電纜局部放電檢測方法及其研究現狀（1）

采用在線或離線PD檢測技術，對于提高電力線路的運行可靠性，減少停電維護時間及次數，保證電力系統正常供電有著重要的意義。PD檢測可以對電纜及電纜附件的絕緣情況進行反映，排查隱患，發現故障征兆，根據檢測狀況采取必要措施，實現狀態檢修。其中在線PD檢測技術，無需電網停電，具有離線檢測*的優勢，成為目前的研究熱點和發展趨勢；尤其是PD的在線檢測可以隨時對電纜絕緣的老化狀態進行了解，受到人們更為廣泛的關注。

電纜線路通常有數公里，其PD除測量外還需要進行定位。由于電纜有其自身阻抗，PD信號傳輸到阻抗不匹配點會發生波的折反射現象，PD信號的采集過程（檢測）以及采集到的信號如何進行處理（去噪和識別）就成為我們研究和關注的焦點。另一方面，與其它電力設備相比，電纜的顯著特點是其電容量大，現場PD檢測應考慮設備容量的問題。

通常在絕緣內部發生PD時，會伴隨著出現許多現象：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變化現象。PD的檢測都是以PD所產生的各種現象為依據的，脈沖電流法（ERA）、高頻電流法（HFCT）、暫態地電波（TEV）、超聲波法（或稱為超聲發射法）、超高頻法（UHF）、振蕩波方法等是目前應用比較多的幾種方法。這些常用的PD檢測方法按測試時設備是否在線可分為離線檢測和在線檢測兩類方法。

（1）離線檢測方法

現階段大部分的PD檢測還是離線式的，度高、安全可靠是離線檢測方法顯著的優點。脈沖電流法（ERA）是離線檢測方法中基本、靈敏，也是使用為廣泛的一種方法，由英國電氣協會提出，可以檢測視在放電量、放電重復率、放電相位和放電能量等，目前被廣泛應用于各種離線檢測儀中。

脈沖電流法通過檢測PD引起的脈沖電流獲得視在放電量，IEC對此制定了專門的標準。根據IEC60270標準測量的數據進行模式識別和絕緣壽命評估，有很高的可信度。因此脈沖電流法是目前PD測量的重要方法。

傳統的脈沖電流法也稱為耦合電容法，其優點是可通過校準進行定量測量，靈敏度取決于耦合電容與試品等值電容的比值，若測試系統屏蔽良好、且電容匹配合適，其精度可達到2pC。這種方法要求試驗回路中所有組件包括高壓引線均不能產生大于試品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電容Cx。Ck為耦合電容，Zm為檢測阻抗，S為試驗變壓器。Ck為試品和檢測阻抗提供一個低阻抗通道，C、越大，則測試靈敏度越高。當產生一次PD時，試品Cx兩端產生一個瞬時的電壓變化△U，經Ck耦合到檢測阻抗Zm上，通過測量Zm上的脈沖電壓來檢測試品上的PD。

阻抗Z是一個高壓低通濾波器，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，保護試驗變壓器，同時降低來自電源的噪聲干擾。M是測量裝置，用于測量和顯示檢測阻抗Zm上的脈沖電壓。

檢測回路的接法主要分兩大類，一是直接法，有并聯和串聯兩種接法，前者適合于試品一端接地的情況，后者中的試品需對地絕緣，如圖1-1（a）、（b）所示。另一類平衡法需要兩個相同或相似的試品，用Cx1代替Ck側的干擾，這種回路能有效抑制電源或試品高壓如圖1-1（c）所示。

該法雖然是目前應用為廣泛的PD檢測手段，但其缺點在于：運行現場干擾嚴重，導致脈沖電流法無法有效應用于在線監測；測量精度隨試品電容量的影響較大，與電容成反比關系；頻帶窄，頻帶內可用信息量少；此外，該方法只能檢測電纜PD的視在放電量，而對造成絕緣老化主要原因的實際局放量無法進行直接測量。因此，脈沖電流法一般用于離線PD檢測。

此外，振蕩波離線PD檢測方法近年來發展迅速，測量精度高，在中壓電纜線路PD離線檢測中取得了不錯的效果。