劉杰

摘 要：進入二十一世紀(jì)以來，我國的經(jīng)濟發(fā)展呈現(xiàn)出爆炸式增長態(tài)勢，與之相對性的是各項資源能源的短缺和更大的負(fù)荷，這些都對現(xiàn)如今的經(jīng)濟發(fā)展造成一定的影響，成為一項亟待解決的問題。在電力能源的供應(yīng)方面，電力行業(yè)不斷推陳出新，開拓創(chuàng)新，進行產(chǎn)業(yè)升級和技術(shù)提升，希望能夠?qū)﹄娏敵鰷p輕工作壓力、減少安全隱患。本文基于高壓電纜附件的視角，對高壓電纜附件局部放電超高頻監(jiān)測與分析進行了深入的探究，旨在為電力電纜的日常工作減輕壓力，檢測出更多的安全隱患，為高壓電纜的安全運行提供保障。

關(guān)鍵詞：高壓電纜附件；局部放電；超高頻檢測

前言

隨著我國城市化進程向縱深方向發(fā)展，我國城市的人口越來越多，供電壓力越來越大。針對這一現(xiàn)狀，電力行業(yè)在不斷地進行技術(shù)提升，以帶來越來越大的供電輸出，應(yīng)對越來越復(fù)雜的電力安全問題。隨著專家學(xué)者的不斷深入研究，人們逐漸發(fā)現(xiàn)高壓電纜附件局部放電超高頻檢測對應(yīng)對電力電纜的安全問題有至關(guān)重要的作用。本文首先對高壓電纜局部放電檢測的意義進行了簡單介紹，隨后便對高壓電纜附件放電產(chǎn)生的原因以及監(jiān)測方法進行了深入分析，然后對高壓電纜附件局部放電超高頻檢測的系統(tǒng)進行設(shè)計，最后對其仿真結(jié)果進行了仔細(xì)研究。通過一系列的檢測與分析，本文希望能夠引起更多的業(yè)內(nèi)人士對高壓電纜附件局部放電超高頻檢測的持續(xù)關(guān)注，推動這一檢測技術(shù)得到更好地推廣與發(fā)展。

1 高壓電纜局部放電檢測的意義

高壓電纜局部放電檢測的意義最主要的便是發(fā)現(xiàn)電纜故障隱患，為高壓電纜的安全運行提供可靠保障?，F(xiàn)如今，許多電纜在長時間的工作運行后收到嚴(yán)重?fù)p傷，容易引發(fā)安全隱患和電力運輸不順暢等諸多問題，因此對這些問題電纜進行放電檢測已經(jīng)刻不容緩。但是實際工作中，要對數(shù)量龐大的電纜故障點進行逐一的檢測分析不太現(xiàn)實，會浪費大量的人力物力，所以我們要對高壓電纜局部放電進行檢測，不僅可以應(yīng)對已經(jīng)出現(xiàn)的電纜故障，還可以科學(xué)的預(yù)防電纜故障隱患的出現(xiàn)，從源頭上保證高壓電纜的安全平穩(wěn)運行。

2 高壓電纜附件局部放電產(chǎn)生的原因以及檢測方法

2.1 產(chǎn)生原因

絕緣體中的部分電場強度高于擊穿場強、導(dǎo)體直徑過小導(dǎo)致的電場集中、浮動電位金屬體出現(xiàn)感應(yīng)放電，以上三種情況都有可能產(chǎn)生高壓電纜附件局部放電。

2.2 檢測方法

脈沖電流法、化學(xué)檢測法和光測法等都是常用的檢測方法。

3 高壓電纜附件局部放電超高頻檢測的系統(tǒng)設(shè)計

3.1 中間接頭物理模型的構(gòu)建

一般情況下，對于電纜物理模型的構(gòu)建主要是針對于電纜纜心的構(gòu)建，進一步的分析內(nèi)部電磁信號的傳播特性。往往在其構(gòu)建的過程中通過借助于一種中間接頭實現(xiàn)對電纜的連接，同時為了更好地保護內(nèi)部電場分布的情況，往往將導(dǎo)電線芯和連接管有機的相連接。

