额定电压110kV(Um=126kV)交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件局部放电试验检测

额定电压110kV(Um=126kV)交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件局部放电试验检测

随着现代电力系统的发展，交联聚乙烯（XLPE）绝缘电力电缆由于其优异的电气性能、机械性能和耐环境性能，在高压和超高压输电线路中得到了广泛的应用。额定电压110kV(Um=126kV)的交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件作为重要的输电设备，不仅对电网的稳定运行起到至关重要的作用，同时其质量也关乎供电的可靠性和安全性。在检测其质量和性能中，局部放电试验扮演着非常重要的角色。本文将对110kV XLPE电缆及其附件局部放电试验的原理、方法及重要性进行详细探讨。

局部放电及其在电力电缆中的重要性

局部放电（Partial Discharge, PD）是指电气绝缘系统中由于电场集中，而发生的不完全的电气击穿现象。它主要表现为在绝缘系统中的气隙或其他缺陷点局部放电，但不会立即引发整体击穿。局部放电若长期存在，将会导致绝缘材料的退化和损坏，最终可能引发电缆的击穿故障。

在交联聚乙烯绝缘电力电缆中，局部放电的影响尤其显著。一方面，局部放电所产生的高能电子、紫外线和臭氧会直接破坏电缆的绝缘材料，使其老化加速；另一方面，局部放电长期存在会引发微裂纹扩展，进而导致绝缘破坏。对110kV交联聚乙烯绝缘电缆及其附件进行局部放电试验，有助于发现其潜在缺陷，以便提前采取预防措施，避免运行中的突发故障。

局部放电试验的目的和重要意义

局部放电试验是保障高压电缆与其附件安全可靠运行的重要检测手段，其目的主要包括以下几点：

• 发现制造缺陷：在110kV XLPE电缆生产过程中，可能会因绝缘材料中的微小杂质、气泡或生产工艺问题引发局部放电缺陷。通过试验，可以及时发现这些制造中的潜在问题。
• 评估附件装配质量：电缆附件（如接头、终端）的安装过程复杂且精确，稍有疏忽可能导致电场分布不均，产生局部放电。试验能够验证安装的准确性和附件的质量。
• 确保工程整体可靠性：在工程验收中，局部放电试验可作为评估电缆系统性能的关键指标之一，确保其满足长期安全运行的要求。
• 提供状态评估依据：运行中的电缆如果发生局部放电现象，可能会引发预警信号。及时进行局部放电检测可以判断电缆是否需要维护或更换。

局部放电试验的基本原理

局部放电试验主要基于电缆系统中局部放电行为的检测与分析。其基本原理是在被测电缆和附件施加一定的交流试验电压或冲击电压，使得局部电场强度超过绝缘系统中局部弱点的击穿场强，并引发局部放电现象。通过专用检测设备记录局部放电的幅值、频率和产生位置，从而判断被测系统的健康状态。

局部放电信号的特征量通常包括放电起始电压（PDIV）、放电熄灭电压（PDEV）、放电幅值（pC）和放电数量等。在检测过程中，这些特征量可以为查找缺陷原因、评价绝缘性能提供可靠依据。例如，放电起始电压较低或放电幅值较高，往往表明绝缘系统存在较为严重的缺陷。

局部放电试验的检测方法

针对110kV额定电压的高压XLPE电缆及其附件，局部放电试验通常采用以下几种检测方法：

1. 工频交流电压法

工频交流电压法是最常用的局部放电试验方法。在试验过程中，使用变压器或调压器对电缆施加逐步升高的工频交流电压，当达到额定电压或试验电压时，检测局部放电信号。该方法具有测试稳定、信号清晰的特点，但设备体积较大。

2. 超声波检测法

局部放电过程中会伴随产生超声波信号。通过超声波传感器可以检测并定位局部放电的发生点。该方法灵敏度较高，且能够对电缆系统中的局部位置进行快速诊断，但对背景噪声的抑制是一个技术难点。

3. 高频电流法

局部放电会在导线上产生高频电流信号，该方法通过高频电流传感器提取信号，分析其特征量，以判断电缆的健康状况。高频电流法结构简单，测试灵敏，但可能受其他高频干扰信号影响。

4. 超高频（UHF）法

当局部放电发生时，会辐射出超高频电磁波，该方法利用UHF传感器进行信号检测和定位。超高频法可靠性高、干扰少，是目前新兴的检测技术之一。

局部放电试验的实施要点

在对110kV XLPE电缆和附件进行局部放电试验时，需要注意以下几点：

• 试验场地：试验应在相对干净、无电磁干扰和噪声的实验室环境或现场条件下进行，保证试验结果的真实性和可靠性。
• 试验设备：试验设备应具有较高的灵敏度和分辨率，同时具备抗干扰能力，能够准确捕获细微局部放电信号。
• 试验电压：试验电压应符合相关标准规定，避免过高电压导致电缆绝缘的额外损伤。
• 数据分析：对采集到的局部放电信号数据进行有效分析，结合电缆结构和实验条件判断缺陷类型及位置。

局部放电试验的结论和展望

局部放电试验作为电缆绝缘性能检测的重要手段，已经在110kV交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件的制造、安装和运行维护中得到了广泛应用。通过局部放电试验，可以及时发现绝缘缺陷，提高电缆系统的运行可靠性和寿命。

随着检测技术的不断进步，超高频检测、人工智能分析等新技术将在局部放电试验领域发挥更加重要的作用。未来，通过进一步优化试验方法和设备，将能够更高效、更精准地保障高压电缆的安全运行，为电力系统的稳定发展提供有力的技术支撑。