高压电缆终端局部放电案例分析
一起110kV GIS开关电缆仓特高频和超声波局部放电检测案例分享
一起110kV GIS开关电缆仓特高频和超声波局部放电检测案例分享摘要：随着电网建设的加速发展，电网安全可靠要求越来越高，各电网管理部门采取各种手段对电网设备进行检查管理，本文通过介绍作者对某地110kV变电站的一起GIS开关局部放电异常的检测情况，分析现阶段电网设备局部放电巡检，的一些方法及综合应用思路。
关键词：带电检测；射频巡检；GIS设备；局部放电一、案例概述2017年10月，带电检测技术人员在对某110kV变电站一次设备射频巡检的例行工作时，在110kV开关场#532回路附近发现较强的异常信号，检测得到电磁波信号远高出背景信号。
带电检测专业化团队成员随即对该变电站进行了GIS设备的带电检测复测工作。
检测发现，该信号具有很强的间断出现的特征，先后在10月14日、20日、26日、27日均为出现一段时间后消失，经查信号消失前后的负荷无明显变化。
经过详细检测定位，发现在#535线电缆仓（三相共体）的B相出线终端部位测得信号最为明显，初步认为放电位置在该电缆的GIS终端部位。
二、现场检测情况2.1 检测对象110kV开关场#535复长二线间隔气室及其临近间隔气室、母线气室2.2检测项目射频巡检、特高频局放、超声波局放2.3检测仪器及装置表1-1 检测仪器清单2.4 检测数据本次检测依据以下标准：Q/GDW11059.1-2013《气体绝缘金属封闭开关设备局部放电带电测试技术现场应用导则第1部分超声波法》Q/GDW11059.2-2013《气体绝缘金属封闭开关设备局部放电带电测试技术现场应用导则第2部分特高频法》2.5 射频巡检检测数据在用PDS100特高频巡检仪开展全站普测中，发现110kV开关场#532回路附近发现较强的异常信号，检测图谱如下图1-1所示。
（射频巡检图中红线为站外背景基线，黄线为测试位置的信号线）图1-1 初测#532间隔的特高频射频图谱带电检测人员射频巡检复测，使用PDS100对该变电站开展射频局放检测，在110kV开关场发现局放信号，但在相同时间段比较，#535间隔附近的异常信号更强，检测图谱如图1-2所示，从图中可较为明显的看出在0至1000MHz的全频率检测段，均有较明显的局放信号出现。
高压电缆终端局部放电案例分析
缆终端运行方式和条件各异， 致使电缆终端发
生故障的原因也各不相同。
A
B
常见故障
机械损伤
安装时碰伤
运行时外力破坏
环境恶劣老化
在电缆终端的制作安装过程中，应配备电缆终端安装专用工具，严格控制电缆终 端防止受到机械损伤，杜绝盲目施工。
常见故障
施工工艺
1
铜屏蔽断口处理不好
2
接地线处理结合不紧密
3
半导电层环切工艺不好
THANK YOU
对更换后的 10kV 电缆头进行各项试验，数据合格，处理后如图3。送电后对开关柜进行了 局部放电检测，检测数据合格，如表 3。
检测案例 案例经过
图 3 电缆处理后
检测案例
从上面的分析可以发现电缆终端发生故障的主要
原因时电缆终端的制作工艺存在问题，是一起典
型的因制作工艺不到位引起的事故，因此在制作 电缆终端 时应严格把握电缆的切剥尺寸，保证
常见故障4主绝缘表面处理丌好结语目前施工工艺和产品质量为电缆终端薄弱环节01不同类型设备故障原因差异较大针对不同的电力设备其运维策略应有侧重02电缆终端应加强防外力破坏管理产品品控检测和施工安装质量管理等特定故障原因与运行年限存在一定的关联03在线路投运早期可加强局放等试验以检测产品质量和施工安装是否满足要求对于老旧电缆可加强介损检测等检测其密封受潮绝缘劣化等情况
常见故障
2
接地线处理结合不紧密
在处理三相终端分叉线接地线时，应用恒力弹簧将接地线进行固定，钢带铠 装应与铜 屏蔽分开接地，不得一点接地，两条接地线应错开一个角度。钢带 铠装接地后，在恒力弹簧与钢带铠装外绕包#23 绝缘胶带，使铜屏蔽与钢带 铠装接地部分保持 绝缘。此外，接地线 应被防水密封条紧密包裹，防止水分 沿接地线渗入内部。
解析10kV电缆接头典型缺陷局部放电
解析10kV电缆接头典型缺陷局部放电在进行电能传输的过程中，电缆往往会受到磁场、电场等因素的影响而逐渐的发生绝缘老化的现象，导致绝缘性能的降低，甚至会产生局部放电的现象而使绝缘老化的现象加重并最终击穿绝缘物质。
拒不完全统计分析表明：电缆发生故障的主要原因就是因为电线的接头出现问题，这是因为在安装的过程中没有对电缆接头按照严格的规范和要求进行施工，那么这样的缺陷电缆接头投入到实际生产运行过程中后就会发生局部放电的现象而最终影响接头使用。
标签：10kV；电缆接头；典型缺陷；局部放电引言：随着城市的发展，城市的电力基础得到了迅速的发展，在进行电力发展的过程中由于电缆可以有效的降低线路的使用量，而且减少对环境的污染，所以10kV 的配网在城市中得到了广泛的使用。
但是一旦电缆出现故障，那么一方面需要投入大量的精力去进行故障抢修，另一方面由于停电还会对周围的企业生产以及人们的正常生活造成严重的不便，所以及时的了解电缆的运行状态，并且将隐患进行消除可以有效的降低10kV配网发生故障的几率，这样可以对提高供电的可靠性有着很大的意义。
1、现有进行局部放电检测方法以及基本原理目前针对10kV电缆的检测方法主要可以分为两大类，分别是脉冲电流局部在线法以及OWTS振荡波法。