3.2 激勵源與便捷條件的設(shè)置

激勵電流源模擬時通常采用脈沖高斯函數(shù)，其脈沖峰值為10mA，脈沖的寬度為Ins，1GHz為半峰值頻率，激勵源時域波形如圖1所示、頻譜如圖2所示。

3.3 網(wǎng)格劃分和邊界條件

一般情況下，影響局部放電信號傳播最主要的因素則是半導(dǎo)電層，在匹配層的波阻抗無任何反射直接傳入完全匹配層時，使得介質(zhì)有所損耗，同時在介質(zhì)進入匹配層之后，有限的基層匹配層介質(zhì)對于入射波有著良好的吸收效果。

4 仿真結(jié)果分析

4.1 檢測位置的影響

通過對不同位置的檢測點的比較，我們可以發(fā)現(xiàn)各個檢測點之間的電場強度在徑向方向較大，而縱向分量卻很小。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)這種情況主要是因為局部放電電磁波在電纜內(nèi)部的半導(dǎo)體層發(fā)生了幾不可見的折射現(xiàn)象。

4.2 接收距離的影響

檢測點設(shè)置于90附件和本體內(nèi)，進而與電纜軸方向水平，此時局部放電在附件內(nèi)的能量主要集中于超高頻段，然而，本體中的能量主要在超高頻能量的影響下逐漸向低頻方向移動，同時本體衰減較附件平緩，由于本體傳播的局部放電信號主要是以低頻信號為主，而低頻分量衰減的幅度遠遠小于超高頻分量，同時能量的衰減相對不大。

4.3 金屬護套尺寸的影響

一般來說，不同尺寸的波導(dǎo)在一定程度上對超高頻電磁波的傳播有著不同的截止頻率，而局部放電超高頻信號能量的多少直接影響著截止頻率。就其實質(zhì)性而言，電力電纜的電壓等級相對較低，從根本上說，金屬護套更適應(yīng)于局部放電超高頻信號的檢測，但是同樣也加大了傳感器尺寸設(shè)計的難度。

4.4 半導(dǎo)電層尺寸的影響

一般情況下，半導(dǎo)電層主要是局部放電陡脈沖傳播的影響因素。本體中的局部放電超高頻信號畸變相對嚴(yán)重，同時其波頭較為平緩，復(fù)制和振蕩頻率也有所降低，其原因主要是半導(dǎo)電層電導(dǎo)率和介電常數(shù)較大，同時又是一種非線性頻變的有耗介質(zhì)，往往不同頻率的局部放電的電磁波能夠在該界面產(chǎn)生不同的折射和反射，進而導(dǎo)致能量衰減和波形畸變。

5 結(jié)束語

綜上所述，本文對高壓電纜附件局部放電超高頻檢測進行了深入探究，首先明確了高壓電纜附件局部放電檢測相關(guān)的原理、目的、意義和方法等基本理論依據(jù)，然后對高壓電纜附件局部放電超高頻檢測進行了系統(tǒng)模擬設(shè)計，分別對中間接頭物理模型、激勵源與便捷條件、網(wǎng)格劃分與邊界條件三大方面進行了仔細(xì)分析，最后對所設(shè)計的系統(tǒng)運行的仿真結(jié)果進行了分析，觀察檢測位置、接收距離、金屬護套尺寸和半導(dǎo)電層尺寸對局部放電超高頻信號的影響。指出高壓電纜附件局部放電超高頻檢測的重大現(xiàn)實意義，可以對超高頻信號內(nèi)部的絕緣缺陷產(chǎn)生的局部放電信號進行有效檢測，為高壓電纜的安全工作保駕護航。

參考文獻

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