电力电缆局部放电–图谱的识别

电力电缆局部放电 –图谱的识别
是于现场活线局部放电测量到的放电图谱，放电角度主要分布在 0º~90º 及180º~270º 之间，而且正负半周放电量大小几乎相等，放电 量也都在数百pC 之间，同样在测量之时也无法判断放电的形 态，等更换电缆头才发现是应力锥未套入外半导体的放电讯号。
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时，那就代表此电缆头完全失去作用，电应力仍会集中在外半 导周边，并对外半导放电。通常会发生这种错误都是施工人员 未按照说明书的尺寸施工所造成，这种施工上的瑕疵大部分只 发生在冷缩式(预撑
式)的电缆头，因为热缩式的应力锥与外层护套是分开热缩，所 以不容易有应力锥未套入外半导体的情况发生。
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抗故障，故障电流较小，而且XLPE 绝缘层完整如初，从中心导体到绝缘 层找不到任何放电痕迹，但从事故点到接地端会有明显的闪络痕迹，这 是电缆头内部空气放电造成事故的特性，有时此类型的事故因故障电流 较小，所以保护电驿可能不会动作，但电场仍会集中在此事故点，最后 仍会发生从中心导体到外半导或接地遮蔽层的短路事故，事后可以检视 出中心导体的闪络痕迹。
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如下是几个于现场活线局部放电测量到的放电图谱，其放电特征 类似外部放电，放电角度主要分布在0º~90º 及180º~270º 之间， 而且负半周放电比正半周放电还明显，放电量都在数百pC 之间， 当时只知道电缆头有明显的放电讯号，但实际上不清楚电缆头内 部的放电位置及放电形态。
电力电缆局部放电 –图谱的识别
因为经由局部放电检测得知电缆头有异常放电的讯号，所 以决定更换有异常放电讯号的电缆头，后来经解剖电缆头 后就发现因空气残留于电缆头内的放电现象，而且已经明 显的碳化，此外也包括绝缘体因施工移除外半导体时的切 痕过深的放电现象。
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当电缆头内部残留空气放电造成如上图的碳化现象时，除了一开始的电 场分布不均匀外，也会影响整个电力线的分布，电力线会集中在碳化的 位置，最后会发生如图短路事故，这种短路事故属于高阻
应力锥未套入外半导体的案例，除了应力锥未套入外半导体外， 其半导体胶带也因缠绕不良而造成放电，这个放电位置将是以 后此电缆头崩溃事故的位置
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应力锥未套入外半导体，但是其外半导体切割平整，此时电 场强度虽大但电应力仍平均分布在外半导体周遭，此时电应 力破坏会集中在最脆弱的点上，如果外半导体切割不完整时， 会于切割不完整的区域开始放电破坏。
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电缆头的内部构造，其中框线处是常见电缆头因施工不良造成 局部放电的位置， 1施工不良的情况是残留空气于电缆头里， 2施工人员清洁不当让杂质留于电缆头内， 3应力锥并未套至外半导处，造成应力锥失效的状态， 4外半导切割不完整 不管是任何一种瑕疵都会造成电缆头内部的介电常数分布不均， 并形成内部电位分布不均匀而造成内部的异常放电， 以下的案例将分类探讨不同瑕疵所造成的局部放电，并经由解 剖电缆头来验证活线局部放电测试的实用性，以及电缆头内部 的瑕疵与放电图谱间的关系。
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因安全间距不足造成的事故
4. 外部放电：安全间距不足
电缆头在安装定位时，常常有安全间距的问题出现，电缆头 施工说明书上通常会说明电缆头的相间及对地的最小安全间 距，但在施工上常常因安全间距不足而发生短路事故。通常 同相间的电缆头更容易被忽略，在普遍的认知下，同相位的 电位应该相等，不可能会有电位差，但是因电缆头一端是高 压导体，另ㄧ端是接地端，所以因外部阻抗分布不均匀，电 缆跟电缆之间就会有电位差出现，当此电位差大于空气的崩 溃电压时，空气会被解离而开始放电
电力电缆局部放电 –图谱的识别
应力锥未套入外半导体的事故就如图所示，此种事故是直接的对地 故障，故障电流较大，而且会有明显的从中心导体到接地层的闪络 痕迹出现，
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3外部放电：环境因素影响 除了施工上的瑕疵会造成电缆头放电外，另外还会受到环境因素影 响而造成外部放电，通常这些外部放电不须任何仪器检测，只要靠 目视检查即可，从图可以清楚的看出电缆头的外部放电，这些放电 都是因环境的湿度让电缆头表面的电力梯度分布不平均，当某些区 域的分压大于其崩溃电压时，就会开始产生局部放电，但外部放电 通常危险性不高
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2. 应力锥未套入外半导
电缆终端处里头最重要的主要作用就是在电缆末端的电应力控 制，其次就是防水，若没有电缆头时，在电缆末端的遮蔽层跟 中心导体间会有很大的电场存在，然后会破坏电缆本身的绝缘， 而电缆头内高介电常数的应力锥就可以控制电应力不要集中在 遮蔽层上，让电力线平均分布在电缆末端，因此如果电缆头在 施工时未将应力锥套在外半导
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如果是沿着导体到接地间的外部放电时，那就有可能出现如图般的 沿面闪络放电。电缆头的外部放电量会随着环境的改变而改变，当 湿气相当大时可能放电量也大，同时有可能听到放电的声音及所表 面产生闪络的紫外光，但如果外在环境改变时，其放电现放电 –图谱的识别
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1. 残留空气 电缆头在施工时常因为在剥除外半导层时，易割伤绝缘层造 成表面不平整，或残留半导体于绝缘体的表面上，然后又未 以砂纸磨平或加硅脂膏填补细缝等处理，若以热缩式电缆头 而言，残留空气大多是热缩不完整所致，这些因施工不良残 留的气泡(Void)，会因空气的介电常数小，而绝缘体的介电常 数高，所以空气所分布的电场强度就大，当此电场强度大于 空气的崩溃电压时，就会造成间隙处的空气开始放电，并加 速电缆头的绝缘劣化。