1.1 局部在线检测方法在局部放电的过程中会伴随着一些列超声波或者是电磁波的产生，所以我们可以根据这些指标来分析局部放电情况，常用的方法有脉冲法、高频法以及色谱法等等。
但是常见的而且应用比较成熟的方法就是脉冲电流法。
当电缆的局部出现放电的情况时，就会发出高频率的脉冲电流，而这样的电流就会按照电缆的传播方向通过接地线而流入大地，所以可以在接地线上通过安装电流传感器来监测这样的电流，实现对故障的分析。
利用脉冲电流法进行监测可以有效的抵制其他信号的干扰，对于局部放电的位置可以准确的定位，而且对于不同的故障缺陷可以快速的分析和判断，可以在不用停电的情况下实现对电缆的分析研究，大大的节约了工作时间以及人力和物力；然而，利用脉冲传感器接收到的放电量与真实的放电量存在一定的差距，这是因为在信号传输的过程中会出现衰减的现象，所以无法对真实的放电量进行确定，所以为了得到精准的数据需要在远距离传输的过程中配套相关的信号传输设施。
OWTS电力电缆振荡波局部放电测试案例
a
19
案列七 苏州 1299米，局放量达到了3000PC，368米超过了1000PC
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20
案列八 济南 436米，局放量高达8072PC
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21
案列九 上海 222米 局放量有568PC
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案列十 东莞 297米 ABC局放量有2000多PC
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23
现场培训测试
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24
现场测试
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案例三 固原供电公司（2950米处有典型的柱状放电特征，对此处的接头进行 了重做处理，柱状消失，绝缘回升）
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12
中间接头的制作工艺问题导致了局部放电的产生，致使绝缘电阻降低， 处理好接头后绝缘上升到理想状态
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13
案例四 乌镇互联网大会保供电测试
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黑色热缩管与电缆导体接触，表面有凹陷，不平滑
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5
校准
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6
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7
案例一：上海
35kV XLPE 电 缆 ， 长 度为3313米，距离测 试端1020米处有一个 中间接头。经使用 OWTS M30系统检测 发 现 ： 该 电 缆 L1 相 在 1U0 时 放 电 量 达 到 560pC左右，1.7U0时 放 电 量 达 到 820pC 左 右，定位发现放电缺 陷就在接头处
GB/T7354《局部放电测量》； DL/T417《电力设备局部放电现场测量导则》；
GB/T16927《高电压试验技术》； DL/T596《电力设备预防性试验规程》； IEEE Std 400™-2012 电力电缆现场测试及评估导则 IEEE P400.4™/D7 电力电缆现场测试及评估导则
GB/T7354《局部放电测量》； DL/T417《电力设备局部放电现场测量导则》；
一起220kV 电缆终端局放带电检测分析实例
一起220kV 电缆终端局放带电检测分析实例发表时间：2015-01-08T10:36:05.010Z 来源：《科学与技术》2014年第11期下供稿作者：魏彬孙彤[导读] 研究发现，电缆的绝缘水平与其局部放电量密切相关，局部放电量的变化可以在一定程度上预示电缆绝缘水平的劣化。
国网天津市电力公司检修公司魏彬国网天津市电力公司城东供电分公司孙彤摘要：通过对变压器、电缆终端等电气设备进行带电检测工作，能够及时有效地发现设备由于内部缺陷导致的局部放电现象，避免其发展为重大故障。
针对天津地区某220kV 变电站带电检测发现的电缆终端存在局部放电的现象，分析了高频、超高频局放检测和超声波定位结果，并对可疑部位的SF6 气体分解产物进行气相色谱分析，推测为断路器内部缺陷。
最终对断路器解体检查，发现断路器内部多处存在放电痕迹，表明利用高频检测法检测电缆局部放电可行、有效。
关键词：局部放电；带电检测；高频检测引言随着近些年城市电网建设不断深入，输配电电缆在城市电网规划中的地位愈加突出，电力电缆运行是否稳定直接影响城市电网能否安全运行。
