局部放电试验操作的常见问题.doc

1、1局部放电试验操作的常见问题摘要：局部放电试验作为检验电缆的微小缺陷的手段，已被各级标准作为 XLPE交联电缆的出厂检验必检项目。检验员要履行好鉴别、把关、报告和监督的职能，在掌握专业理论知识的同时，需要在工作实践中不断积累经验，不断提高操作技术水平。 关键词：背景噪声 放电量 油水终端 可剥离 局部放电试验 耐压试验 1 局部放电试验背景噪声的确定和局放量的判断 1.1 国家标准对局部放电试验的规定 1.1.1 额定电压 35kV及以下挤包绝缘电力电缆 GB/T 12706.2-2008与GB/T 12706.3-200816.3 局部放电试验： 应按GB/T 3048.12-2007进行局

2、部放电试验，试验灵敏度应为10pC或更优。 三芯电缆的所有绝缘线芯都应试验，电压施加于每一根导体和金属屏蔽之间。 试验电压 应逐渐升高到 2U0并保持 10s，然后缓慢地降到 1.73U0。 在 1.73U0下，应无任何有被试电缆产生的超过声明试验灵敏度的可检测到的放电。 注：被试电缆的任何放电都可能有害。 21.1.2 额定电压 110kV交联聚乙烯电力电缆 GB/T11017.1-20029.2 局部放电试验： 局部放电试验应按 GB/T 3048.12进行，检测灵敏度应为 10pC或更优。 试验电压应逐渐升到 1.75U0并保持 10s，然后慢慢地降到 1.5U0。 在 1.5U0下，放

3、电量应不大于 10pC。 1.1.3 额定电压 220kV交联聚乙烯电力电缆 GB/Z 18890.1-20029.2 局部放电试验： 应根据GB/T 3048.12对电缆进行局部放电试验，且按GB/T 3048.12定义，其灵敏度优于或等于 5pC。 试验电压应逐渐升至 222kV（1.75U0）并保持 10s，然后慢慢地降至190kV（1.5U0） 。 在 190kV下被试品应无可检测出的放电。 1.2 关于标准规定局部放电量的理解 GB/T 12706.2-2008与GB/T 12706.3-2008 16.3局部放电试验中备注： 注：被试电缆的任何放电都可能有害。 因此电缆的局放量越小

4、，电缆的使用越安全。 GB/T 12706-2008 、 IEC 60840：2004 （现执行标准GB/T 11017-2002等效IEC 60840：1999 ，据悉GB/T 11017将会根据IEC 60840：2004 换版） 、 GB/Z 18890-2002等标准对局部放电量的要求都与其背景噪 3声相关，换句话可用无局放表达，即：其放电不大于试品本身的背景噪声，超过背景噪声即不符合标准要求（现实中有一部分人理解为不大于 1倍的背景噪声） 。 对于 35kV及以下电缆当电压升高时除非有明显缺陷，局放值一般都不大于背景。对于金属护套结构的超高压电缆，当金属护套结构控制不好时，随着电压的

5、逐渐升高，局放图形会由一个规则的轮廓发生变形，随电压的逐渐升高而变大并向椭圆的两边位移。因此正确的记录背景噪声是公正判断局放指标的重要一环。 1.3 背景噪声的确定 以GB/T 12706.2-2008为例：在 1.73U0下，应无任何有被试电缆产生的超过声明试验灵敏度的可检测到的放电。正确地读取背景噪声是十分必要的。因此记录表格既要记录背景噪声，又要记录 1.73U0下的局部放电量。 对于背景噪声的记录，现在一般有两种方法，一种是串联谐振系统开机后校准并记录或打印背景噪声，另一种是校准并调谐至谐振状态时记录或打印背景噪声，两种记录方式有不同的结果。国内知名专家到企业进行产品鉴定时选择的是后者

6、，这是因为经校准后系统还没有完全连接，当打开调压器电源后试验系统全部连接为一体，这时记录背景噪声更为合理。 2 局部放电试验步骤 现以“交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电 YJV22 8.7/15 3300”为例，介绍局部放电试验和电压试验的一般步骤。 42.1 电缆端头处理 首先需将电缆外护套、铠装钢带、内衬层等剥除，长度 800mm左右，以方便分相试验安装油杯为宜，钢带应剪平，不能散落在油杯周围，铜带屏蔽剥离长度应比剥削的绝缘屏蔽长 100mm左右，并需预留足够长度以便连接接地线。见图一、图二： 8.7/15kV 外屏蔽剥切长度 150200mm，绝缘屏蔽为可剥离型，可剥离屏蔽可用裁

