何爽
广州地铁设计研究院股份有限公司 广州，510000
摘要：使用10kV交联聚乙烯电缆制作了2种缺陷模型，在实验室搭建直流电压叠加负载局部放电试验平台，研究在不同负载下XLPE电缆直流局部放电特性。
关键词：直流电压；交联聚乙烯电缆；负载；局部放电
引言
自1999年世界第一个商业运行的柔性直流输电工程投运以来，柔性直流输电的电压从±80kV发展到±320kV，容量从50MW发展到上千MW，直流电缆绝缘状态评估等研究成为十分必要且迫切的问题。局部放电是表征绝缘状态最有效的方法之一，但目前国内外对XLPE电缆直流局部放电研究甚少。本文搭建直流叠加负载的局部放电试验平台，研究XLPE电缆在不同负载下直流局部放电特性。
1高压直流局部放电试验平台
试验采用的直流带负载局部放电试验原理如图1。两条电缆回路分别作为对照回路和试验回路。测量对照回路电缆导体温度和表面温度及试验回路电缆的表面温度，当两回路电缆表面温度相同时，认为两电缆导体温度也相同。试验用电缆为单芯铜导体 XLPE电缆。缺陷为接头内主绝缘气隙、应力锥错位。
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图1 试验原理图
试验时先施加负载，待回路各测温点温度稳定后，再叠加直流电压。测得电缆导体温度维持70℃时即满载电流值I0为440A。
2 试验结果及分析
2.1 不带负载时局部放电
逐级升压到放电起始，连续采集30分钟放电数据，如图3~4。主绝缘气隙放电集中在前5分钟放电幅值高，应力锥错位放电在后5min有较大增强放电幅值低。
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q-t及n-t图反映放电连续性特征，但不能表达放电间的关联信息。本文选取放电概率密度H(q)及相邻放电q-t图来表征放电统计特征，如图5。主绝缘气隙q范围小而t范围大，65.6%的放电集中在900~1080pC；应力锥错位q范围大而t范围小，85.7%的放电集中在600~720pC。
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3.2不同负载时局部放电
测试在不同负载下温度参数如表1。
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如图6，同一负载下应力锥错位放电t范围明显小于主绝缘气隙，q范围则明显大于主绝缘气隙。随负载增大，q及t分布范围快速发散。统计在t<2s且|q|<100pC的放电占比随负载增大而变化趋势如表2。
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如图7，随负载增大2种缺陷放电均向大幅值偏移，主绝缘气隙表现的尤其明显。
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3 结论
本文采用XLPE电缆及附件制作2种缺陷，研究了不同负载下直流局部放电特征。结果表明回路所带负载对缺陷的局部放电行为具有明显的影响。本文所做研究仅是在试验室环境下对XLPE电缆直流局部放电特性的基础试验分析，运行环境、缺陷严重程度等均会对电缆故障放电产生影响，直流电缆的局部放电特性仍需深入研究。