带电检测技术利用红外线、紫外线、超声波、高频和超高频等传感探测技术，对设备的温度、声信号、电磁波信号等信息进行检测，通过分析对比采集数据特征来判断设备运行状态，从而在不影响设备正常运行的状态下诊断设备状态并对设备缺陷进行定位，实现状态评价和状态检修的目的。
通过对国内主要城市电力电缆抢修记录的统计分析可以发现，导致电力电缆运行故障的原因可主要有：外力破坏、电缆附件制造质量、电缆敷设安装质量和电缆本体制造质量四种[1]。
随着电缆制造技术的不断发展普及，目前国内外电缆生产厂商都能够很好地控制电缆产品质量，因此，在没有外力破坏的情况下，电缆本体发生故障的概率很低。
相比之下，电缆终端和中间接头由于其结构复杂且对安装工艺要求较高，在现场安装过程中受安装工人工艺水平和周围环境条件等因素影响，其绝缘品质往往低于电缆本体，在日后的长期运行中发生的问题远远多于电缆本体。
高压电缆局部放电高频电流检测法典型特征图谱、缺陷案例分析、定位方法
附录D（资料性附录）局部放电高频电流检测法的典型特征图谱D.1主绝缘电树缺陷附图D.1主绝缘电树缺陷D.2主绝缘气泡缺陷附图D.2主绝缘气泡缺陷D.3主绝缘刀痕缺陷附图D.3主绝缘刀痕缺陷D.4悬浮放电缺陷附图D.4悬浮放电缺陷D.5主绝缘半导电电尖刺缺陷附图D.5主绝缘半导电电尖刺缺陷附录E（资料性附录）典型局部放电缺陷的案例分析E.1电缆本体外半导电层放电缺陷电缆本体外半导电层放电缺陷如附图E.1示。
（a）PRPD谱图（b）铜编织网放电烧蚀附图E.1外半导电层放电缺陷的谱图及解体情况E.2电缆终端尾管位置电缆外半导电层爬电缺陷（a）PRPD谱图（b）解体发现的爬电缺陷附图E.2电缆终端尾管位置电缆外半导电层爬电缺陷E.3电缆本体气隙放电缺陷（a）PRPD谱图（b）解体发现的缺陷附图E.3电缆本体气隙放电缺陷E.4电缆终端漏油引发的局部放电缺陷附图E.4电缆终端漏油引发的局部放电缺陷E.5电缆终端应力锥内部裂痕引发的局部放电缺陷附图E.5电缆终端应力锥内部裂痕引发的局部放电缺陷附录F（资料性附录）局部放电高频电流检测的定位方法F.1光纤同步测量法光纤同步测量法是在一段电缆线路上的每个接头处架设HFCT传感器，并同时采集各个传感器上的局放信号。
由于每个传感器信号采集点具有时间同步刻度，通过比较各个接头上局放信号判断出局放源的位置。
其同步性通过在各个接头之间架设光缆实现。
这种方法能够对长距离电缆进行局放定位，且较为精确，但要求每个检测点都能够实现信号同步采集，需要特定的同步方法。
通过测量局部放电电磁波信号到达两个测量点的时间差来计算局部放电位置，公式为：l1=[L-（T N1-T M1）v]/2（F-1）l2=[L-（T M1-T N1）v]/2（F-2）式中：L——相邻两个测试点间的距离；l1、l2——局部放电点分别与两个测试点的距离；T M1、T N1——局部放电信号到达两个测试点的时间；v——局部放电信号在电缆的传播速度。
一起10kV电缆放电事故情况分析
一起10kV电缆放电事故情况分析摘要：随着我国经济建设的飞速发展，在各行各业中大量使用电力能源，而电力电缆又是电力输送的主要工具之一。
电缆故障会直接威胁到发、变电及电网系统的安全运行，造成巨大的经济损失、严重威胁人民的生命安全。
本文分析了一起10kV电缆放电事故，罗列了一些主要的故障类型，浅析了故障原因，并在此基础上提出了一些故障的防范措施。
关键词：电力电缆；放电；分析；防范电力系统采用的电线电缆产品主要有架空裸电线、汇流排（母线）、电力电缆（塑料线缆、油纸电缆、橡套电缆、架空绝缘电缆）、分支电缆以及电力设备用电气装备电线电缆等。
随着电力电缆埋地敷设工程的迅速发展，对电缆保护提出的更高要求，电缆保护套管是采用聚乙烯PE和优质钢管经过喷砂前处理、浸塑或涂装、加温固化工艺制作而成。
它是保护电线和电缆最常用的一种电绝缘管。
运维具有绝缘性能良好、化学稳定性高、不生锈、不老化、可适应苛刻环境而被广泛得以应用。
使用电缆保护套保护电缆可以达到如下优势：1、良好的耐腐蚀，使用寿命长，可在潮湿盐碱地带使用。
2、阻燃、耐热性好，可在130度高温下长期使用而不变形，遇火不燃烧。
3、强度高、刚度高。
用在行车道下直埋无需加混凝土保护层，能加快电缆工程建设进度。
4、电缆保护套管无论是管材还是管件都具有一定柔性，能抵御外界重压和基础沉降所引起的破坏。
5、具有良好的抗外界信号干扰性能。
6、内壁光滑，不刮伤电缆。
事件发生及处置情况某日运维人员对所辖变电站进行设备巡视工作时，发现10kV开关室存在间隙放电的异常声响。
经过仔细辨识确认放电声响来自208站用变间隔电缆终端隔室，运维人员随即对208站用变及站内低压系统及负荷情况进行检查未发现异常现象。
初步分析放电异常与近日连续雾霾与降雨天气有关，当时某站10kV开关室空调设备运行正常，室内环境温度10度，湿度65%。
为了确认异常现象涉及范围，运维人员对10kV开关室所有设备间隔进行了逐一排查，均未发现异响及异常情况。
高压电缆局部放电检测及实例分析
高压电缆局部放电检测及实例分析摘要：在高压电缆运行过程中，电缆故障前会出现局部放电现象，且危害性较大，需要掌握有效的检测方法。
