高压电缆附件是如今高压输电系统的重要组成部分，其质量问题关系到高压电网的平安工作。一旦电缆设备呈现缺点，将会构成宏大损失。因此，对电缆中止情况监测意义严峻。局放量检测是现在最为常用的情况监测手腕。本文评论下场放的根本原理以及各种典型局放缺点，比照了不同电缆局放检测方法的好坏。

什么是部分放电？

部分放电是发生在设备绝缘内部，未贯穿上下压电极的放电现象，会构成绝缘劣化，终究引起电缆寿数缩短。传统的油浸纸绝缘电缆，局放对其绝缘功用影响较小，而关于固体绝缘电缆，如XLPE（交联聚乙烯）或许硅橡胶电缆，局放会对其绝缘构成损害，引起绝缘功用下降。图1展现下场放模型与等效电路。在消费或设备进程中，电缆绝缘内部存在缺点，如固体绝缘的空位（void），液体绝缘的气泡，或电场不均匀处。将空位等效为电容c1，空位的上层以及基层的绝缘质料等效为c2，接近部分的完好绝缘等效为c3。咱们能够获得局放电路的等效模型。局放一般发生在绝缘内部，并且等效电容c1、c2以及c3无法被检测，因此，局放检测属于非直接检测手腕。

等效电路的电压与电流波形如图2所示。电压UP（t）为施加在主绝缘上的系统电压，U10（t）为空位上的电压。当U10电压升高到空位的击穿电压UZ时，空位击穿，C1两头电压下降，空位绝缘恢复，同时C2被充电，当U10高于击穿电压Uz时，以上进程重复发生。而每次局放时，都将会在绝缘走漏电流上叠加一个小的脉冲放电，如图2所示。经过检测放电脉冲发生的方位、时辰以及幅值，咱们能够对设备的绝缘工作情况中止点评。

不同频率下的局放
不同频率以及电压波形下局放的检测方法根本一起，因此，除了在工频电压下检测电缆部分放电外，还能够选用现场试验的方法，在电缆上施加不同波形频率的电压，对电缆中止局放试验。

因为直流电压关于电缆附件绝缘的破坏作用较大，因此不倡议在直流电压下检测电缆局放，本文也不对其中止评论。

工频电压下的检测技能

现在遍及认为，50Hz电压下的局放试验是运用最为遍及的局放检测方法，最为首要的缘由是工作电压频率为50Hz，局放检测效果与实践最为靠近。但是，输电电缆线路长度较长，对试验设备的容量恳求较高。图3为工频电压下局放查验试验安排图。分为变压器、分压器以及被试电缆三部分。

20至300Hz下的谐振检测方法
图4为谐振频率下的局放试验安排表明图，与工频电压下的安排根本一起。根据IEC62067（≥245kV）与IEC60840（＜245kV）标准，电缆的试验频率规模为20至300Hz。试验安排选用串联谐振的方法，试验频率如下所示。

上式中，c为电缆的等效电容量，L为串联电缆。因为串联谐振的特性，其对变压器的容量恳求远小于工频电压。此外，经过调整电感数值的巨细，能够匹配不同长度、类型的电缆。

0.1Hz超低频试验技能
IEC60060规矩，0.1Hz的电缆局放试验波形，能够选用正弦波或方波。因为电压频率较低，电缆的充电效应大大削弱，试验电源的容量也随之减小（工频下的1/500）。相同时辰下超低频试验电压过零次数远小于50Hz工频试验，因此其局放重复次数要小于工频试验，一般不能选用局放重复次数来点评电缆或附件的工作情况。关于含有非线性电阻的电缆附件，不宜选用超低频试验，因为或许会对绝缘发生损害。
振荡波检测方法
振荡波试验安排如图6所示，能够看做快速开关与谐振电路的分离。其试验原理为，经过直流电源对电缆中止充电，在抵达必定电压后开关遽然合上，此刻电缆与电感构成串联回路，电缆（大电容）中贮存的能量在电容与电感之间来回振荡，在振荡进程中电缆的局放量被获取。这项技能首要运用在60kV及以下的电缆设备中，跟着技能的进步，在更高电压设备上运用逐步增加。
这项技能尽管选用直流电源，但充电时辰较短，很快切换为振荡波，对电缆设备损害较小。且电源容量恳求较小。缺点是振荡时辰较短，100微秒，电缆耐压时辰不行。因此，这项技能首要用用于电缆绝缘情况确诊，而不合适投运试验。

