概述

由于交联聚乙烯（XLPE）电缆具有绝缘性能好、易于制造、安装方便、供电安全可靠、有利于美化城市等优点，在60年代初问世以来的50余年中得到了迅速发展。在中低压领域几乎替代了油浸纸绝缘电缆，并已在高电压等级中使用。近十年来，我国城市电网中大量采用XLPE电力电缆输配电。但是这种电缆的绝缘结构中往往会由于加工技术上的难度或原材料不纯而存在气隙和有害性杂质，或者由于工艺原因，在绝缘与半导电屏蔽层之间存在间隙或半导电体向绝缘层突出，在这些气隙和杂质处极易产生局部放电（PD），同时在电力电缆的安装和运行过程当中也可能会产生各种绝缘缺陷导致局部放电。由于XLPE等挤塑型绝缘材料耐放电性较差，在局部放电的长期作用下，绝缘材料不断老化最终导致绝缘击穿，造成严重事故。

据有关资料统计，电力系统中的电力电缆的事故主要发生在其接头处，事故原因很大程度上取决于接头的施工条件和施工技术。为了保证电力电缆的安全运行，要求在接头做好后进行耐压和局部放电的试验。同时，对已经进入运行的电缆也能经常测量其局部放电以评估其绝缘状态。因此，对电缆接头进行现场局部放电监测，对实现电力系统的安全运行，进而对经济发展、社会稳定都有重要的意义。

1.2、监测原理：

1.2.1电缆局放的产生：

在电缆的绝缘介质中，由于制造缺陷、材料老化、环境因素等，可能会产生局部放电，局部放电事件会产生高频脉冲信号，这些信号的频率远高于电力系统的基波频率，且会在电缆的屏蔽层内传播，并通过接地线进入大地。高频电流法的基本原理就是通过卡在接地线上的高频脉冲电流传感器监测局放产生的脉冲电流信号，从而获得被监测设备的局部放电信息。

进行局部放电试验， 不但能够了解设备的绝缘状况，还能及时发现许多有关制造与安装方面的问题，确定绝缘故障的原因及其严重程度。因此， 对电力设备进行局部放电测试是电力设备制造和运行中的一项重要预防性试验。

局放放电的放电 原因入下图所示：

1.2.2、电缆局放监测原理：

当电缆线芯中有电流流过时，将会使金属护套上产生感应电势。在护套开路时，这个感应电势可能会很大，有时不但会危及人身安全，还会击穿金属护套的外护层，尤其是电缆线路发生过电压及短路故障时，在金属护套上会形成很高的感应电压，使电缆外护套绝缘发生击穿，故应在金属护套的一定位置采用特殊的连接方式和接地方式。

当护层两端都接地时，就和大地形成一个通路，从而产生了接地环流。护层接地方式不当时，这个环流大小甚至可以达到线芯电流的50%或者更高，使得金属护层上产生大量的损耗，影响了电缆的载流量并且使得电缆绝缘加速老化，同时电缆线路的许多故障会表现为金属护层接地环流的变化，比如护层绝缘损坏引起的多点接地、护层接地系统遭到破坏（接地线或者交叉互联线被偷盗）等，而电缆主绝缘或者接头处存在缺陷的而产生的局部放电信号电流也会流经电缆护层的接地线，这些不同类型的接地电流成分不仅可以反映电力电缆金属护层自身的状态，也可以反映主绝缘的品质状态（如老化以及缺陷等）引起的局部放电在内的多类故障。

电缆内部局部放电产生的电流脉冲还可以激发出电磁波，包括中低频和UHF段(0.3-1.5GHZ)电磁波，然后根据接收的信号来分析局部放电的严重程度及其位置。该方法特别适合在电缆头位置处检测，电缆头是局放发生概率的位置，且UHF信号更容易传出来被检测到，可定制合适的频带来实现抗干扰的目的，也能对故障实现定位。

1.3系统简介：

高压电缆局部放电监测系统是一款专为保障高压电缆安全稳定运行而设计的智能监测设备。通过传感技术与数据分析算法，实时捕捉高压电缆在运行过程中产生的局部放电信号，实现对电缆绝缘状态的评估与故障预警，有效降低电缆突发故障风险，减少停电事故，提高电力供应的可靠性与稳定性。

系统采用模块化设计方法，通过安装在电缆接头接地线上的脉冲电流传感器，来耦合电缆本体里的局部放电脉冲电流信号，耦合到的脉冲信号通过同轴电缆传送至智能无线数据采集终端，经多次采集后， 对模拟信号经过滤波、放大处理和模拟数字转换后变成数字信号，再经过高阶数字滤波处理后由处理器经过无线信号发射单元传送至服务器。

检测单元采用电流感应同步方式或者交流电源获取同步方式，用以标定各种特征信号发生的时刻值，实现各终端之间的相位和时基同步，方便后续局放图谱分析。

终端将系统所设置的每个测量周期内的局放信号峰值，有效值计算，加入时戳，传输给服务器。

电缆局放在线监测系统图

1.4系统特点：

1. 4.1实时监测

数据采集：与局放监测设备相连，实时采集电缆局部放电的相关数据，如放电幅值、放电次数、放电相位等。

状态展示：以直观的界面实时展示电缆的局放数据和运行状态。运维人员可以通过软件随时了解电缆当前是否存在局部放电现象以及放电的严重程度。

1.4.2故障预警与报警

阈值设定：允许用户根据电缆的类型、运行环境等因素设置局部放电的报警阈值。当监测到的局放数据超过设定阈值时，软件能够及时发出预警信号。

多级报警：支持设置多级报警机制，根据放电严重程度的不同发出不同级别的报警信息，如轻微放电时发出预警提示，严重放电时发出紧急报警，提醒运维人员采取相应的措施。

1.4.3数据分析与诊断

历史数据存储：对采集到的局放数据进行长期存储，形成完整的历史数据库。通过对历史数据的分析，可以了解电缆局放的发展趋势和变化规律。

数据分析功能：具备多种数据分析功能，通过这些分析方法，可以深入了解局部放电的特征和类型，判断电缆绝缘故障的位置、原因和严重程度。

故障诊断：根据数据分析结果，结合专家系统和故障诊断模型，对电缆的绝缘状态进行评估和诊断，给出故障诊断结论和处理建议，为运维决策提供科学依据。

1.4.4系统管理与维护

设备管理：对监测设备进行集中管理，包括设备的添加、删除、参数设置、状态监测等功能。通过软件可以实时了解监测设备的工作状态，及时发现和处理设备故障。

用户管理：提供用户管理功能，对不同用户分配不同的权限，确保系统的安全性和数据的保密性。只有用户才能访问和操作系统的相关功能。

系统配置与维护：支持系统的配置和维护功能，如系统参数设置等，保证系统的稳定运行和数据的安全性。