本文首先对高压电缆局部放电特征及危害、高压电缆局部放电检测原理进行分析，在此基础上，结合某220kV工程实例，探讨具体的高压电缆局部放电检测试验，为今后电力运行和实践提供参考。
关键词：高压电缆；局部放电检测；实例分析前言高压电缆由于长时间与空气、水分、土壤等发生接触，电缆绝缘层容易受到腐蚀，出现绝缘老化现象。
此时电缆的电容和电阻都已发生改变，在物理和化学效应下，出现局部放电现象。
在高压电缆运行维护过程中，对局部放电故障点进行排查和检测是一项重要工作，而且具有较高难度，如果选择方法不当，会消耗大量时间，容易导致故障升级。
因此，有必要对其具体检测方法进行研究，提高高压电缆局部放电检测效率和检测结果的准确性。
一、高压电缆局部放电及检测原理（一）高压电缆局部放电特征及危害高压电缆局部放电通常是指高压设备绝缘介质处于高电场强度下，受电场作用发生在电极间的未贯穿放电现象。
这种放电现象只出现在绝缘部位，不会马上形成贯穿性的通道，所以被称为局部放电。
目前采用的交联聚乙烯（XLPE）电缆，其绝缘层材料属于固态塑料结构，但制造过程中容易混入金属等杂质，或因内外半导体层的不规则凸起、出现气孔等，导致高压场强不均匀，或是在绝缘中存在电树。
这些原因都可能导致高压电缆出现局部放电现象。
从实际情况来看，在电缆制造工艺的快速发展下，其自身质量问题已经得到了有效控制，因此目前局部放电现象一般出现在交联聚乙烯电缆的中间接头或终端头部位。
一般情况下，局部放电产生的能量较小，不会影响电缆正常运行，但如果局部放电现象长期存在，会对绝缘层造成累积损害，最终导致绝缘层被击穿。
而且交联聚乙烯电缆的自身材料化学性质决定其耐局部放电性较差，会加速绝缘劣化，最终导致绝缘失效，引发故障事故[1]。
（二）高压电缆局部放电检测原理当高压电缆出现局部放电现象时，耦合电容Ck会对被试电缆Cx进行瞬间充电，从而形成高频脉冲电流波形。
局部放电缺陷检测典型案例和图谱库
电缆线路局部放电缺陷检测典型案例（第一版）案例1：高频局放检测发现10kV电缆终端局部放电（1）案例经过2010年5月6日，利用大尺径钳形高频电流传感器配Techimp公司PDchenk 局放仪，在某分界小室内的10kV电缆终端进行了普测，发现1-1路电缆终端存在局部放电信号，随后对不同检测位置所得结果进行对比分析，初步判断不同位置所得信号属于同一处放电产生的局放信号，判断为电缆终端存在局放信号。
2010年6月1日通过与相关部门协调对其电缆终端进行更换，更换后复测异常局放信号消失。
更换下来的电缆终端经解体分析发现其制作工艺不良，是造成局放的主要原因。
（2）检测分析方法测试系统主机和软件采用局放在线检测系统，采用电磁耦合方法作为大尺径高频传感器的后台。
信号采集单元主要有高频检测通道、同步输入及通信接口。
高频检测通道共有3个，同时接收三相接地线或交叉互联线上采集的局部放电信号，采样频率为100 MHz，带宽为16 kHz~30 MHz，满足局部放电测试要求。
同步输入端口接收从电缆本体上采集的参考相位信号，通过光纤、光电转换器与电脑的RS232串口通信，将主机中的数据传送至电脑中，从而对信号进行分离、分类及放电模式识别。
利用局部放电测试系统，在实验电缆中心导体处注入图1-1的脉冲信号，此传感器可直接套在电缆屏蔽层外提取泄漏出来的电磁波信号，在电缆中心导体处注入脉冲信号，耦合到的信号如图1-2所示。
图1-1 输入5 ns脉冲信号图1-2输入5 ns脉冲信号响应信号将传感器放置不同距离时耦合的脉冲信号如图1-3所示。
距电缆终端不同距离耦合的脉冲信号随其距离的增长而减小（见图1-4），这样就可以判断放电是来自开关柜内还是线路侧。
a）距电缆终端0.1 m b）距电缆终端1.5 m图1-3 局部放电系统的耦合信号图1-4 不同位置耦合的脉冲信号2010年5月6日，在某分界小室内的10kV电缆终端进行了普测，在距离1-1路进线电缆0.5 m和1.0 m处分别发现局放信号，测试结果如图1-5及图1-6所示。
电缆终端异常放电原因分析2900字
电缆终端异常放电原因分析2900字抽水蓄能电站由于其机组运行的特殊性，机组抽水时需要用到静止变频器（SFC）。
静止变频器（SFC）是利用电力半导体器件（可控硅）的通断作用将工频变换为另一频率的电能控制装置。
机组在抽水启动过程中利用这一特性，减小对电网的冲击。
SFC主要由输入单元、变频单元、输出单元、控制单元、保护单元及辅助单元几部分组成。
输入单元中包括输入开关、输入变、输入限流电抗器等，这些一次设备主要靠高压电力电缆相连接，电缆终端制作的工艺水平直接影响着SFC系统的安全运行。
毕业电缆；终端；绝缘1、概况某电站安装有4台单机300MW的抽水蓄能机组，总装机1200MW。
发电/电动机为三相、立轴、半伞式、带阻尼绕组旋转磁极、空冷、可逆式同步电机；水机部分为立轴、单级、混流可逆式水泵水轮机。
机组具有发电、抽水、发电调相、抽水调相、停机五种工况，另外还设有背靠背拖动特殊工况。
机组抽水或抽水调相启动时如果用工频电源直接启动，起动电流为额定电流的6～7倍甚至更大，这样将产生机械电气上的冲击。
利用变频器可以平滑地启动（起动时间变长），起动电流为额定电流的1.2～1.5倍，这样将大大减小直接启动对电气设备的冲击。
该厂SFC系统电源取至两路分别为：1号主变低压侧、4号主变低压侧。
