電纜局部放電檢測(cè)方法及其研究現(xiàn)狀（1）

采用在線或離線PD檢測(cè)技術(shù)，對(duì)于提高電力線路的運(yùn)行可靠性，減少停電維護(hù)時(shí)間及次數(shù)，保證電力系統(tǒng)正常供電有著重要的意義。PD檢測(cè)可以對(duì)電纜及電纜附件的絕緣情況進(jìn)行反映，排查隱患，發(fā)現(xiàn)故障征兆，根據(jù)檢測(cè)狀況采取必要措施，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修。其中在線PD檢測(cè)技術(shù)，無需電網(wǎng)停電，具有離線檢測(cè)*的優(yōu)勢(shì)，成為目前的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)；尤其是PD的在線檢測(cè)可以隨時(shí)對(duì)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。

電纜線路通常有數(shù)公里，其PD除測(cè)量外還需要進(jìn)行定位。由于電纜有其自身阻抗，PD信號(hào)傳輸?shù)阶杩共黄ヅ潼c(diǎn)會(huì)發(fā)生波的折反射現(xiàn)象，PD信號(hào)的采集過程（檢測(cè)）以及采集到的信號(hào)如何進(jìn)行處理（去噪和識(shí)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(shè)備相比，電纜的顯著特點(diǎn)是其電容量大，現(xiàn)場(chǎng)PD檢測(cè)應(yīng)考慮設(shè)備容量的問題。

通常在絕緣內(nèi)部發(fā)生PD時(shí)，會(huì)伴隨著出現(xiàn)許多現(xiàn)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(xiàn)象。PD的檢測(cè)都是以PD所產(chǎn)生的各種現(xiàn)象為依據(jù)的，脈沖電流法（ERA）、高頻電流法（HFCT）、暫態(tài)地電波（TEV）、超聲波法（或稱為超聲發(fā)射法）、超高頻法（UHF）、振蕩波方法等是目前應(yīng)用比較多的幾種方法。這些常用的PD檢測(cè)方法按測(cè)試時(shí)設(shè)備是否在線可分為離線檢測(cè)和在線檢測(cè)兩類方法。

（1）離線檢測(cè)方法

現(xiàn)階段大部分的PD檢測(cè)還是離線式的，度高、安全可靠是離線檢測(cè)方法顯著的優(yōu)點(diǎn)。脈沖電流法（ERA）是離線檢測(cè)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(cè)視在放電量、放電重復(fù)率、放電相位和放電能量等，目前被廣泛應(yīng)用于各種離線檢測(cè)儀中。

脈沖電流法通過檢測(cè)PD引起的脈沖電流獲得視在放電量，IEC對(duì)此制定了專門的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)IEC60270標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行模式識(shí)別和絕緣壽命評(píng)估，有很高的可信度。因此脈沖電流法是目前PD測(cè)量的重要方法。

傳統(tǒng)的脈沖電流法也稱為耦合電容法，其優(yōu)點(diǎn)是可通過校準(zhǔn)進(jìn)行定量測(cè)量，靈敏度取決于耦合電容與試品等值電容的比值，若測(cè)試系統(tǒng)屏蔽良好、且電容匹配合適，其精度可達(dá)到2pC。這種方法要求試驗(yàn)回路中所有組件包括高壓引線均不能產(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(shù)電容Cx。Ck為耦合電容，Zm為檢測(cè)阻抗，S為試驗(yàn)變壓器。Ck為試品和檢測(cè)阻抗提供一個(gè)低阻抗通道，C、越大，則測(cè)試靈敏度越高。當(dāng)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(cè)阻抗Zm上，通過測(cè)量Zm上的脈沖電壓來檢測(cè)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(hù)試驗(yàn)變壓器，同時(shí)降低來自電源的噪聲干擾。M是測(cè)量裝置，用于測(cè)量和顯示檢測(cè)阻抗Zm上的脈沖電壓。

檢測(cè)回路的接法主要分兩大類，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(duì)地絕緣，如圖1-1（a）、（b）所示。另一類平衡法需要兩個(gè)相同或相似的試品，用Cx1代替Ck側(cè)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(yīng)用為廣泛的PD檢測(cè)手段，但其缺點(diǎn)在于：運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)干擾嚴(yán)重，導(dǎo)致脈沖電流法無法有效應(yīng)用于在線監(jiān)測(cè)；測(cè)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(nèi)可用信息量少；此外，該方法只能檢測(cè)電纜PD的視在放電量，而對(duì)造成絕緣老化主要原因的實(shí)際局放量無法進(jìn)行直接測(cè)量。因此，脈沖電流法一般用于離線PD檢測(cè)。

此外，振蕩波離線PD檢測(cè)方法近年來發(fā)展迅速，測(cè)量精度高，在中壓電纜線路PD離線檢測(cè)中取得了不錯(cuò)的效果。