线电干扰电压法、介质损耗分析法以及超高频局部放电检测法等。其中脉冲电流法是应用最为广泛的局部放电检测法，国际电工委员会还为此种方法界定了相关的标准，规定了局部测试放电的直接法和平衡法。直接法包括串联法和并联法，主要是依据电流通过而柱塞局部放电而产生的高频脉冲电流。平衡法主要是测试贿赂的电桥。目前市场上采用脉冲电流法的仪器很多，如TE571、JFD-2等[2]。无线电干扰电压法，主要包括射频检测法，是指通过无线电干扰电压表进行检测局部放电的方法。介质损耗分析法主要依据绝缘材料被局部放电破的作用和局部放电消耗的能量。介质消耗法主要适用于电气亚种存在的亚光辉、光辉放电。超高频局部放电检测技术是在上世纪八十年代为有效抑制噪声而发明的基本无损绝缘介质的检测方法，主要是利用微带天线传感器在大型电机局部放电测试，已达到检测的目的。

二、高压电缆附件超高频局部放电检测技术的原理以及影响因素分析 （一）超高频局部放电检测技术的原理

高压电缆附件在施工的过程中，难免会进入杂质和气泡，在电磁场的作用下，就会产生一种局部放电的现象，从而使绝缘介质在一定程度降低了绝缘强度，导致导电通道阻塞，发生故障。而超高频局部放电检测技术主要是利用定子槽耦合器，主要包括两端同轴输出电缆、接地平面及带状感应导体等三部分。定子槽耦合器的耦合方式具有分布参数的性质，既不是容性也不是感性，因此是超高频的宽带，也就能反映波形是外部干扰和内部放电。

（二）高压电缆附件超高频检测技术的影响因素

高压电缆附件超高频检测技术的影响因素主要是指超高频检测技术在实际引用受到哪些因素影响而使检测结果不理想的原因。主要包括四个因素：第一，检测位置[3]。检测位置的不同，会引起检测结果的差异，这主要是由于电磁波在

绝缘介质会出现折射现象。在不同的位置，电磁波折射的长度、频率、宽度都会产生不同的效果，因此，检测位置的选择会影响到检测结果的可靠性。第二，接收距离。高压电缆附件内的能力是以超高频断为主，本体中的能量则主要是在超高频能量的作用下移动到低频段，同时本体传播的电信号会逐渐变成低频信号，而且能量衰减不一致。第三，金属护套尺寸，金属护套尺寸的不同也会对超高频电磁波产生影响，这是因为波导的不同，导致电磁波传播也不同，频率也不同。第四，半导电层尺寸。这是因为本体中的局部放电信号会发生严重的畸变，同时波形也较为平缓，导致电导率和家电常数极大，从而该页面内产生不同的折射和反射[4]。

结语

综上所述，高压电缆附件的超高频检测技术是由于科学技术的进步以及人们对局部放电现象认识的深入而发展出来的一种新的检测方法，对于抑制噪声，分析外部和内部不同的波形极其有效。因此，在未来，对于非破坏性的超高频检测技术的应用将更为广泛。

参考文献

[1]汪沨，石倩，刘烨，姚亚利，张广东.检测高压电缆附件局部放电用超高频蝶形天线的研究[J].湖南大学学报（自然科学版），2013，01：60-64.

[2]郑文栋，杨宁，钱勇，黄成军，江秀臣.多传感器联合检测技术在XLPE电缆附件局部放电定位中的试验研究[J].电力系统保护与控制，2011，20：84-88.

[3]任志刚，叶宽，冯义，相晓鹏.电缆附件局部放电检测技术分析[J].中国电业（技术版），2012，05：1-6.