【摘要】在电力系统运行中，对高压电缆局部放电采用合理的检测技术进行快速正确的检测，是保障整个电网安全、可靠、高质量运行的基础保障。基于此，本文就针对首先介绍了局部放电产生的原因，然后简述了高频局部放电测试原理和检测方法，最后通过实例验证，来确认所应用局部放电带电检测技术发现电缆终端局放缺陷的有效性，旨在解决高压电缆局部放电带电检测，诊断电缆是否存在故障，保障电力系统的安全、高效运行。
【关键词】 高压电缆; 局部放电; 带电检测; 干扰
随着供电负荷不断地增容，电缆用量也不断增加，全国电网也紧跟用户需求量而不断改造升级，高压、超高压交联电缆线路已经在城市电网中占据非常重要的地位。随着电缆线路运行时间的增长，加之户外环境、气温等相关因素的影响下，高压电缆不可避免地产生老化现象，进而引起事故，其中，局部放电是造成电缆绝缘损坏的主要原因。如何对电缆线路的局部放电进行检测和分析，其中电检测是最经济有效地检测方法，目前最常见的电缆带电检测方法为高频局部放电测试。高频局部放电仪广泛用于电缆、变压器等设备的局部放电检测。
1、局部放电的产生原因
局部放电是指高压电器中的绝缘介质在高电场强度作用下，发生在电极间的未贯穿的放电。局部放电一般发生在金属导体边缘、绝缘体表面或内部，如金属导体接触不良、绝缘内部有杂质或本身局部带有缺陷的放电。电缆的放电原因一是终端头和中间接头制作问题，由于电缆接头制作工艺复杂，切割剥离断口不齐或有毛刺，电厂分布不均匀，容易发生放电；二是施工中损伤绝缘层，出现划痕或折伤，绝缘薄弱；三是电缆本身存在质量缺陷。
2、高频局部放电原理
高频局部放电检测主要是利用高频脉冲电流法原理。当电缆的绝缘本体或接头存在异常缺陷，某一部位发生局部放电时，将产生很陡的高频脉冲信号，脉冲电流将流经设备的接地线，同时在电流方向的垂直面上产生磁场，在电缆的接地线卡上高频电流传感器，电流传感器会从该磁场中耦合到高频放电脉冲信号传输到主机，主机采集信号形成谱图。
3、高频局部放电检测方法
（1）局部放电仪
由HFCT传感器、信号处理采集单元和终端显示笔记本计算机组成，计算机上有数据测试软件和分析诊断软件。
（2）接线步骤
①主机DC 5 V电源接口与电源模块用电源线相连；②主机SYN接口与同步器用同步线相连，一般选择电源同步；③HFCT传感器与主机通过数据线相互连接，4个通道CH1～CH4可任选一个；④主机NET网口与电脑笔记本用网线连接，并将主机接地螺栓用引线接地；⑤将HFCT传感器卡到电缆本体上，接近终端头或中间接头处。
（3）参数设置
①IP设置：软件系统与主机IP地址应该设置在同一局域网内，但不能完全相同；②通道设置：和主机CH1～CH4选择对应；③同步设置：内部同步和外部同步，内部同步为软件同步，外部同步分为电源同步和线圈同步，一般首选电源同步；④增益10 m V～5 V，根据情况改变量程大小，保证显示区域内的信号波形图不超出量程范围；⑤调节采样时长1～10 μs，根据实际情况拉长波形，保证波形清晰，便于分析；⑥高通截止频率500 Hz、50 k Hz、500 k Hz、1MHz和2.5 MHz五个档位，高频信号通常在2～16 MHz间，一般高通选择1 MHz；低通截止频率500 k Hz、5 MHz和20 MHz三个档位，一般低通选择20 MHz；⑦调节门槛值即出发电平，将部分非放电信号排除屏蔽掉，一般正负电平值上下对称。
（4）试品测试
①设置数据保存路径；②数据采集：点击“开始”进行数据采集，并同时调整参数到最佳位置，仪器默认数据采集数20 000点刷新一次，接近20 000点时点击“存储”，分别保存波形文件（.wfma）和参数数据（.chra）；③点击“暂停”停止数据采集。
（5）注意事项
①电磁干扰一般来源于电源，测试前加电源同步器；②线圈卡的时候注意方向，ABC三相方向应一致，用于放电信号的相位定位。
4、数据分析
4.1典型谱图
电缆局部放电一般常见的典型谱图有三类，分别为电晕放电、内部放电和沿面放电，各自特征如下。电晕放电：出现在电缆头有毛刺或尖端部位，谱图波形一般在负半轴；内部放电：电缆主绝缘损伤或接头的放电，谱图波形呈现在一、三象限，正负半轴均有分布，脉冲密集、对称且连续分布；沿面放电：一个半轴出现放电脉冲幅值大，稀疏，另一半轴放电脉冲幅值小，较密。
4,2图谱分析
①打开分析软件，加载文件，选择需要分析的数据进行加载；②显示区域会显示相位谱图（PRPD谱图）和分离分类谱图（TF谱图），两个谱图中点是一一对应的，TF谱图可以进行全选分组；③将信号谱图与典型谱图进行对比，如果出现完全吻合或相似度高，则可初步判定为疑似信号。
4.3噪声、干扰排除
HFCT传感器耦合的脉冲信号并不是单纯的放电脉冲信号，掺杂着噪声、电干扰等信号，需要后期进行排除，一般现场干扰源有驱鼠仪、手机信号、日光灯和雷达信号等。测试前，为确保测试诊断的准确性，屏蔽或关掉现场可能的干扰物，如果现场测试信号波形中发现有疑似局部放电信号，首先通过现场采集背景噪声，对附近金属件或支架、相邻接头进行背景测试排除干扰；再从图中A、B、C相可以看出波形中有类似衰减信号，逐渐排除其他干扰源，若排除后仍有放电信号，则可初步判断为局部放电，进一步确定放电类型和放电部位。
5、案例分析
对某110 k V站，35 k V单芯电缆A、B、C相分别进行高频局部放电检测，电缆两端一端直接接地，另一端通过护层保护器接地，HFCT传感器安装在距电缆接头2～3 m处，信号谱图如图1所示。
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从图中A、B、C相可以看出波形中有类似衰减信号，TF谱图中信号基本分两类，并通过打点回放、调整相位角度发现信号在一三象限，但是一簇一簇间断性的不是连续的，初步发现有疑似放电信号，但不排除是干扰，现场对测试位置处附近电缆金属支架做了背景测试，发现B、C相TF谱图与背景谱图基本吻合，A相稍有不同，对A相TF谱图进行圈选分类仔细分析，信号为两种不同干扰信号叠加，信号为一簇一簇的，不连续，说明信号是干扰信号，为其他干扰源传输过来的，并非电缆头放电。
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