2、SFC系统电缆终端异常现象原因2.1SFC系统原理：SFC变频装置产生从零到额定频率的变频电源，可将机组同步的拖动起来。
由于机桥在机组启动初期机端电压太低不能自动换相，所以SFC拖动时分为低速运行阶段和高速运行阶段。
为了使SFC在整个频率范围内正常工作，低速运行阶段工作频率上限高于高速运行阶段的工作频率的下限。
在低速运行阶段，SFC旁路开关合于旁路侧，由于启动初期机端电压太低，SFC逆变桥不能自动换相，此时整流桥设置在全逆方式来截断直流回路的电流，当电流等于0时，计算出下一组欲触发的可控硅，同时取消整流桥的全逆变功能，恢复回路中的电流，使新的一组可控硅导通，这种工作方式又称强制换相运行，当转速升至约38r/min时，SFC旁路开关合于变压器侧。
局部放电缺陷检测典型案例和图谱库
电缆线路局部放电缺陷检测典型案例（第一版）案例1：高频局放检测发现10kV电缆终端局部放电（1）案例经过2010年5月6日，利用大尺径钳形高频电流传感器配Techimp公司PDchenk 局放仪，在某分界小室内的10kV电缆终端进行了普测，发现1-1路电缆终端存在局部放电信号，随后对不同检测位置所得结果进行对比分析，初步判断不同位置所得信号属于同一处放电产生的局放信号，判断为电缆终端存在局放信号。
2010年6月1日通过与相关部门协调对其电缆终端进行更换，更换后复测异常局放信号消失。
更换下来的电缆终端经解体分析发现其制作工艺不良，是造成局放的主要原因。
（2）检测分析方法测试系统主机和软件采用局放在线检测系统，采用电磁耦合方法作为大尺径高频传感器的后台。
信号采集单元主要有高频检测通道、同步输入及通信接口。
高频检测通道共有3个，同时接收三相接地线或交叉互联线上采集的局部放电信号，采样频率为100 MHz，带宽为16 kHz~30 MHz，满足局部放电测试要求。
同步输入端口接收从电缆本体上采集的参考相位信号，通过光纤、光电转换器与电脑的RS232串口通信，将主机中的数据传送至电脑中，从而对信号进行分离、分类及放电模式识别。
利用局部放电测试系统，在实验电缆中心导体处注入图1-1的脉冲信号，此传感器可直接套在电缆屏蔽层外提取泄漏出来的电磁波信号，在电缆中心导体处注入脉冲信号，耦合到的信号如图1-2所示。
图1-1 输入5 ns脉冲信号图1-2输入5 ns脉冲信号响应信号将传感器放置不同距离时耦合的脉冲信号如图1-3所示。
距电缆终端不同距离耦合的脉冲信号随其距离的增长而减小（见图1-4），这样就可以判断放电是来自开关柜内还是线路侧。
a）距电缆终端0.1 m b）距电缆终端1.5 m图1-3 局部放电系统的耦合信号图1-4 不同位置耦合的脉冲信号2010年5月6日，在某分界小室内的10kV电缆终端进行了普测，在距离1-1路进线电缆0.5 m和1.0 m处分别发现局放信号，测试结果如图1-5及图1-6所示。
高压电缆耐压试验过程中局放测试方法和典型缺陷全面分析
三、高压电缆局放测试的方法
交流耐压试验电源处理
变频谐振系统输出的电源不能直接作为电缆局放试验的电源直接施加于被试对 象进行局部放电测试，必须采取有效措施对试验电源进行预处理，通过设置串联电 抗、防晕导线、均压环进行对试验电源质量进行改善，其电气原理所下图所示。
电抗器
分压杆
屏蔽罩
变频电源
励磁 变
压器
交流耐 压试验
电源
电缆 终端
防晕导线
耦合电容
通道1
通道2
局放诊 断系统
三、高压电缆局放测试的方法
电缆终端局放测试回路
在电缆的中间接头，测试原理如图所示，一侧电缆的铠装与电缆导体之间存在 电容Ca，另一侧电缆的导体与铠装之间存在电容Cb，如果在电缆的中间接头发生局 部放电，那么形成两个电容C1和C2，此时Ca和Cb就会通过导体向C1和C2充放电，从 而形成局放电流回路，在两侧电缆屏蔽层桥接一个高频低阻的电容臂C0和高频电流 传感器，就可以检测到局放的脉冲电流信号。
C1
PD
Ca
C2
Co
外置 传感 电路
Байду номын сангаас
导体
id Cb
绝
缘
环
Co
耦合电容
局放检测器
耐压装置
益杨户外场
雷岗户外场
#1中间头
传感器
局放诊断 系统
三、高压电缆局放测试的方法
高压电缆局放测试的技术难点
测试系统灵敏度要求高 高压电缆发生局放时产生的脉冲信号微弱，要求传感器及测试系统有相当高的检出灵敏度。
现场干扰因素复杂 在现场实施电缆局放试验时干扰信号会严重影响电缆局放的检测和诊断，主要有临近试验
高压电缆耐压试验过程中局放测试 方法和典型缺陷全面分析
高原地区高压电缆终端头放电爆炸原因分析与处理
高原地区高压电缆终端头放电爆炸原因分析与处理文章阐述了金钢矿业公司35kV、10kV高压线缆在运行过程中，陆续出现的高压电缆终端头放点爆炸现象。
从分析故障现象、查找故障原因方面着手，进而采取相应防范措施，有效解决了电缆终端头放电爆炸事故的发生。
标签：高原地区；电缆终端头；放电爆炸塔什库尔干县金钢矿业有限责任公司隶属山东钢铁集团山东金岭铁矿，是山东金岭铁矿的全资子公司。
金钢矿业公司处于帕米尔高原东坡，平均海拔4000m 以上，山势险峻，沟壑纵横，许多山峰常年积雪。
当地气候属大陆高原山地干旱气候，全年只有冷暖温两季，极端气温最低-42°C，最高32.5°C，平均气温3.4°C，空气干燥稀薄，平均气压699.7Pa。
