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摘要：近年来，我国的城市化进程有了很大进展，对电能的需求不断增加，便携式电缆的应用也越来越广泛。便携式电缆出现的局部放电现象会降低电缆的绝缘效果，很容易产生电力绝缘击穿事故，需要相关人员做好便携式电缆的局部放电管理工作。基于此，本文从便携式电缆局部放电检测方法入手，研制了一种便携式电缆局部放电检测系统，以期为相关人员开展局部放电管理工作提供帮助。
关键词：便携式电缆；局部放电；检测系统
引言
随着经济发展和城市规模的扩大，大连地区各等级输电电缆线路呈逐年增多的趋势，电缆运维工作的重要性日渐凸显，工作任务愈加繁重。采用传统的巡线方法费时费力，效率低下，且仅能发现线路管道中存在的一些肉眼可见的安全隐患，而对判断电缆的绝缘状态无能为力。电缆线路中如果存在缺陷，在一定条件下会发生放电。局部放电检测作为一种带电检测手段可检出此种缺陷，目前在应用中已取得一定成果。
1电力电缆局部放电带电检测重要性
在电网建设过程中，部分施工单位为了节约成本使用拙劣的电缆，拙劣的电缆会给整个电网施工带来不利影响，让工程施工以及附件安装中因为电缆不合格引起电缆线路对外停电，为整个工程的施工带来严重损失。对电力电缆进行局部放电带电检测，可以实现对电力电缆质量的控制，有效保障电缆质量，增强电缆供电的可靠性，为电网工程建设的后续使用打下良好的基础。
2便携式电缆局部放电检测方法
2.1高频电流（HFCT）法
HFCT法在电缆局放检测中最为基础。电缆发生局部放电时，会产生高频脉冲电流，HFCT传感器通过耦合其激励出的电磁场信号，产生感应电动势。该电压信号可以反映局部放电的信息。局部放电产生的高频脉冲会向电缆两端传播，沿一个方向能直达HFCT传感器，沿另一个方向传播到电缆末端，再经过反射到达传感器，因此会产生脉冲到达传感器的时间差。根据脉冲信号在电缆中的传播速度，可以实现局放定位。使用两个HFCT传感器同步检测还可以实现局放点方向的判断。如果局放点在两个传感器中间，两个传感器采集到的信号是相反的。如果局放点在两个传感器同侧，两个传感器采集到的信号是相同的。
2.2超声波法
在电缆出现局部放电现象时，会出现20kHz以上的超声波，技术人员可以通过超声波传感器的应用，采集局部放电产生的超声波，从而实现局部放电现象的精准检测，但是在便携式电缆的绝缘环境下，超声波的衰减效果较为显著，所以检测范围相对狭窄；其二，高频电流法，在电缆出现局部放电现象时，会产生脉冲电流信号，技术人员可以通过高频电流传感器的应用，采集局部放电产生的高频电流，但是在实际应用中，传感器的信号采集会受到电磁干扰的影响；
2.3联合检测与定位技术
该种联合检测技术主要在电缆附件处实现，电缆附件包括电缆终端和电缆中间接头。将HFCT传感器套接在电缆附件的接地线上或附件相邻的电缆本体上，UHF传感器和AA传感器安装在电缆附件的附近，如图4所示。对电缆线路进行巡检时，使用HFCT传感器和UHF传感器对各电缆附件进行检测，判断局放源的大概位置。之后在大致局放点附近安装两个HFCT传感器，判断局放源的方向。最后，利用三种传感器对局放点进行联合定位。
3便携式电缆局部放电检测系统的研制
3.1检测系统的运行原理