高压电缆附件上的典型试验效果

本节展现了户外电缆终端的缺点局放试验效果，某些特性相同适用于中心接头号其他方法的电缆附件。试验选用50Hz电压，在必定条件下也适用于其他频率电压。
电晕
属外部发生的局放，如电场会合区域，与其他类型局放有较大的不同，能够准确地检测。因为放电发生在空气中，电极两头不会发生电荷累积，因此，放电首要发生在电压的极点，并且放电开始电压与完毕电压是一起的。此外，当外加电压增大时，局放时辰也会增加。
当电晕开始点为高压侧时，在负半周能够检测到局放发生，如图7所示；当电晕发生在零电位区域时，局放发生在正半周。图8展现了户外终端的电晕易发生区域。引起电晕发生的首要缘由有：不标准设备、毛边、标准不恰当等。一般来说，这些缺点都是能够消弭的，并且关于电缆设备的平安工作不会发生较大影响。电晕类局放首要发生在户外终端，一般不会在中心接头号设备上呈现。

空位
当局放在电压的正负半周都能检测届时，说明缺点为空位缺点。正半周的放电量要大于负半周，如图9所示。因为接近电容充放电的影响，空位局放的开始电压与暂停电压并不一起，局放开始电压要大于暂停电压。跟着外加电压的升高，局放幅值坚持不变，但放电频率增加。长时辰局放下，空位绝缘功用会发生改动，比方内外表绝缘电阻改动或构造发生改动，引起局放次数发生改动。
空位局放的典型缺点有绝缘气隙、混入杂质以及工艺不良等缘由，其局放易发点如图10所示。

沿面放电
沿面放电首要发生在电场切线上，放电量较其他局放方法更大。沿面放电的局放量在100 pC至1000 pC，并且总是在过零点之后呈现。因为沿面放电闪络间隔更大，对设备的绝缘功用影响至关重要。根据局放放电相位图（图11），第三象限下的放电量要大于榜首象限。

沿面放电首要发生在电缆终端，如图12所示。缘由首要有：设备进程中终端内外表脏污，此刻放电首要发生在电缆电场会合的应力锥处。当电缆终端进潮气往后，在低温下凝露会构成内外表放电。
电缆的外半导过渡处开剥不滑润也会构成电缆内部发生放电。在制造电缆接头时应做好半导层与应力锥之间的搭接过渡。

接触不良金具联接不良时也会引起局放的发生。金具联接点的空位会发生电压差，当外加电压足够高时会引起空位击穿。该品种型的局放相位图相关于过零点是对称的。如图13所示。

金具联接不良构成的局放幅值远高于其他类型局放，抵达1000pC。跟着外施电压的升高，局放幅值不会增加，但是放电频率会随之升高。因为该类型的放电机理不受自在电荷的影响，在正半周与负半周，局放的开始电压与暂停电压是一起的。
关于电缆附件，该类型的局放高发缺点点会合在金具联接处，如图14所示。典型缺点有：压接纳与导线的截面积标准不合，引起接触面过小，构成局放。继续的局放会构成金具发热，终究引起电缆接头缺点。另一个典型缺点为：设备进程中涂改硅脂过多，引起线芯与内半导之间有一层绝缘，构成电位差。

悬浮颗粒以SF6以及N2作为绝缘介质的设备，设备或工作中混入颗粒。改动电场分布，发生局放。该类型局放分布如图15所示。局放幅值根本一起，会合在某几个相位。跟着外加电压的增高，放电幅值坚持一起，但频率增加。

悬浮颗粒局放首要发生在气体绝缘的电缆中心接头或终端头中，如图16所示。

局放剖析

现在局放剖析首要选用相位图谱（phase resolved partial discharge，PRPD），一些辅佐、新式的方法也在逐步运用。比方局放监测系统，对设备中止继续性的监测。因为电缆局放查验一般在工作现场，而非试验室，外界噪声干扰较大，需求选用辅佐屏蔽方法。当试验现场位于变电站或左近有发电机时，外界电磁干扰信号会叠加到电晕或许沿面放电局放相位图谱上。构成局放辨认困难。
为了过滤噪音干扰，硬件上选用中心频率和检测带宽可调的组合带通滤波器，滤除外部干扰。软件上选用脉冲波形-时辰序列检测，即记载单个局放脉冲波形机器获取时辰点（相位），根据脉冲波形特定参数，对脉冲群中止无监视的聚类剖析，将脉冲群中止快速分类，将具有相似特征的局放脉冲在映射特征空间中紧聚或抱团，构成簇。然后辨别局放或噪声干扰。
总结

局放监测是现在电缆附件情况确诊最为有力的东西。能够直接对工作中的电缆中止检测确诊，点评其绝缘情况，但缺点是易受外界干扰，滤波、提取波形较为困难，综合来看，局放检测方法仍是现在检测电缆最优异的非破坏性检测法。