电力电缆局部放电–图谱的识别ppt课件

电力力电缆局部放局部放电 图谱的的识别 电缆头的内部构造，其中框的内部构造，其中框线处是常是常见电缆头因施工不良造成因施工不良造成局部放局部放电的位置，的位置，1施工不良的情况是残留空气于施工不良的情况是残留空气于电缆头里，里，2施工人施工人员清清洁不当不当让杂质留于留于电缆头内，内，3应力力锥并未套至外半并未套至外半导处，造成，造成应力力锥失效的状失效的状态，4外半外半导切割不完整切割不完整 不管是任何一种瑕疵都会造成不管是任何一种瑕疵都会造成电缆头内部的介内部的介电常数分布不均，常数分布不均，并形成内部并形成内部电位分布不均匀而造成内部的异常放位分布不均匀而造成内部的异常放电，以下的案例将分以下的案例将分类探探讨不同瑕疵所造成的局部放不同瑕疵所造成的局部放电，并，并经由解由解剖剖电缆头来来验证活活线局部放局部放电测试的的实用性，以及用性，以及电缆头内部内部的瑕疵与放的瑕疵与放电图谱间的关系。的关系。电力电缆局部放电 图谱的识别 电缆头的内部构造，其中框线处1 1电力力电缆局部放局部放电 图谱的的识别 1.残留空气残留空气电缆头在施工在施工时常因常因为在剥除外半在剥除外半导层时，易割，易割伤绝缘层造造成表面不平整，或残留半成表面不平整，或残留半导体于体于绝缘体的表面上，然后又未体的表面上，然后又未以砂以砂纸磨平或加硅脂膏填磨平或加硅脂膏填补细缝等等处理，若以理，若以热缩式式电缆头而言，残留空气大多是而言，残留空气大多是热缩不完整所致，不完整所致，这些因施工不良残些因施工不良残留的气泡留的气泡(Void)，会因空气的介，会因空气的介电常数小，而常数小，而绝缘体的介体的介电常数高，所以空气所分布的常数高，所以空气所分布的电场强度就大，当此度就大，当此电场强度大度大于空气的崩于空气的崩溃电压时，就会造成，就会造成间隙隙处的空气开始放的空气开始放电，并，并加速加速电缆头的的绝缘劣化。劣化。电力电缆局部放电 图谱的识别 1.残留空气2 2电力力电缆局部放局部放电 图谱的的识别 如下是几个于如下是几个于现场活活线局部放局部放电测量到的放量到的放电图谱，其放，其放电特征特征类似外部放似外部放电，放，放电角度主要分布在角度主要分布在090 及及180270 之之间，而且而且负半周放半周放电比正半周放比正半周放电还明明显，放，放电量都在数百量都在数百pC 之之间，当当时只知道只知道电缆头有明有明显的放的放电讯号，但号，但实际上不清楚上不清楚电缆头内内部的放部的放电位置及放位置及放电形形态。电力电缆局部放电 图谱的识别 如下是几个于现场活线局部放电3 3电力力电缆局部放局部放电 图谱的的识别 因因为经由局部放由局部放电检测得知得知电缆头有异常放有异常放电的的讯号，所号，所以决定更以决定更换有异常放有异常放电讯号的号的电缆头，后来，后来经解剖解剖电缆头后就后就发现因空气残留于因空气残留于电缆头内的放内的放电现象，而且已象，而且已经明明显的碳化，此外也包括的碳化，此外也包括绝缘体因施工移除外半体因施工移除外半导体体时的切的切痕痕过深的放深的放电现象。象。