10kV配电网电力电缆局部放电监测探究

余新球

摘要：电力的发展和一个国家的经济发展建设密不可分。我国新中国成立之后，经济建设得到了较大的发展，尤其是进入改革开发，城市建设和现代化建设得到了飞跃的发展。在这种大环境下，电力系统发挥的作用就显得越来越重要，当前10kV配电网的电力电缆就发挥着无可替代的作用。本文从当前10kV配电网电缆的运行状态开始分析，阐述了目前所存在的局部放电的问题以及其发生的机理，最后对局部放电的检测方法进行了分析，希望能对10kV配电网的工作稳定型和安全性起到一定的帮助。

关键词：10kV配电网;局部放电;电缆;管理模式;监测

一、引言

随着社会的发展，对店里的需求也越来越大，这就要求电力系统必须要结合经济建设需求提供高质量的电力资源。这就对电力事业的建设和发展提出了新的要求。为了维护电力电缆的运行可靠性，必须要加强对电缆的检测。当前越来越多的注意力几种在电缆的局部放电检测中。通过对10kV配电网电力电缆的局部放电检测，在不对电缆线的绝缘造成任何伤害的前提下，确保配电网的线路运行可靠性，对于整个电力系统而言，具有非常重大的意义。监测过程中根据放电脉冲的波行特点来去顶电缆是否存在放电的问题，不仅操作简单，可实施性也非常强。及时发现电缆线中的缺陷，并进行维护或者更换，给电缆运行环境提供一个可靠的运行环境。

二、10kV配电网电缆的运行现状

当前，我国电力事业虽然发展的如火如荼，但是由于管理的理念相对落后，电力电缆的建设管理还是以传统的工作模式为主。即采用的是架空线路铺设方法进行电网的运输。这种工作方式不仅可靠性低下，而且效率也相对较低，不能满足我国日益增长的社会需求。我国当前的社会经济现象体现为东部和南部地区的经济发展情况要优于北部和西部地区，沿海城市普遍要好于内地城市，10kV配电网电缆的运行也会体出一定的差异，尤其是在技术条件和工艺操作方面的表现更为明显。在发达的城市和地区，以现代科学技术作为指导建设电力电缆系统，能够实现有线电力运输方式的无杆化改造，它与传统的相比更加具有功能优势，比如操作简单、应用广泛等，有利于提高当前电力系统的管理水平。通过10kV配电网电缆的应用，能减少外界环境对电力系统的影响，这就极大程度上减少了由于外界自然环境所带来的风险。不过在实际操作管理中，10kV配电网电缆的管理运行仍存在不少问题，需要电力企业不断提升管理方法，避免电力事故的发生。从当前10kV配电网的实际运行情况来看，主要存在以下问题：

（一）由于经济发展的需要，配电网的建设也越来越多，其规模日益壮大，这就使得整个配电网电缆的运行环境变得越来越复杂，尤其是运行过程中受到各种因素所导致问题产生的可能性也逐渐增大。比如南北不同環境下的温度和湿度，直接影响到电力运输的质量;不同经济规模的地区，由于用电量不同，对整个配电网电缆的负荷也不一样。经济发达地区由于用电量大，电缆负荷高，出现故障的可能性要大。而在经济欠发达地区，电缆长期处在较低负荷下运行，自然有利于配电网电缆的使用寿命;

（二）10kV配电网电缆的安全性直接关系到用电安全，因此电力电缆的中间接头部位的制作要求非常高。不过在实际配电网电缆的建设过程中，存在电力电缆的制作质量低劣，使得使用过程中产生很大偏差，无法满足正常使用需求。有些虽然在短期内没有表现出来，但是随着使用时间的不断加长，由于负荷无法满足使用要求，使得质量问题不断产生。这些都会对整个电网系统带来不利的影响;

（三）在安装调试过程中，由于工作人员的个人能力存在较大差异，安装效果有着显著的差异。并且随着科学技术的不断发展，现代配电设备形式多种多样，给安装工作带来了较大的挑战。如果安装工作人员经验不足，或者缺乏相关知识，就会给设备的安装过程中带来很多不稳定因素，对整个电力系统造成影响。

三、局部放电的基本原理

交流电缆的绝缘体在制造过程中，可能会由于制造工艺的缺陷带来一些杂质或者形成气泡，或者是电缆施工过程中，施工操作不当使得某一部位的绝缘体有破裂。在电力运行环境中，这些有杂质、气泡或者是有破损的部位，击穿场强要弱于平均击穿场强，当电力运行到一定阶段时，就会在这额区域发生发电现象，在电场的作用下，原本是绝缘区域，但是只在这些有异常的地方发生发电，而没有贯穿施加电压的导体之间，我们称之为局部发电。虽然局部放电的数量级别不大，没有造成击穿的现象，但是会加剧绝缘体的老化。在长时间这种情况下运行，最终会导致绝缘体被击穿，从而给10kV配电网电缆的运行带来故障。

因此，我们要加强日常的检测，尤其是针对局部放电检测，主要目的就是通过早期的检测来发现绝缘潜在的缺陷或者故障，为后续投入到电力系统中尽可能地提供一个安全稳定的环境。

局部发电时主要产生的位置在绝缘内部，如下图所示：

当电缆线中通电后，在电场的作用下，微小气泡中的空气分子会产生游离，正负电子会分别在两端根据不同的极性进行集结，产生集聚电荷。随着气泡中产生的场强不断增大，会击破这些气泡。电荷会产生强烈的中和并形成脉冲电流。此时还会有表面放电和电晕放电等现象。

四、 局部放电的检测方法

在局部放电时，会出现电脉冲、电磁波、光、热等现象，除此以外还会伴随着一些新的生成物或者一些化学变化。因此，可以采用脉冲电流法、超声波法、高频电流法或者光测法、温度测量法等手段来测量。针对不同阶段，

（一）电缆局部放电的快速检测阶段

适合采用暂态接地电压波法和高频脉冲法相结合，也就是将TEV的传感器放在高压开关柜的外壁上，HFCT传感器放在10kV电缆线的接地线上。一般来说在30S以内即可对该段10kV电缆的局部放电进行监测，对高压开关柜和电缆的放电量进行识别;

（二）“指纹”诊断识别阶段

当放电量过大达到绝缘预警和绝缘警报的阶段时，采用电磁波法进行诊断分析。具体操作为：将电磁波传感器紧贴在电缆接头、绝缘薄弱的区域，使用的采样率为100MS/s，以获得局部放电信号，并通过噪音识别技术绘制出局部放电的指纹图谱，这样就可以比较高精度地表示出放电的严重程度以及放电故障类型，便于采取合适的修复手段;

（三）电缆的局部放电监测阶段

结果上一步的识别之后，将有问题的电缆线区分出来，并采用在线监测手段来管控。具体操作为：从电缆头接地线通过HFCT对电缆线的局部放电程度进行长时间无间断的监测，并将采集到的数据通过GPRS传输给服务器中心进行处理，分析出放电量和放电趋势，为改善对策的制定提供技术支持。

通过上述3中手段，能够对电流进行识别，快速诊断出故障类型，为问题的预防和改善提供可靠的技术保障。

五、结语

在电缆施工中，局部发电监测的使用越来越频繁。它能及时发现电缆中是否出现了绝缘方面的问题，为电网的可靠稳定运行提供了强大的技术支持。在减少电力电缆的突发性事故、减少对社会经济和人们生活造成的影响方面做出了突出的贡献。

参考文献：

【1】朱瑾.  10kV配电网电缆运行的有效管理模式研究，科技创新导报，2020-04;168-169