7、纸刀纵向轻划三刀，规定长度位置横向划圆周，注意不要划透屏蔽，然后使用钢丝钳或尖嘴钳从端头开始剥离；26/35kV 有可剥离和不可剥离两种，外屏蔽剥切长度 400600mm（根据试验电压确定）为宜，不可剥离屏蔽需使用专用剥削刀剥离，深度以刚剥离绝缘屏蔽为宜，用力需均匀，不得留有大的台阶。切面根部要尽量光滑，如绝缘表面留有刀痕或台阶等，可用玻璃刮平。处理完毕如图三： 如绝缘表面留有屏蔽颗粒残留或污渍，需用棉布蘸酒精擦除，未剥削屏蔽表面留有灰尘也需擦除，注意擦拭过屏蔽棉布不可再用于擦拭绝缘，见图四： 2.2 油杯终端连接 将干燥处理过的变压器油倒入油杯，尽量减少气泡。安装近端油杯（底部有铜针）时，需

8、将有弹性铜针尽量向上推，保证铜针与电缆导体线芯接触良好，安装远端油杯直接将试品电缆插入油杯即可，电缆端头需要油杯底部留有间距（防止金属粉末的影响） 。旋紧油杯上固定螺丝，良好固定即可，不能过紧损伤绝缘屏蔽，变压器油需将绝缘屏蔽切面根部完全盖没，一般 10mm左右即可。将带有快速接头的高压引线接到近端5油杯，铜带接地。如图五、图六、图七： 2.4 局部放电试验 接通高压试验回路电源，记录局部放电量。按电压升按钮，升高“励磁变压器输出电压”至 0.1kV，调节高压电抗器铁芯间隙使试验回路达到谐振状态，当高压输出电压达到最高时，系统即达到最佳谐振状态。如图九、图十： 试验结束后，对油杯放电后，拆除油

9、杯终端，关闭试验系统电源。 3 电缆局部放电试验几种特殊情况 3.1 35kV及以下电力电缆局部放电试验局放量在 20pC左右，放电量随电压升高变化不大。 此种情况将缺陷部位绝缘屏蔽剥离后，一般会在绝缘表面发现颗粒状屏蔽残留，稍微嵌入绝缘。在允许的情况下，可将电缆分段后，分别进行局放试验，寻找缺陷点。 （此类缺陷定位时显示在端头，对于缺陷延续较长的试品往往是切掉一段还是显示在端头） 3.2 自衰与自愈现象 3.2.1 自衰现象往往在两种情况下出现：一种是试品在起始放电电压或稍高于起始放电电压作用下，放电能在短时间内很快自行衰减或熄灭；另一种是试品在高于起始放电电压作用下，在一个稍长的时间过程中

10、放电亦能逐渐衰减或熄灭。 出现“自衰”现象的原因可能有以下几点： 在封闭气隙中，由于放电放出的气体增加，使气泡中的气压增高，这时气泡的击穿电压可能提高，放电就熄灭了。另一种情况是放电产生的气体少于放电时消耗掉的气隙中的氧气，这样气隙中的气压可能降低，6当气压低到一定程度之后，放电从脉冲型转变为非脉冲型，于是在脉冲型的检测仪器上，就观察不到这种放电。 气隙壁上介质的特性发生变化，如许多有机材料，在局部放电长时间作用下，材料被炭化，可能把放电气泡短路或者使放电点电场均匀化，从而使放电暂时变弱。随着时间加长，被腐蚀炭化点的周围，由于电场集中又可能出现新的放电，使放电出现起伏。 有些放电源可能消失，如

11、在导体边上的小毛刺在放电过程中可能会被烧掉。有些联接点接触不好产生放电，时间长了可能烧结在一起，就不会再放电了。 3.2.2 当外屏蔽表面划伤（绝缘裸露处于光滑状态时）初次施加电压可检测到放电，但经过电压试验后放电量减小甚至消失，这是一种暂时的自愈现象。做过一次试验后放置数小时，重新再做试验时放电又出现，经过短暂的时间放电再次减小或消失。 在排除系统干扰的情况下，对以上此类情况须谨慎处理，放电自衰和自愈并不能表示电缆没有缺陷，个别情况在电压试验时会发生击穿。 3.3 局放量正常，电压试验击穿 局部放电试验可以发现绝缘中的绝大部分缺陷，但对导体屏蔽和绝缘屏蔽存在的某些缺陷却不能探测到放电，有些严

12、重缺陷会在电压试验中击穿，而有些缺陷却不能暴露出来，对今后的安全运行埋下严重的隐患。因此必须引起高度重视，通过加强工艺控制和过程检验保证向市场投放合格的产品。现将行业中检验人员发现的导体屏蔽和绝缘屏蔽存在的某些缺陷进行整理列举如下： 73.3.1 绝缘线芯局部无导体屏蔽或脱节（破洞） ，是难以检测到局放脉冲的，电压试验中同样会通过。仔细观察绝缘线芯表面会有轻微的塌陷痕迹，此类缺陷若不会被发现会在很短的运行时间内击穿。80 年代出现在上海金山石化的一条 35kV线路在运行不足三个月的时间出现击穿事故，经解剖发现击穿点没有导体屏蔽。 3.3.2 1.73U0下局放试验通过，但在电压试验中发生击穿，