电力电缆局部放电 图谱的识别 因为经由局部放电检测得知电缆4 4电力力电缆局部放局部放电 图谱的的识别 当当电缆头内部残留空气放内部残留空气放电造成如上造成如上图的碳化的碳化现象象时，除了一开始的，除了一开始的电场分布不均匀外，也会影响整个分布不均匀外，也会影响整个电力力线的分布，的分布，电力力线会集中在碳化的会集中在碳化的位置，最后会位置，最后会发生如生如图短路事故，短路事故，这种短路事故属于高阻种短路事故属于高阻抗故障，故障抗故障，故障电流流较小，而且小，而且XLPE 绝缘层完整如初，从中心完整如初，从中心导体到体到绝缘层找不到任何放找不到任何放电痕迹，但从事故点到接地端会有明痕迹，但从事故点到接地端会有明显的的闪络痕迹，痕迹，这是是电缆头内部空气放内部空气放电造成事故的特性，有造成事故的特性，有时此此类型的事故因故障型的事故因故障电流流较小，所以保小，所以保护电驿可能不会可能不会动作，但作，但电场仍会集中在此事故点，最仍会集中在此事故点，最后仍会后仍会发生从中心生从中心导体到外半体到外半导或接地遮蔽或接地遮蔽层的短路事故，事后可以的短路事故，事后可以检视出中心出中心导体的体的闪络痕迹。痕迹。电力电缆局部放电 图谱的识别 当电缆头内部残留空气放电造成5 5电力力电缆局部放局部放电 图谱的的识别 2.应力力锥未套入外半未套入外半导电缆终端端处里里头最重要的主要作用就是在最重要的主要作用就是在电缆末端的末端的电应力控力控制，其次就是防水，若没有制，其次就是防水，若没有电缆头时，在，在电缆末端的遮蔽末端的遮蔽层跟跟中心中心导体体间会有很大的会有很大的电场存在，然后会破坏存在，然后会破坏电缆本身的本身的绝缘，而而电缆头内高介内高介电常数的常数的应力力锥就可以控制就可以控制电应力不要集中在力不要集中在遮蔽遮蔽层上，上，让电力力线平均分布在平均分布在电缆末端，因此如果末端，因此如果电缆头在在施工施工时未将未将应力力锥套在外半套在外半导时，那就代表此，那就代表此电缆头完全失去作用，完全失去作用，电应力仍会集中在外半力仍会集中在外半导周周边，并，并对外半外半导放放电。通常会。通常会发生生这种种错误都是施工人都是施工人员未按照未按照说明明书的尺寸施工所造成，的尺寸施工所造成，这种施工上的瑕疵大部分只种施工上的瑕疵大部分只发生在冷生在冷缩式式(预撑撑式式)的的电缆头，因，因为热缩式的式的应力力锥与外与外层护套是分开套是分开热缩，所，所以不容易有以不容易有应力力锥未套入外半未套入外半导体的情况体的情况发生。生。电力电缆局部放电 图谱的识别 2.应力锥未套入外半导6 6电力力电缆局部放局部放电 图谱的的识别 电力电缆局部放电 图谱的识别 7 7电力力电缆局部放局部放电 图谱的的识别 是于是于现场活活线局部放局部放电测量到的放量到的放电图谱，放，放电角度主要分布在角度主要分布在090 及及180270 之之间，而且正，而且正负半周放半周放电量大小几乎相等，放量大小几乎相等，放电量也都在数百量也都在数百pC 之之间，同，同样在在测量之量之时也无法判断放也无法判断放电的形的形态，等更，等更换电缆头才才发现是是应力力锥未套入外半未套入外半导体的放体的放电讯号。号。电力电缆局部放电 图谱的识别 是于现场活线局部放电测量到8 8电力力电缆局部放局部放电 图谱的的识别 应力力锥未套入外半未套入外半导体的案例，除了体的案例，除了应力力锥未套入外半未套入外半导体外，体外，其半其半导体胶体胶带也因也因缠绕不良而造成放不良而造成放电，这个放个放电位置将是以位置将是以后此后此电缆头崩崩溃事故的位置事故的位置电力电缆局部放电 图谱的识别 应力锥未套入外半导体的案例，9 9电力力电缆局部放局部放电 图谱的的识别 应力力锥未套入外半未套入外半导体，但是其外半体，但是其外半导体切割平整，此体切割平整，此时电场强度度虽大但大但电应力仍平均分布在外半力仍平均分布在外半导体周遭，此体周遭，此时电应力破坏会集中在最脆弱的点上，如果外半力破坏会集中在最脆弱的点上，如果外半导体切割不完整体切割不完整时，会于切割不完整的区域开始放会于切割不完整的区域开始放电破坏。