電纜局部放電的類型、危害及解決方案

   電纜“局部放電”是較為常見的一種電纜問題，所謂“局部放電”是指在電場作用下，絕緣中只有部分區(qū)域發(fā)生放電而并沒有形成貫穿性放電通道的一種放電。產(chǎn)生局部放電的主要原因是電介質(zhì)不均勻時，絕緣體各區(qū)域承受的電場強度不均勻，在某些區(qū)域電場強度達到擊穿場強而發(fā)生放電，而其它區(qū)域仍然保持絕緣的特性。

　　電纜在制造過程中若絕緣混入金屬雜質(zhì)、出現(xiàn)氣孔空洞，或由于內(nèi)、外半導(dǎo)體層不規(guī)則突起引起高壓場強的不均勻，或絕緣中存在的電樹等，在這些部位都有可能出現(xiàn)局部放電。因為空氣的介電常數(shù)比絕緣材料的介電常數(shù)小，即使絕緣材料在不太高的電場作用下，氣隙氣泡部位的場強也會很高，當(dāng)場強達到一定值后就會發(fā)生局部放電。

　　局部放電的類型

　　從局部放電發(fā)生的位置、放電過程和現(xiàn)象來看，局部放電可以分為三種類型：內(nèi)部放電、表面放電和電暈放電。

　　1) 內(nèi)部放電

　　造成內(nèi)部局部放電的常見原因是絕緣體內(nèi)部存在氣隙或液體絕緣內(nèi)部存在氣泡。絕緣內(nèi)部氣隙發(fā)生放電的機理隨氣壓和電極系統(tǒng)的變化而異，從放電過程而論，可分為電子碰撞電離放電和流注放電兩類;在放電形式上可分為脈沖型(火花型)放電和非脈沖型(輝光型)放電兩種基本形式。

　　2) 表面放電

　　在電氣設(shè)備的高電壓端，由于電場集中，沿面放電場強又比較低，往往會產(chǎn)生表面局部放電;絕緣體表面放電的過程及機理與絕緣內(nèi)部氣隙或氣泡放電的過程及機理相似，不同的是放電空間一端是絕緣介質(zhì)，另一端是電極。

　　3) 電暈放電

　　電暈放電通常發(fā)生在高壓導(dǎo)體周圍*是氣體的情況下。由于氣體中的分子自由移動，放電產(chǎn)生的帶電質(zhì)點不會固定在空間某一位置上。

　　以上是三種基本的局部放電形式。此外，絕緣體中存在水珠、導(dǎo)電雜質(zhì)、電氣設(shè)備內(nèi)部存在懸浮電位體也會引起局部放電;液體絕緣內(nèi)部也可能出現(xiàn)固體表面局部放電和電暈放電。

　　局部放電的危害

　　局部放電對絕緣結(jié)構(gòu)起著一種侵蝕作用，它對絕緣的破壞機理有以下幾個方面：

　?、賻щ娏Ｗ?電子、離子等)沖擊絕緣，破壞其分子結(jié)構(gòu)，如纖維碎裂，因而絕緣受到損傷;

　?、谟捎趲щ婋x子的撞擊作用，使該絕緣出現(xiàn)局部溫度升高，從而易引起絕緣的過熱，嚴(yán)重時就會出現(xiàn)碳化；

　?、劬植糠烹姰a(chǎn)生的臭氧及氮的氧化物會侵蝕絕緣，當(dāng)遇有水分則產(chǎn)生硝酸，對絕緣的侵蝕更為劇烈;

　?、茉诰植糠烹姇r，油因電解及電極的肖特基輻射效應(yīng)使油分解，加上油中原來存在些雜質(zhì)，故易使紙層處凝集著因聚合作用生成的油泥(多在匝絕緣或其他絕緣的油楔處)，油泥生成將使絕緣的介質(zhì)損傷角增大，散熱能力降低，甚至導(dǎo)致熱擊穿的可能性。局部放電的持續(xù)發(fā)展會使絕緣的劣化損傷逐步擴大，終使絕緣正常壽命縮短、短時絕緣強度降低，甚至可能使整個絕緣擊穿。