1 故障情况金钢矿业共有35kV电缆终端24个，10kV电缆终端67个，所有高压动力电缆均采用绝缘增强的YJV22型的交联聚氯乙烯绝缘铜芯电缆，电缆头采用伸缩性更好的冷缩电缆终端技术。
但自2013年9月25日供电生产以来，在近一年的时间里已发生十多起电缆终端着火、爆炸等事故从而造成全厂的电力停电，不仅严重阻滞了公司的顺利生产，而且对人身安全也构成了严重威胁。
2 原因分析电缆终端头作为电力供应线路的一个重要环节，其故障率的高低严重制约了供电线路的稳定运行，制约了企业的安全生产。
通过对电缆终端故障进行深层次的分析，找出了以下几个主要原因。
2.1 未充分考虑使用环境海拔超过1000m的地区称为高海拔地区，气压降低容易使空气电离而降低介电强度，同时冷却效能下降，导致电气温度升高。
另外，高海拔地区日夜温差大，易产生凝露，使电气材料变硬、变脆，绝缘降低。
因而，高原地区的设备选型有其特殊的要求，需要校验其电气参数或选用高原型的电气设备产品。
金钢矿业公司地处海拔3700米的高原，依据电气标准，电缆终端长度应增加3%。
2.2 制作工艺不规范电缆终端的制作工艺过程存在多个导体连接环节，不规范的制作过程，会造成连接点接触电阻过大，温升加快，使电缆头的绝缘层破坏，形成相间短路、对地击穿放电，引发电缆终端着火或爆炸。
高压电缆耐压试验过程中局放测试方法及典型缺陷分析(7月24日)
（1）、对于在1U0下不产生局放信号的缺陷，在2U0下激发下产生局放，缺陷才可能被发现。 (2)、对于同样的电缆缺陷，电压越高，产生的局放信号越大，检出的灵敏度越高。
3、局放的提前发现对运行安全、设备检修的影响。 通过局放测试，可以在电缆投运前发现缺陷，施工人员有足够的时间和空间查明原因、消除缺陷，避
试，佛山局在这一技术领域走在了国内前列。
三、高压电缆局放测试的方法
局放诊断判据
我局从2010年开始探索电缆局放技术的应用研究，在长达两年的时间里，我们的专业团队通过反复的 理论分析、实验室验证、现场测试、与国内外专家的交流，目前在高压电缆局放测试领域取得了较大突破， 并总结了一套诊断判据： （1）、通过大量的试验室模拟和现场测试结果显示：局放信号的相位与试验电源的相位具有180度或360 度的相位特征，同时发生在一定宽度的相位上。 （2）、在测试中若发现存在多种信号源，需运用带通滤波器分别提取不同频带的脉冲信号进行单独分析； （3）、局放传感器采集到的高频脉冲信号的波形和频谱是否具有典型局放特征（脉冲波形上升沿一般为 几十纳秒）；
雷岗 户外 场电 缆终
端
支架
直 接 接 地
均压环 串联电感
#1电缆井 中间头
益禾 户外 场电 缆终
端
支架
保
护
保
直
器
护
接
接
器
接
地
接
地
地
三、高压电缆局放测试的方法
电缆终端局放测试回路
电缆终端的局放测试回路如下图，当被试电缆内部发生了局部放电时，耦合电 容瞬时对电缆终端充电，形成高频的脉冲充电电流波形，脉冲电流的幅值、发生的 频度反映了电缆内部局部放电的严重程度，通道1、通道2两个传感器将局放信号传 送至局放诊断系统进行分析处理。
高压电缆局部放电检测方法分析
高压电缆局部放电检测方法分析发表时间：2019-09-11T10:06:28.313Z 来源：《中国电业》2019年第10期作者：王刚[导读] 对高压电缆接头局部放电检测方法进行分析。
国网太原供电公司电缆运检室山西太原 030000摘要：对高压电缆接头局部放电进行在线检测，能够及时发现绝缘的受损情况，是保障电力电缆可靠运行的重要手段，具有非常重要的意义。
本文对高压电缆接头局部放电检测方法进行分析。
关键字：高压电缆；局部；放电检测高压电缆由于长时间与空气、水分、土壤等发生接触，电缆绝缘层容易受到腐蚀，出现绝缘老化现象。
此时电缆的电容和电阻都已发生改变，在物理和化学效应下，出现局部放电现象。
在高压电缆运行维护过程中，对局部放电故障点进行排查和检测是一项重要工作，而且具有较高难度，如果选择方法不当，会消耗大量时间，容易导致故障升级。
因此，有必要对其具体检测方法进行研究，提高高压电缆局部放电检测效率和检测结果的准确性。
1高压电缆局部放电的基本原理局部放电是指当外加电压在电气设备中产生的场强足以使绝缘部分区域发生放电，但在放电区域内未形成固定放电通道的一种放电现象，高压电缆的绝缘劣化主要就是由于这个原因。
电缆的绝缘性能决定着其局部放电量，而电缆能否安全、无缺陷地运行一定程度上也正是由其局部放电量的变化决定的。
这种电气设备绝缘内部存在缺陷的局部放电现象放电能量虽然并不大，短时间内不会引起整个绝缘的击穿，但是在长期工作电压的作用下，局部放电会使绝缘缺陷变大，进而会使整个绝缘都发生击穿。
局部放电主要有表面放电、内部放电和尖端放电等。
电缆系统局部放电的基本原理大体相同：当电缆的绝缘本体、电缆接头存在一定缺陷时，有可能会发生局部放电现象，产生脉冲电流信号。
这种信号由于绝缘介质不同特性的原因，所表现的频率大小也各不相同，一般产生高频脉冲信号，其频率在300 kHz以上，会在电缆线路的回路中传播，可以沿高压电缆带电检测有效性评估系统研究着电缆的屏蔽层传播，这样就可以在电缆外层屏蔽的接地线上，通过高频电流互感器来耦合这类高频电流信号。