13、经解剖发现击穿处绝缘线芯表面有明显的凹陷，导体屏蔽脱节（破洞）屏蔽料已嵌入绝缘。 3.3.3 绝缘屏蔽表面出现的颗粒缺陷，大部分检测不到局部放电脉冲，3.5U0 的电压试验也能通过，由于其大小和形状不同，对局部放电试验亦有不同的结果。一般凹陷绝缘表面比较圆滑的屏蔽料粒其局放试验和耐压试验都能通过，只有带有尖头状的外屏蔽料镶嵌在绝缘内才能检测到局部放电脉冲。 4 电缆终端对局部放电试验的影响和排除 4.1 绝缘油潮气 现在试验终端一般采用耐电强度比空气高的介质，如牌号为 F113的氟里昂、硅油或变压器油。氟里昂效果好，不易吸潮但价格高，采购不便，能腐蚀有机玻璃管。硅油粘度大，易产生气泡，在湿度特

14、别大的季节也会吸潮，变压器油的吸潮特别快。但从经济和方便角度考虑，绝大多数厂家选用变压器油。由于地处南方空气湿度的季节较长，对局放的影响特别大，因此需要及时对用过的变压器油进行干燥处理，干燥的方法大家都已掌握，用烘箱干燥即可。但是要控制好温度和时间，温度太8低起不到去其水分的效果，太高会使绝缘油变质，当温度达到或超过100时绝缘油会分解，建议干燥温度为 8090，干燥时间最多不要超过 4小时。 4.2 绝缘油中的杂质 反复使用的绝缘油，会出现金属粉末和内屏蔽料，对局放试验带来严重的影响，特别是脱落在油终端中的那些内屏料渣，有些细如头发丝，当电压升高时像磁铁一样垂直吸附在绝缘周围，致使出现几十甚

15、至上百pC的放电不停地闪动。以上这些杂质的处理，采用过滤方式比较麻烦，建议选用不锈钢盆进行干燥处理，一方面去除水分，同时杂质沉淀在锥形的盆底，以便隔离去除。 4.3 从导体中释放出的气体 我们在试验过程中，当电压升高时导体中会释放出气体向外冒泡，越是刚生产出的交联线芯越是严重，当气泡距离绝缘较近时放电就出现了，避免对局放试验的影响，需要将油杯倾斜一个角度，使气泡沿着油杯的边缘向上移动，使之远离绝缘线芯，这样就避免了气泡对局放试验的影响。 4.4 注意油杯的清洁和保护 我们新采购的 91kV的油终端，在初次使用时，都能满足要求，当使用一段时间后，91kV 时几乎完全不能保持 5min即出现端头击

16、穿，这是由于油杯内壁出现了若干的划痕。 5 提高端头故障定位精度的技巧 在生产过程中往往故障出现在端头的比较多，有关故障位置的判断9以上已介绍了脉冲长短及双通道输入法，能确定故障在远端或是近端。下面介绍一种提高定位精度的方法。 选用一根好的电缆线芯，按试验要求剥除外屏蔽和绝缘，使导体露出 25-30mm与疑似有故障的一端牢固的扭在一起，并装在一个油杯里面（若无多余的油杯，能容纳两根电缆线芯的塑料瓶也可以） ，加入绝缘油漫过外屏蔽剥切口 25mm以上，分别在该两根线芯的另一端连接远端和近端油杯，此时施加电压进行故障定位，如果放电脉冲在靠近中间位置附近，可以断定放电位置在两根线芯连接的一端，如果放

17、电脉冲在端头可判断在两根线芯连接的另一端，通过调换远、近端油杯进行定位获得数据，如果两端定位测得数据接近在同一点上，证明该故障点是可信的。需要注意的两点是：远端和近端要记牢；两根线芯连接后长度要计算准确。 6 安全操作不可忽视的问题 6.1 试验中油杯松动或滑落 升压过程中如果油杯连接不可靠而下滑松动，此时电压下降但电缆中仍存在很大的电量（荷） ，若不能及时对地放电，当操作人触及油杯与导线相碰时，会有触电的危险，特别是小截面的 35kV电缆，由于线芯较软油杯质量重极容易松动或滑落，不能仅依靠油杯上的三个螺丝紧固悬挂的油杯，要采取必要的措施挂住油杯上口的三个螺丝将其吊起来。当出现试验中油杯松动或

18、滑落时一定要想办法对地放电后再接触油杯操作。6.2 接地线接触不良或脱落 10有些时候按下升压按钮电压无法上升，应该仔细检查一下连接试品的接地线是否可靠？在接地线接触不良或脱落时会出现此类现象，当出现此现象时电缆中会存在很大的电量（荷） ，若不能及时对地放电，当操作人触及油杯时，会有触电的危险。 参考文献： 1伍志荣，聂德鑫，陈江波.特高压变压器局部放电试验分析J.高电压技术，2010（01）. 2聂德鑫，伍志荣，罗先中，杜振波，程林，刘诣，邓建钢，宋友，饶文峰，黄华.特高压变压器套管局部放电试验技术分析J.高电压技术，2010（06）. 3范洪欣，蔡建国.抑制电力电缆局部放电试验系统背景干扰的探讨J.电线电缆，2007（02）.