便携式电缆局部放电检测系统主要包括传感器、信号采集模块、信号处理模块以及便携主机三部分。为了保障信号的有效传输，笔者在检测系统中设置了四个信号采集通道，传感器通过四个采集通道完成相关参数的采集，参数信号首先被传输到前置处理模块，进行滤波和放大处理；再传输到主板进行再处理，选择两个采集通道的信号传输到采集卡，开展模数转换处理；最后，将处理的信号传输到便携主机中，完成局部放电的检测。在上述检测系统中，技术人员可以利用设备外置的开关，调节采集通道信号的检测方法，选择两个检测方法同时开展局部放电检测，提升检测系统的精度。为了保障现场检测的有序进行，笔者在主机箱中设置信号采集模块及处理模块，并将传感器及便携主机安置于配件箱中，在保障信号精准检测的同时，提升检测系统的应用便捷性。
3.2达到状态检修目的
在电网建设过程中，对于设备的检修是非常重要的。设备检修可以及时的发现设备中存在的问题，根据问题采取措施，从而保障设备可以稳定运行。油纸绝缘电力电缆本体和电缆的附件在运行很长时间后，设备本身可能会存在一定的问题，对于整个工程造成一定的安全隐患。对于电力电缆实行局部放电检测，可以很好地通过检测检查设备状态，达到设备检修的目的。另一方面，一些电力企业可能会存在对外供电突然停电的现象，这可能是由于电力电缆发生故障造成的，对其进行检测可以查明原因，减少电力企业的损失。
3.3检测系统的硬件、软件设施
（1）检测系统的硬件设施。第一，传感器。在本文研制的检测系统中，传感器主要负责采集三种检测方法所需的信号，即超声信号、高频电流信号以及特高频信号，根据不同的信号特征，设计相应的采集方案。其中，超声信号传感器选择压电式超声波接收器，将设备探头放置于靠近便携式电缆的位置即可完成信号的采集；高频电流信号传感器选择钳型结构的采集器，将设备与便携式电缆接地线连接即可完成信号的采集；特高频信号传感器选择矩形微带天线，将设备和便携式电缆的接头连接即可完成信号的采集。第二，信号处理模块。本文研制检测系统的信号处理模块主要包括前置处理单元和主板两部分，前置处理单元主要负责采集信号的滤波、检波及放大处理，为信号转换提供条件。本节主要以特高频信号的前置处理单元为例，分析其硬件设施，主要通过无源带通滤波器实现信号滤波；通过芯片AD8318电路实现信号检波；通过放大器实现信号放大。在信号处理模块，主板主要负责子单元的工作电压调节，保障信号处理的有效进行。主板的主要硬件设施为ADG1434芯片。需要注意的是，在进行信号处理模块的设计时，需要注重信号干扰的影响，笔者将信号处理模块的线路设置为差分线路，可以有效提升信号传输的可靠性及抗干扰性。第三，信号采集模块。信号采集模块的主要硬件设施为NIUSB-5133采集卡，可以将模拟信号转变为数值信号。这一型号的采集卡具有采样率高的优势，能够保障信号采集的全面性及准确性，为局部放电检测提供保障。（2）检测系统的软件设施。检测系统需要为电力企业的技术人员提供局部放电检测结果，而结果需要通过软件设施的设计进行显示。在本文研制的检测系统中，显示界面主要包括图形显示、信息显示及工具栏这三项功能，具有两种工作模式。其一，连续采样工作模式，在该模式下，检测系统会根据原始信号进行时域波形的显示，技术人员可以直接观测到信号内容；其二，实时诊断模式，在该模式下，检测系统会定期开展放电信号数据的分析，并自动生成信号特征图谱及诊断报告。
结束语
综上所述，电力行业对于国家的发展非常重要，电缆是电力实现有效、安全运输的基础，因此，相关人员要不断完善电力电力局部放电带电检测技术，保障电力运输安全、稳定。
参考文献：
[1]高元生，吴健，杨利彬．10kV透明电缆终端典型缺陷局部放电特征研究［J/OL］．绝缘材料，2019（03）：51-57．
[2]于东明．电动车组高压电缆局部放电检测技术［J］．铁道车辆，2019，57（03）：4-7+51．
[3]杨凯，钱勇，段玉兵等.便携式电缆局部放电检测系统的研制[J].电气自动化，2017（5）：78-80，108.