　　局部放電的能量很小，通常不影響電纜短期的絕緣強度，但是長期存在著局部放電，即可以緩慢損壞絕緣，日積月累，時間長了則會導(dǎo)致絕緣擊穿，因而將會使其發(fā)生故障，若有水滲入電纜更會導(dǎo)致電纜無法挽救直接報廢，雖然多數(shù)問題可以通過做中間接頭處理，但依然是治標(biāo)不治本的做法。

　　電纜局部放電的根本原因是電纜質(zhì)量不合格造成，這樣的電纜長期使用極其容易造成事故，要避免這樣的事發(fā)生，基本的做法莫過于選用有國家認(rèn)證、有質(zhì)量保證的國標(biāo)電纜：為避免電纜出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象，應(yīng)該使用專業(yè)的局放在線監(jiān)測對電纜進行監(jiān)測。

  針對上述問題，我公司自主研發(fā)了 JC-OM400L電纜局放在線監(jiān)測系統(tǒng)。

   JC-OM400L電纜局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計方案，通過安裝在電纜接頭接地線上的高頻脈沖電流傳感器，來耦合電纜本體及接頭處的局部放電脈沖電流信號；耦合到的脈沖電流信號通過同軸電纜傳送至前端監(jiān)測采集器，對模擬信號經(jīng)過放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字信號再通過光纖傳送至后臺服務(wù)器。后臺服務(wù)器對所有傳感器的信號分別進行分類識別分析、計算，并將這些通過計算獲得的放電信息數(shù)據(jù)寫入到數(shù)據(jù)庫中，同時在監(jiān)測系統(tǒng)的軟件上顯示監(jiān)測結(jié)果。

   該系統(tǒng)包括高頻脈沖電流傳感器、在線監(jiān)測儀（監(jiān)測采集器）、現(xiàn)場監(jiān)控柜、高性能工業(yè)計算機（服務(wù)器）以及專家分析系統(tǒng)軟件和控制單元等組成。

   J  C-OM400L電纜局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)適用于 10KV 及以上電壓等級的電纜局部放電在線監(jiān)測。能實時監(jiān)測放電量，放電相位，放電次數(shù)等基本局部放電參數(shù)；計算出各個接頭及各段電纜局部放電幅值、頻次；經(jīng)多次采集（一般測量 50 個工頻周期）后，從數(shù)據(jù)庫提取數(shù)據(jù)進行譜圖分析和數(shù)據(jù)報表以確定放電點相對位置，必要時給出報警。并可按照客戶要求，提供有關(guān)參數(shù)的統(tǒng)計量。能存儲測試譜圖、放電趨勢，從而及時發(fā)現(xiàn)電纜及接頭的絕緣缺陷，并為評估其絕緣水平及老化程度提供判據(jù)，為電纜的檢修工作提供依據(jù)。

主要功能參數(shù)：

系統(tǒng)主要特點：

（1）監(jiān)測系統(tǒng)采用開合式傳感器，結(jié)構(gòu)緊湊，拆卸安裝方便，不需要停電，可以很方便的對重點站、重點設(shè)備、異常設(shè)備進行長期監(jiān)測。

（2）監(jiān)測系統(tǒng)采用雙端定位測量法，可實現(xiàn)對電纜本體產(chǎn)生的局部放電進行實時定位， 理想條件下定位精度可達+/-3 米。

（3）采用高性能 FPGA 處理器，實現(xiàn) 100Msps、12Bit 分辨率的高速采樣、存儲，每次分析可連續(xù)采樣 50 個工頻周期以上的數(shù)據(jù)。

（4）帶通濾波技術(shù)與噪聲識別及剔除算法聯(lián)合運用，可有效識別局放信號。

（5）基于脈沖電流法（IEC60270 標(biāo)準(zhǔn)）的局部放電監(jiān)測技術(shù)，可檢測 10pC 以上局放信號。

（6）在無法鋪設(shè)光纖的情況下，可以采用 4G 網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸，可降低光纖布線困難，降低成本。