局放试验及定位

1. 局放试验及定位 讲述中压电缆局放及局放点的定位原理

2. 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）。

3. 局部放电的检测 1 • 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 (1.73u0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。

4. 局部放电的检测 2 • 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。

5. 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。

6. 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）。

7. 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）

8. 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）