额定电压220kV(Um=252kV)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220kV(Um=252kV)交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件局部放电试验检测

随着城市化进程的加速与电力需求的日益增长，高压输电技术逐渐成为电力传输系统的重要组成部分。额定电压220kV (Um=252kV)的交联聚乙烯（XLPE）绝缘电力电缆作为一种高效、可靠的电力传输介质，已经被广泛应用于现代电力工程中。然而，在电缆和附件制造、运输及运行过程中，局部放电（Partial Discharge, PD）现象可能会导致绝缘性能下降，从而对电力电缆的安全运行带来严重威胁。因此，开展交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件的局部放电试验检测，对于评估电缆质量、保障电力系统的可靠性具有重要意义。

局部放电及其危害

局部放电是指高电场强度下，绝缘体系中某些部位的电介质被部分击穿但未形成贯穿性放电的现象。这种现象多发生在气隙、不均匀电场、杂质及制造过程中的结构缺陷等区域。对于高压电力电缆，局部放电会损伤绝缘材料，使得电缆局部区域的电绝缘性能劣化，最终可能导致整条电缆的电气性能失效。

局部放电现象具有隐蔽性和逐渐发展的特性，其长期存在会对交联聚乙烯绝缘材料的化学结构和机械性能产生微观层面的破坏。例如，局部放电会诱发材料内部的温度升高，形成微炭化区域，并进一步扩展为更大的绝缘缺陷甚至形成击穿通道。同时，局部放电还会引发放电气体的生成，导致电缆附件内部的压力变化。因此，对局部放电进行有效检测对于提前发现潜在隐患并避免严重的电力事故至关重要。

交联聚乙烯绝缘电力电缆的局部放电检测目的

局部放电试验是高压电力电缆绝缘质量管控的重要手段之一，其主要目的包括：

1. 评估电缆和附件的绝缘性能，确保电缆系统能够可靠运行。
2. 检测电缆在制造、运输和安装过程中可能产生的缺陷，如气隙、杂质、尖端效应等。
3. 通过分析局部放电特性参数（放电量、放电频次等），为电缆运行状态评估提供依据。
4. 及时发现和定位潜在问题区域，减少大规模电缆或系统停电检修的概率。

通过对局部放电的精确检测，可以对故障发展趋势进行有效预测，为电力系统的运行维护计划提供科学支持。

局部放电试验的基本原理和检测方法

局部放电试验的基本原理是基于在高压条件下，电缆或附件中的局部缺陷区域会释放出微量的电能和放电电脉冲信号。通过检测这些信号，可以分析放电的强度与位置，进而评估电缆的绝缘性能。

当前，针对220kV额定电压电力电缆及其附件的局部放电检测，广泛采用以下几种方法：

1. 脉冲电流法

脉冲电流法是最常用的一种局部放电检测方法，其利用电磁耦合技术将局部放电信号传输到外部检测设备上。该方法灵敏度高，可用于识别局部放电的强度和发生位置，但对外界电磁干扰较为敏感。

2. 超声波检测法

局部放电过程中会伴随着高频的超声波信号释放。超声波检测法通过耦合传感器拾取这些声信号，并经处理后分析放电现象。这种方法特别适合用于非侵入式检测，能有效避免对在役电缆运行的干扰。

3. 光学检测法

局部放电往往伴随有较微弱的紫外和可见光谱释放，光学检测法通过光电传感器捕获这些光信号并实现放电检测。这种方法精度高，但在复杂环境中容易受污染和光线干扰的影响。

4. 局放定位技术

对于长距离高压电缆系统，局部放电的精确定位尤为重要。通过结合时域和频域分析技术，可以对局放位置进行定点定位，从而提供准确的维修位置。

220kV XLPE电缆及附件局部放电试验的实施步骤

在实际测试实施中，220kV交联聚乙烯电缆及其附件的局部放电试验通常包括以下步骤：

• 试验准备：对被测电缆系统进行电气绝缘检查，确保外界噪声干扰最低。此外，试验电压源需提前校准，以满足标准要求。
• 施加高压：按照预定的试验电压等级逐级升压，通常施加至额定电压的1.5倍或以上。此时监测附加电压引起的局部放电信号。
• 信号采集与分析：利用高频检测设备采集局放特征信号，包括放电起始电压、放电幅值及频次等。通过对这些参数的研究，可以判断被测电缆绝缘的健康状况。
• 故障诊断与定位：根据局放信号的时域和频域特性，通过现代诊断算法对放电源头进行定位，并确定具体的缺陷类型。

局放检测标准与限值要求

对于额定电压220kV的交联聚乙烯电力电缆，目前的局部放电限值要求依据国际电工委员会（IEC）标准和国家标准执行，例如IEC 62067和GB/T 12706系列相关标准。一般而言，在额定电压下，局部放电的放电量应低于10 pC，且在施加过电压后的维持时间内不能出现持续放电的情况。

局放检测结果通常需要形成试验报告，报告内容包括放电强度、电压水平、放电起始时刻及持续时间等核心参数。基于此，可以进一步得出电缆及附件是否符合出厂验收或工程运行的要求。

未来发展与技术挑战

随着电力需求的增长与电缆技术的进步，220kV及以上等级XLPE电缆被广泛应用，局部放电检测技术仍需不断发展以满足更高的要求。未来的技术发展方向包括：

• 开发更加高效、抗干扰能力强的检测设备。
• 引入智能化诊断算法，提高检测结果的精度与可靠性。
• 通过云端数据采集与大数据分析，实现对局部放电的实时在线监测。
• 进一步研究局部放电的机理及其对绝缘老化影响的规律。

通过这些技术进步，将进一步提升电力电缆系统的安全性，为现代电力工程提供更为可靠的保障。

结论

220kV(Um=252kV)交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件的局部放电检测，对于保障电力系统的运行安全和稳定具有不可替代的作用。通过采用合适的检测方法、严格遵循国际标准开展局放试验，可以有效识别潜在隐患并优化电缆系统运行性能。随着技术的不断进步，局放检测技术将进一步推动高压输电系统的可靠性及智能化发展。