0 引言

近年来，随着我国电网的改造升级，高压XLPE（交联聚乙烯）电力电缆由于其自身的优点，逐渐成为城市电网的重要组成部分。同时，电缆故障数量也在逐年增加，影响了电网的安全运行。随着电缆投运时间增长，会受到环境影响而发生局部绝缘退化等“老化”现象。与传统架空输电线路不同，电力电缆故障后的故障定位工作困难，即便及时找到故障点，电缆的抢修工作量也非常大。因此，一旦主要电力传输通道电力电缆发生故障，势必引起长时间的停电，供电可靠性和电网安全性均得不到保障。例如2013-06-05，上海电网越江电缆突发故障导致停电事故，约1.3万户居民受影响，1 h后才恢复全部供电，一周后，故障得以全面消除。因此，提前发现电力电缆内部绝缘缺陷，掌握电力电缆运行状态具有重要意义。

1 电网电缆诊断现状 1.1 国内外现状

在“状态检测”概念出现之前，供电企业普遍通过耐压试验来检验电缆的绝缘、老化状况，即通过对电缆施加几倍于正常运行电压的高电压来击穿电缆上的缺陷点，从而发现故障隐患。但耐压试验的结果受缺陷类型的影响较大，准确性不稳定。另外，耐压试验虽然可以检查出电缆的部分缺陷，但由于对电缆施加的电压较高、试验时间较长等，容易产生新的缺陷，对电缆造成二次伤害^[1-2]。随着研究的逐步成熟，局部放电作为度量新电缆缺陷的一种方法被业界接受。

局部放电现象普遍存在，当它的放电水平和放电频次达到一定程度时，会促使绝缘状况进一步恶化，直到将绝缘击穿。很多电缆故障都是由局部放电导致的。通过测量电缆局部放电量沿电缆长度的分布，就可以对电缆的绝缘有1个直观的判断。一般来说，所施加的电压越高、频率越大，就越容易激发局部放电。

局部放电是电缆发生故障的前期征兆，在局部放电易发期，检测电缆绝缘局部放电的程度，根据检测结果判断电缆的绝缘健康状况，同时，利用电缆局部放电信号，结合行波测距方法，对放电位置进行精确测定，并采取相应的解决措施，对电缆乃至电网的安全运行有着重要的意义。

1.2 内蒙古电网现状

近几年内蒙古电网开展了对网内电力电缆的缺陷分析工作，发现网内电力电缆故障较多，但有效的带电检测技术欠缺。2016年，利用MPD600型局部放电带电检测系统，在网内首次开展了电力电缆状态带电检测。为进一步扩大带电检测范围，加强对检出缺陷的电力电缆解体分析，建立了电缆局部放电指纹型特征图谱库，以便掌握缺陷分析技术，提升缺陷诊断水平。同时，修编《输变电状态检修试验规程》，对带电检测相关技术做出明确要求和规定，指导基层单位开展相应的带电检测工作，从而大大提高了内蒙古电力（集团）有限责任公司电力电缆运行维护水平。

2 电缆精确诊断技术 2.1 局部放电诊断

局部放电是指固体或液体电气绝缘的一小部分在高电压作用下出现的局部介质击穿。在电力电缆和电缆附件（例如接头和终端）发生绝缘击穿之前通常都会出现局部放电现象，可能是由于电力电缆内部存在缺陷（例如空穴、裂缝或者异物颗粒），或电缆外面的半导体层、接头、终端在安装过程中受到损坏。

研究显示，XLPE电缆的击穿故障原因中，74%是由电缆本体或附件绝缘体内杂质引起的电树枝老化，26%是由屏蔽层表面粗糙引起的电树枝老化^[3]，而局部放电是定量分析电树枝劣化程度的有效方法之一^[4]，对于在运电力电缆，局部放电带电检测是目前最为有效的方法。

局部放电带电检测是现场调试过程中对电力电缆和电缆附件进行质量检查的关键判别手段。在进行例行测试和诊断性试验过程中按照IEC 60270、IEC 60840和IEC 62067标准生成准确、可靠并可重复的局部放电测量量。

2.2 MPD600型局部放电带电检测系统

奥地利OMICRON公司的多通道MPD600型局部放电带电检测系统是目前世界领先的电力电缆PD在线检测系统，拥有三通道同步测试和3PARD同步相位分离2个核心专利技术，利用方向耦合传感器可以定位到厘米范围，可在强电磁干扰环境下非常好地抑制外部干扰，清晰分离不同放电源，得到不同放电源的放电图谱并进行定位，从而达到提前判断并定位电缆局部放电缺陷的目的。

MPD600型局部放电带电检测系统对正脉冲检测的线性度优于负脉冲，表现的点云图呈点圆状，各个量值的点云图分布均匀，接近理想值^[5]。根据技术手册校准后，检测不确定度为±2%^[6]，该检测系统对负脉冲检测的线性度是可接受的，而且通过校准定标可以进行修正。说明点云图测评局放仪线性度是可行的，测量的误差在合理范围内。故障诊断原理和波形见图 1，电缆故障定位图见图 2。

3 精确诊断效果分析

利用MPD600型局部放电带电检测系统，对内蒙古电网所辖供电企业35~220 kV曾发生绝缘故障的同批次电力电缆开展了局部放电带电检测，检出2条电力电缆存在放电缺陷。掌握了电力电缆运行状况，为供电企业有针对性地开展电缆运维工作提供了依据。

3.1 电缆安全健康诊断

（1）H供电局连续发生多起110 kV电力电缆缆头放电故障，由于缺乏有效检测手段，供电局无法掌握同批次在运电力电缆状态，电缆安全运行风险非常大。通过对同批次的古大线、谷中线、昭友线、青友线等开展带电检测，未发现电缆有局部放电现象，掌握了电缆健康状况，避免了盲目更换缆头，做到了“应修必修”。

（2）B供电局220 kV鹿钢变电站110 kV出线电力电缆曾发生过缆头绝缘故障，造成较长时间停电。通过对鹿钢变电站110 kV电力电缆开展带电局部放电测试，掌握了在运电力电缆健康状况，避免了电缆突发故障的发生。

3.2 电缆精确诊断

（1）检出W电业局220 kV顺达变电站1相35 kV电力电缆放电缺陷，并定位放电点在电缆端部缆头附近。经现场核实，确认了故障点，避免了缆头爆炸故障发生。局部放电波形如图 3所示，电缆故障放电位置如图 4所示。

（2）检出E电业局110 kV商混变电站35 kV转龙湾煤矿Ⅱ线L1相绝缘间空穴放电，建议该局重点监测。3FREQ局部放电图见图 5，初步判断放电部位如图 6所示。

3.3 制定相关制度规范

编制ND/生技PG 049—2016《内蒙古电力（集团）有限责任公司电力设备带电检测技术规范（试行）》和ND/生技PG 050—2016 《内蒙古电力（集团）有限责任公司电力设备带电检测仪器配置导则（试行）》 2项企业技术标准，为规范开展电力设备带电检测工作提供了技术依据。

4 结语

利用MPD600型局部放电带电检测系统在内蒙古电网开展针对电力电缆的局部放电精确检测，清楚了解电网电缆的真实状态，对于没有绝缘隐患的电缆可避免过度维修，对存在潜在威胁的电缆及时查找出危险点，及时检修，确保了电缆“应修必修”，有效保障电网可靠供电。根据检测结果建立电缆局部放电指纹型特征图谱库，掌握了典型缺陷局部放电分析技术，提升了缺陷诊断水平，大大提高电力电缆运行维护水平。