电缆局部放电检测技术的研究现状

针对XLPE在投放使用的过程中由于外部环境或者自身材质的原因而导致的电缆绝缘层故障的现象，理论研究发现，在输送电力的过程中，XLPE电缆绝缘出现问题时会发生局部放电的现象。因此，可以通过观察电缆是否发生局部放电现象以及如果发生局部放电现象，放电的等级等来判断电缆绝缘的缺陷情况。目前对局部放电情况进行检测和分析己经成为判别电缆绝缘性能好坏的主流方向。而且局部放电试验己经被一些权威机构如IEEE等认为是评价电缆绝缘性能的最好的方法。同时，局部放电还能反应电缆的绝缘发生故障的类型、绝缘退化的程度以及电缆的寿命等。

对电力设备进行局部放电的测量技术最早开始于20世纪60年代，由荷兰科学家F.H. Kreuger博士总结他在前几年的科学研究理论和成果，将这些试验成果发表成为论文以及“局部放电检测技术”一书，在书中他首次提出了利用平衡电桥测量的方法法来对电缆的局部放电进行测量，为以后局部放电检测技术的发展奠定了理论基础。

随着人们对局部放电相关知识和理论的认识逐渐深入，局部放电测量设备的发展也在不断的进步。最早的检测设备是功耗电桥，它的理论基础是西林电桥。后来随着积分电桥方法的提出，多种不同的局部放电检测技术也都随之而出现。在电力设备发生局部放电的过程中，会伴随着声、光、电、热的现象，因此也相应的出现了针对这些伴随现象的局部放电检测方法。电力设备局部放电测量方法主要包括电测量法和非电测量法。电测量法包括脉冲电流法、无线电干扰电压法、超高频局部放电检测技术、介质损耗分析法等。非电检测法包括红外热测法、声测法以及光测法等。

声测法的基本原理是将局部放电源看作是一个可以向外发出声波的声源，由于局部放电的时间极其短暂，在一瞬间就完成，因此对应发射出的声波的持续时间也非常短暂，对应的声波的频谱就很宽。声波传感器可以有效的检测到声信号，同时将获得的声信号转化为能被识别的电信号。声测法的不足之处主要在于，在传播的过程中，由于声波衰减的非常严重，最终导致检测到的波形变形严重，得到的诊断结果跟实际的情况相差太大。绝大多数情况下都不会单独使用声测法来测量电力设备的局部放电，而是和电测法相结合来实现对局部放电的诊断测量。

早期的光测法需要将光敏传感器放到电力设备的内部去检测并接收有高压设备在发生局部放电的瞬间所产生的光信号。然而，由于高压设备对于光的通透性很不理想，所以该方法只能用于测量设备的外部放电和表面放电，却无法用于检测内部放电的情况。现阶段，随着科技的飞速发展和理论研究的不断深入，科学家提出了将声测法和光纤技术合二为一，也就是后来的声一光测量法。改进后的声一光测量方法采用先进的光纤传感器来取代纯粹光检测方法中应用的光敏传感器。在电力设备发生局部放电的过程中，伴随着释放的声波信号会作用于光纤，并改变光纤的性质，从而导致在光纤上传输的信号会发生变化。而声一光测量法就是利用这种信号的改变来实现对局部放电信号的诊断。

化学检测法的理论依据是，电缆在局部放电的过程中，绝缘介质会发生化学上的变化，旧化学键的断裂以及新化学键的形成，因此会产生新的物质。该方法就是检测化学反应中新物质的成分和浓度，从而从侧面来简介的获得电力设备局部放电水平。目前，化学检测法己经成功的应用于在GIS设备、电力变压器设备的局部放电中。