額定電壓220kV(Um=252kV)交聯聚乙烯絕緣電力電纜及其附件局部放電試驗檢測

額定電壓220kV(Um=252kV)交聯聚乙烯絕緣電力電纜及其附件局部放電試驗檢測

隨著城市化進程的加速與電力需求的日益增長，高壓輸電技術逐漸成為電力傳輸系統的重要組成部分。額定電壓220kV (Um=252kV)的交聯聚乙烯（XLPE）絕緣電力電纜作為一種高效、可靠的電力傳輸介質，已經被廣泛應用于現代電力工程中。然而，在電纜和附件制造、運輸及運行過程中，局部放電（Partial Discharge, PD）現象可能會導致絕緣性能下降，從而對電力電纜的安全運行帶來嚴重威脅。因此，開展交聯聚乙烯絕緣電力電纜及其附件的局部放電試驗檢測，對于評估電纜質量、保障電力系統的可靠性具有重要意義。

局部放電及其危害

局部放電是指高電場強度下，絕緣體系中某些部位的電介質被部分擊穿但未形成貫穿性放電的現象。這種現象多發生在氣隙、不均勻電場、雜質及制造過程中的結構缺陷等區域。對于高壓電力電纜，局部放電會損傷絕緣材料，使得電纜局部區域的電絕緣性能劣化，最終可能導致整條電纜的電氣性能失效。

局部放電現象具有隱蔽性和逐漸發展的特性，其長期存在會對交聯聚乙烯絕緣材料的化學結構和機械性能產生微觀層面的破壞。例如，局部放電會誘發材料內部的溫度升高，形成微炭化區域，并進一步擴展為更大的絕緣缺陷甚至形成擊穿通道。同時，局部放電還會引發放電氣體的生成，導致電纜附件內部的壓力變化。因此，對局部放電進行有效檢測對于提前發現潛在隱患并避免嚴重的電力事故至關重要。

交聯聚乙烯絕緣電力電纜的局部放電檢測目的

局部放電試驗是高壓電力電纜絕緣質量管控的重要手段之一，其主要目的包括：

1. 評估電纜和附件的絕緣性能，確保電纜系統能夠可靠運行。
2. 檢測電纜在制造、運輸和安裝過程中可能產生的缺陷，如氣隙、雜質、尖端效應等。
3. 通過分析局部放電特性參數（放電量、放電頻次等），為電纜運行狀態評估提供依據。
4. 及時發現和定位潛在問題區域，減少大規模電纜或系統停電檢修的概率。

通過對局部放電的精確檢測，可以對故障發展趨勢進行有效預測，為電力系統的運行維護計劃提供科學支持。

局部放電試驗的基本原理和檢測方法

局部放電試驗的基本原理是基于在高壓條件下，電纜或附件中的局部缺陷區域會釋放出微量的電能和放電電脈沖信號。通過檢測這些信號，可以分析放電的強度與位置，進而評估電纜的絕緣性能。

當前，針對220kV額定電壓電力電纜及其附件的局部放電檢測，廣泛采用以下幾種方法：

1. 脈沖電流法

脈沖電流法是最常用的一種局部放電檢測方法，其利用電磁耦合技術將局部放電信號傳輸到外部檢測設備上。該方法靈敏度高，可用于識別局部放電的強度和發生位置，但對外界電磁干擾較為敏感。

2. 超聲波檢測法

局部放電過程中會伴隨著高頻的超聲波信號釋放。超聲波檢測法通過耦合傳感器拾取這些聲信號，并經處理后分析放電現象。這種方法特別適合用于非侵入式檢測，能有效避免對在役電纜運行的干擾。

3. 光學檢測法

局部放電往往伴隨有較微弱的紫外和可見光譜釋放，光學檢測法通過光電傳感器捕獲這些光信號并實現放電檢測。這種方法精度高，但在復雜環境中容易受污染和光線干擾的影響。

4. 局放定位技術

對于長距離高壓電纜系統，局部放電的精確定位尤為重要。通過結合時域和頻域分析技術，可以對局放位置進行定點定位，從而提供準確的維修位置。

220kV XLPE電纜及附件局部放電試驗的實施步驟

在實際測試實施中，220kV交聯聚乙烯電纜及其附件的局部放電試驗通常包括以下步驟：

• 試驗準備：對被測電纜系統進行電氣絕緣檢查，確保外界噪聲干擾最低。此外，試驗電壓源需提前校準，以滿足標準要求。
• 施加高壓：按照預定的試驗電壓等級逐級升壓，通常施加至額定電壓的1.5倍或以上。此時監測附加電壓引起的局部放電信號。
• 信號采集與分析：利用高頻檢測設備采集局放特征信號，包括放電起始電壓、放電幅值及頻次等。通過對這些參數的研究，可以判斷被測電纜絕緣的健康狀況。
• 故障診斷與定位：根據局放信號的時域和頻域特性，通過現代診斷算法對放電源頭進行定位，并確定具體的缺陷類型。

局放檢測標準與限值要求

對于額定電壓220kV的交聯聚乙烯電力電纜，目前的局部放電限值要求依據國際電工委員會（IEC）標準和國家標準執行，例如IEC 62067和GB/T 12706系列相關標準。一般而言，在額定電壓下，局部放電的放電量應低于10 pC，且在施加過電壓后的維持時間內不能出現持續放電的情況。

局放檢測結果通常需要形成試驗報告，報告內容包括放電強度、電壓水平、放電起始時刻及持續時間等核心參數?；诖?，可以進一步得出電纜及附件是否符合出廠驗收或工程運行的要求。

未來發展與技術挑戰

隨著電力需求的增長與電纜技術的進步，220kV及以上等級XLPE電纜被廣泛應用，局部放電檢測技術仍需不斷發展以滿足更高的要求。未來的技術發展方向包括：

• 開發更加高效、抗干擾能力強的檢測設備。
• 引入智能化診斷算法，提高檢測結果的精度與可靠性。
• 通過云端數據采集與大數據分析，實現對局部放電的實時在線監測。
• 進一步研究局部放電的機理及其對絕緣老化影響的規律。

通過這些技術進步，將進一步提升電力電纜系統的安全性，為現代電力工程提供更為可靠的保障。

結論

220kV(Um=252kV)交聯聚乙烯絕緣電力電纜及其附件的局部放電檢測，對于保障電力系統的運行安全和穩定具有不可替代的作用。通過采用合適的檢測方法、嚴格遵循國際標準開展局放試驗，可以有效識別潛在隱患并優化電纜系統運行性能。隨著技術的不斷進步，局放檢測技術將進一步推動高壓輸電系統的可靠性及智能化發展。