高压电缆在耐压试验过程中进行局部放电试验的方法
1交流耐压试验电源处理高压电缆交流耐压采用的是变频谐振装置产生试验电源，变频柜是装置的核心部件，变频柜通过晶闸管的整流和逆变获取试验所需的频率，在电源变换过程中引入了大量的高频脉冲电流成份。
变频谐振系统输出的电源不能直接作为电缆局放试验的电源直接施加于被试对象进行局部放电测试，必须采取有效措施对试验电源进行预处理，通过设置串联电抗、防晕导线、均压环进行对试验电源质量进行改善，其电气原理所下图所示。
2电缆终端局放测试回路电缆终端的局放测试回路如下图，当被试电缆内部发生了局部放电时，耦合电容瞬时对电缆终端充电，形成高频的脉冲充电电流波形，脉冲电流的幅值、发生的频度反映了电缆内部局部放电的严重程度，通道1、通道2两个传感器将局放信号传送至局放诊断系统进行分析处理。
在电缆的中间接头，测试原理如图所示，一侧电缆的铠装与电缆导体之间存在电容Ca，另一侧电缆的导体与铠装之间存在电容Cb，如果在电缆的中间接头发生局部放电，那么形成两个电容C1和C2，此时Ca和Cb就会通过导体向C1和C2充放电，从而形成局放电流回路，在两侧电缆屏蔽层桥接一个高频低阻的电容臂C0和高频电流传感器，就可以检测到局放的脉冲电流信号。
3高压电缆局放测试的技术难点a) 测试系统灵敏度要求高高压电缆发生局放时产生的脉冲信号微弱，要求传感器及测试系统有相当高的检出灵敏度。
b) 现场干扰因素复杂在现场实施电缆局放试验时干扰信号会严重影响电缆局放的检测和诊断，主要有临近试验现场的运行设备产生的电晕或者局部放电信号、交流耐压试验装置自身的局部放电信号、交流耐压试验回路的引线产生的电晕信号三个方面的因素。
因此甄别并排除干扰信号、提取有效的信息并根据其特征诊断电缆的绝缘状态是一项具有挑战性的技术难题。
c) 对测试人员的要求高高压电缆局放的信号主要集中在0-30MHz范围内，信号频带较宽，加上现场存在一定的干扰信号，测试人员通过信号抑制、识别、分类、提取、判断等技术手段，准确的解析复杂的电子信号成份实现电缆的状态诊断。
高压电缆终端头绝缘放电原因及处置措施浅析
高压电缆终端头绝缘放电原因及处置措施浅析摘要：本文根据五一桥水电站35kV电缆终端头放电实际情况为例，介绍了三芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆构造及其作用，结合电缆终端头制作工艺流程，着重分析造成电缆终端头放电的原因，提出了处置措施及相关注意事项。
关键词：电缆终端头；放电；原因分析；处置措施1、概述位于甘孜州九龙县境内的五一桥电站4F、5F机组出线为6.3kV，通过5B主变压器升压至35kVⅠ段、Ⅱ段母线，再经过4B、3B主变压器分别升压为110kV和220kV后，最终并入五一桥电站220kV母线。
自2012年以来，值班人员在巡检中发现，在该站35kVⅠ段、Ⅱ段母线开关柜内及35kV厂用变等电缆连接位置，多次发生35kV电缆终端头不同程度对柜内电缆支架、相间放电电晕现象（见图一），甚至发生过电缆终端头绝缘被击穿，造成开关柜内二次电缆被引燃的紧急事件。
一时间，电缆终端头放电现象此起彼伏，据统计，仅2013年，五一桥电站35kV不同电缆终端头共发生了5处放电现象。
电缆终端头频繁发生同类问题，不仅加大了维护工作量，停电处置造成电站电量损失，更严重的是对电站安全生产构成了较大安全隐患。
为利于芯线外半导体断口处电场应力分散，电缆制作时要求应力管覆盖铜屏蔽层20mm，若覆盖短了会使应力管的接触面不足，应力管上的电力线会传导不足，覆盖长了会使电场分散区减小（因为应力管长度是一定的），电场分散不足。
经电站运维人员核实，现场大部分放电电缆终端外半导体层断口均未按要求处理，断口掺差不齐，毛刺较多，更严重的是部分终端头应力管的安装位置未按要求覆盖铜屏蔽20mm，部分芯线外半导层断口与应力管位置对齐，甚至没有接触到。
这样的电缆终端制作工艺，也诠释了电缆头放电位置大部分在外半导体层断口处的原因。
3.3电缆线芯绝缘层严重损伤交联聚乙烯绝缘层是电缆的主要绝缘层，工作人员检查发现，所有放电电缆芯线的绝缘层都有不同程度的损伤，明显是在电缆终端头制作时人为割伤。
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电颗粒污染主绝缘表面。
结语
01 02 03
目前施工工艺和产品质量为电缆终端薄弱环节
不同类型设备故障原因差异较大，针对不同的电力设备，其运维策略 应有侧重
电缆出线的电缆头制作安装工艺不规范，导致外绝缘损坏引起局部放电。处理后 缺陷消除。
检测案例 案例经过
表1 开关柜名称 开关柜 超声波、暂态地电压局部放电检测数据 暂态地电压测试数据(相对金属值) (dB) 前上 前中 前下 后上 后中 1 2 0 4 3 后下 6 超声波局部放电测试数据（dB） 后上 17 后中 3
缆终端运行方式和条件各异， 致使电缆终端发
生故障的原因也各不相同。
A
B
常见故障
机械损伤
安装时碰伤
运行时外力破坏
环境恶劣老化
在电缆终端的制作安装过程中，应配备电缆终端安装专用工具，严格控制电缆终 端防止受到机械损伤，杜绝盲目施工。
常见故障
施工工艺
1
铜屏蔽断口处理不好
