電纜局部放電檢測方法及其研究現狀（1）

采用在線(xiàn)或離線(xiàn)PD檢測技術(shù)，對于提高電力線(xiàn)路的運行可靠性，減少停電維護時(shí)間及次數，保證電力系統正常供電有著(zhù)重要的意義。PD檢測可以對電纜及電纜附件的絕緣情況進(jìn)行反映，排查隱患，發(fā)現故障征兆，根據檢測狀況采取必要措施，實(shí)現狀態(tài)檢修。其中在線(xiàn)PD檢測技術(shù)，無(wú)需電網(wǎng)停電，具有離線(xiàn)檢測*的優(yōu)勢，成為目前的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢；尤其是PD的在線(xiàn)檢測可以隨時(shí)對電纜絕緣的老化狀態(tài)進(jìn)行了解，受到人們更為廣泛的關(guān)注。

電纜線(xiàn)路通常有數公里，其PD除測量外還需要進(jìn)行定位。由于電纜有其自身阻抗，PD信號傳輸到阻抗不匹配點(diǎn)會(huì )發(fā)生波的折反射現象，PD信號的采集過(guò)程（檢測）以及采集到的信號如何進(jìn)行處理（去噪和識別）就成為我們研究和關(guān)注的焦點(diǎn)。另一方面，與其它電力設備相比，電纜的顯著(zhù)特點(diǎn)是其電容量大，現場(chǎng)PD檢測應考慮設備容量的問(wèn)題。

通常在絕緣內部發(fā)生PD時(shí)，會(huì )伴隨著(zhù)出現許多現象：電脈沖、電磁波、超聲波、熱等，以及伴隨生成的一些新的生成物或氣體壓力和化學(xué)變化現象。PD的檢測都是以PD所產(chǎn)生的各種現象為依據的，脈沖電流法（ERA）、高頻電流法（HFCT）、暫態(tài)地電波（TEV）、超聲波法（或稱(chēng)為超聲發(fā)射法）、超高頻法（UHF）、振蕩波方法等是目前應用比較多的幾種方法。這些常用的PD檢測方法按測試時(shí)設備是否在線(xiàn)可分為離線(xiàn)檢測和在線(xiàn)檢測兩類(lèi)方法。

（1）離線(xiàn)檢測方法

現階段大部分的PD檢測還是離線(xiàn)式的，度高、安全可靠是離線(xiàn)檢測方法顯著(zhù)的優(yōu)點(diǎn)。脈沖電流法（ERA）是離線(xiàn)檢測方法中基本、靈敏，也是使用為廣泛的一種方法，由英國電氣協(xié)會(huì )提出，可以檢測視在放電量、放電重復率、放電相位和放電能量等，目前被廣泛應用于各種離線(xiàn)檢測儀中。

脈沖電流法通過(guò)檢測PD引起的脈沖電流獲得視在放電量，IEC對此制定了專(zhuān)門(mén)的標準。根據IEC60270標準測量的數據進(jìn)行模式識別和絕緣壽命評估，有很高的可信度。因此脈沖電流法是目前PD測量的重要方法。

傳統的脈沖電流法也稱(chēng)為耦合電容法，其優(yōu)點(diǎn)是可通過(guò)校準進(jìn)行定量測量，靈敏度取決于耦合電容與試品等值電容的比值，若測試系統屏蔽良好、且電容匹配合適，其精度可達到2pC。這種方法要求試驗回路中所有組件包括高壓引線(xiàn)均不能產(chǎn)生大于試品PD的放電。其基本回路如圖1-1所示。一般試品在交流電壓的作用下可等值為集中參數電容Cx。Ck為耦合電容，Zm為檢測阻抗，S為試驗變壓器。Ck為試品和檢測阻抗提供一個(gè)低阻抗通道，C、越大，則測試靈敏度越高。當產(chǎn)生一次PD時(shí)，試品Cx兩端產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)的電壓變化△U，經(jīng)Ck耦合到檢測阻抗Zm上，通過(guò)測量Zm上的脈沖電壓來(lái)檢測試品上的PD。

阻抗Z是一個(gè)高壓低通濾波器，其作用是阻礙放電電流，使之不致被變壓器入口電容所旁路，保護試驗變壓器，同時(shí)降低來(lái)自電源的噪聲干擾。M是測量裝置，用于測量和顯示檢測阻抗Zm上的脈沖電壓。

檢測回路的接法主要分兩大類(lèi)，一是直接法，有并聯(lián)和串聯(lián)兩種接法，前者適合于試品一端接地的情況，后者中的試品需對地絕緣，如圖1-1（a）、（b）所示。另一類(lèi)平衡法需要兩個(gè)相同或相似的試品，用Cx1代替Ck側的干擾，這種回路能有效抑制電源或試品高壓如圖1-1（c）所示。

該法雖然是目前應用為廣泛的PD檢測手段，但其缺點(diǎn)在于：運行現場(chǎng)干擾嚴重，導致脈沖電流法無(wú)法有效應用于在線(xiàn)監測；測量精度隨試品電容量的影響較大，與電容成反比關(guān)系；頻帶窄，頻帶內可用信息量少；此外，該方法只能檢測電纜PD的視在放電量，而對造成絕緣老化主要原因的實(shí)際局放量無(wú)法進(jìn)行直接測量。因此，脈沖電流法一般用于離線(xiàn)PD檢測。

此外，振蕩波離線(xiàn)PD檢測方法近年來(lái)發(fā)展迅速，測量精度高，在中壓電纜線(xiàn)路PD離線(xiàn)檢測中取得了不錯的效果。