破坏。电力电缆局部放电 图谱的识别 应力锥未套入外半导体，但是其1010电力力电缆局部放局部放电 图谱的的识别 应力力锥未套入外半未套入外半导体的事故就如体的事故就如图所示，此种事故是直接的所示，此种事故是直接的对地地故障，故障故障，故障电流流较大，而且会有明大，而且会有明显的从中心的从中心导体到接地体到接地层的的闪络痕迹出痕迹出现，电力电缆局部放电 图谱的识别 应力锥未套入外半导体的事故就1111电力力电缆局部放局部放电 图谱的的识别 3外部放外部放电：环境因素影响境因素影响除了施工上的瑕疵会造成除了施工上的瑕疵会造成电缆头放放电外，另外外，另外还会受到会受到环境因素影境因素影响而造成外部放响而造成外部放电，通常，通常这些外部放些外部放电不不须任何任何仪器器检测，只要靠，只要靠目目视检查即可，从即可，从图可以清楚的看出可以清楚的看出电缆头的外部放的外部放电，这些放些放电都是因都是因环境的湿度境的湿度让电缆头表面的表面的电力梯度分布不平均，当某些区力梯度分布不平均，当某些区域的分域的分压大于其崩大于其崩溃电压时，就会开始，就会开始产生局部放生局部放电，但外部放，但外部放电通常危通常危险性不高性不高电力电缆局部放电 图谱的识别 3外部放电：环境因素影响1212电力力电缆局部放局部放电 图谱的的识别 如果是沿着如果是沿着导体到接地体到接地间的外部放的外部放电时，那就有可能出，那就有可能出现如如图般的般的沿面沿面闪络放放电。电缆头的外部放的外部放电量会随着量会随着环境的改境的改变而改而改变，当，当湿气相当大湿气相当大时可能放可能放电量也大，同量也大，同时有可能听到放有可能听到放电的声音及所表的声音及所表面面产生生闪络的紫外光，但如果外在的紫外光，但如果外在环境改境改变时，其放，其放电现象有可能象有可能也会随着消失。也会随着消失。电力电缆局部放电 图谱的识别 如果是沿着导体到接地间的外部1313电力力电缆局部放局部放电 图谱的的识别 4.外部放外部放电：安全：安全间距不足距不足电缆头在安装定位在安装定位时，常常有安全，常常有安全间距的距的问题出出现，电缆头施工施工说明明书上通常会上通常会说明明电缆头的相的相间及及对地的最小安全地的最小安全间距，但在施工上常常因安全距，但在施工上常常因安全间距不足而距不足而发生短路事故。通常生短路事故。通常同相同相间的的电缆头更容易被忽略，在普遍的更容易被忽略，在普遍的认知下，同相位的知下，同相位的电位位应该相等，不可能会有相等，不可能会有电位差，但是因位差，但是因电缆头一端是高一端是高压导体，另体，另端是接地端，所以因外部阻抗分布不均匀，端是接地端，所以因外部阻抗分布不均匀，电缆跟跟电缆之之间就会有就会有电位差出位差出现，当此，当此电位差大于空气的崩位差大于空气的崩溃电压时，空气会被解离而开始放，空气会被解离而开始放电电力电缆局部放电 图谱的识别 4.外部放电：安全间距不足1414电力力电缆局部放局部放电 图谱的的识别 因安全因安全间距不足造成的事故距不足造成的事故电力电缆局部放电 图谱的识别 因安全间距不足造成的事故1515