2
接地线处理结合不紧密
3
半导电层环切工艺不好
常见故障
3
半导电层环切工艺不好
要求用刀剥除外半导电层时，下刀 2/3 深，不能伤及电缆主绝缘层；半导 电层的切口处要整齐。不能存在尖角，切口处不能有刀痕。去除半导电层 时，应沿圆周方向撕去，半导电层去除完成后，应完全打磨去除电缆绝缘 表面上的刀痕。
常见故障
4
主绝缘表面处理不好
在主绝缘表面处理过程中，如果存在主绝缘层被划伤，或是主绝缘表面残留黑 色半导电颗粒，必须用绝缘砂布打磨净；处理过程应先用 120＃粗砂布打磨主 绝缘，再用 240＃细砂布打磨主绝缘，最后用砂布背面抛光主绝缘表面；在处 理过程中绝对不可以用打磨过半导电层或金属的砂布来打磨主绝缘，以避免导
注：超声波局部放电测试时采用 40kHz 非接触式模式金属: 10dB
依据《新疆电力公司输变电设备带电检测试验规程》对比以上测 试数据可以看出，开关柜后下柜存在较大幅 值的局部放电信号， 开关柜后下柜与金属的的相对差值为 6dB，在合格范围内。
检测案例 案例经过
根据柜内结构判断开关柜后下部为电缆出线，有可能是电缆出线与铝排连接处 螺栓松动引起局部放电。停电检查，发现 B 相出线电缆绝缘表层出现裂口，如 图 1，B 相电缆在安装过程中受到机械损伤致使电缆外护套破损，对电缆进行 绝缘电阻测试，三相绝缘电阻均合格，B 相电缆交流耐压试验不合格。进一步 对电缆头进行解体后发现电缆半导电层施工工艺不符合要求，未按要求将接地 线焊接在铜屏蔽层上，如图 2。
在制作过程中严格按照电缆终端的制作工艺对 电缆终端进行制作， 并经过试验合格后投入运 行。 电缆终端常见故障及防范处理电缆终端种 类、形式、规格较多，质量参差不齐，在施工 过程中 施工人员施工技术水平也各不相同，电
应力管与半导电屏蔽层处可以形成最少 20 mm
的有效搭接部分，防止因终端收缩时应力管与绝 缘屏蔽层脱离造成搭接面不足引起故障。
对更换后的 10kV 电缆头进行各项试验，数据合格，处理后如图3。送电后对开关柜进行了 局部放电检测，检测数据合格，如表 3。
检测案例 案例经过
图 3 电缆处理后
检测案例
从上面的分析可以发现电缆终端发生故障的主要
原因时电缆终端的制作工艺存在问题，是一起典
型的因制作工艺不到位引起的事故，因此在制作 电缆终端 时应严格把握电缆的切剥尺寸，保证
图1
B 相电缆头上的裂口
图2
电缆制作工艺不佳
检测案例 案例经过
表3 开关柜名称
开关柜
超声波、暂态地电压局部放电检测数据
暂态地电压测试数据(相对金属值) (dB) 超声波局部放 电测试数据（dB）
前上 前中 前下 后上 后中 后下 后上 后中
3
5
3
3
2
1
4
3
注：超声波局部放电测试时采用 40kHz 非接触式模式.金属: 10dB
高压电缆终端局部放电案例分析
目录
C
N
O T E
1 2
背景
检测案例
3
故障原因分析Biblioteka N S4结语
T
背景
什么是电缆终端？
电缆终端是用以将电缆导体和相关电气设备连 接的电缆附件，安装于电缆末端。电缆终端作 为电缆与电气设备关键的连接设备，应具有良
好的密封性和绝缘性，应满足在长期带电运行
下良好的连接特性和电气绝缘特性，能经受在 电气系统中的过电压等。
常见故障
2
接地线处理结合不紧密
在处理三相终端分叉线接地线时，应用恒力弹簧将接地线进行固定，钢带铠 装应与铜 屏蔽分开接地，不得一点接地，两条接地线应错开一个角度。钢带 铠装接地后，在恒力弹簧与钢带铠装外绕包#23 绝缘胶带，使铜屏蔽与钢带 铠装接地部分保持 绝缘。此外，接地线 应被防水密封条紧密包裹，防止水分 沿接地线渗入内部。
检测案例 案例经过
国网110kV某变电站10kV开关柜，型号XGN2-12，生产日期为2012 年08月12 日，投运日期为2012年12月25 日。2016 年03月21日检测人员用暂态地电压和 超声波局部放电检测仪在对该变电站10kV开关柜例行带电检测时发现开关柜后下
柜存在局部放电信号，复测结果显示该局部放电信号依然存在。停电检查，发现
背景 施工安装和产品质量是电缆终端故障发生的主要原因，占比84 %以上。每次电
缆终端故障发生总会造成相应电缆停电，随之带来的是造成大面积区域停电，由此 造成直接或间接经济损失不可估量。
电缆终端故障主要原因分布图
背景
电缆绝缘击穿
电缆终端是电力电缆的连接的关键部位，也是电力电缆线路中的最薄 弱的一个环节，是电力电缆故障的多发环节。为保障电缆线路零故障 安全运行，提高电缆线路的供电可靠性，总结电缆终端各类事故发生 的原因是十分有必要的。
4
主绝缘表面处理不好
常见故障
安装工艺粗糙导致受潮放电
常见故障
中间头受潮产生沿面爬电缺陷
常见故障
电缆内、外半导电管端口不整齐有突起，且端部未缠绕半导电带形成坡口，外屏蔽层剥离不整齐，有突起。
常见故障
1
铜屏蔽断口处理不好
在处理铜屏蔽层断口时应用 PVC 胶带或小恒力弹簧将铜屏蔽层定位并固定，沿
PVC 胶带或小恒力弹簧定位位置使用刀具压出印痕，但不得将铜带切断，以免损伤 内部结构。然后沿印痕将铜带均匀撕断，撕断铜带过程中不得伤及外半导电屏蔽层 和绝缘层；铜屏蔽断口处要保证平滑整齐，外形应为均匀的圆周，不得存在缺口及 尖角，不允许铜带尖角刺入外半导电层。