电线电缆网 > 矿用橡套电缆 > 电缆局部放电在线测试仪（OSM-ST1）的应用研究（完整版）
电缆局部放电在线测试仪（OSM-ST1）的应用研究 - 无图版
执子之手 --- 2008-12-15 13:34:26
1
2007年第4期
No．4 2O07
电线电缆
E ctIi(- ire& CallfP
2007年8月
Aug．，2007
电缆局部放电在线测试仪(OSM—ST1)的应用研究
产奄译
(福建省眨门电业局，福建厦门361004)
摘要：介绍了一种在现场带电检测高压电力电缆局部放电情况的设备(OSM—STI)及其测试原理，并根据大量
模拟试验和现场实测，得出在一定的条件下，利用OSM—STI局部放电测试仪可以测量运行中电缆局部放电情
况的结论，从而为电缆的绝缘诊断提供，衣据
关键词：交联聚乙烯绝缘电力电缆；局部放电；在线检测；应用研究
中图分类号：TM206；TM247．1 文献标识码：A 文章编号：1672—6901(2007)04—0034—05
Investigation of the Application of OSM ··ST1 On··line Cable PD Tester
， N You—xiang
(Fujian—Xiamcn Power Supply A hninistration，Xiamen 361004，China)
Abstract：This paper presenls OSM·S n PD test(一1．all insh UlllenI capable of testing(in—lille li、．e HV power cable line．Based
on a number of simulation tesls and on—line olcasttrenl~!lit，the author concluded that ullde,r certain conditions，PD phenomena
on the operating cable caH he tested nsirtg OSM—STl PD tester．which w川provide data for the diagnosis of cable in—
sulation．
Key words：XLPE poWer cable；pat'[ial discharge；on—line lesling；application investigation
O 引 言 于这种技术的产品之～。
交联聚乙烯(XLPE)绝缘电力电缆大量应用在
1l0 kv及以上电网，仅在厦门每年平均增加l10 kV
及以上XLPE电缆20 km，现在厦门已有I10 kV及以
上XLPE电缆30回路，总长75 km 全国每年新增
110 kV及以上XLPE电缆超过1000 km。
由于其固有特性，XLPE电缆线路预防性试验手
段有限。传统的直流耐压对其有破坏性作用，其它
交流试验设备庞大，试验困难，效率低：闽此国内外
许多专家学者致力于研究电缆在线检测技术，主要
有：直流分量法、直流叠加法、局部放电检测法等?
由于局部放电法能在电缆线路投运早期就发现其缺
陷，从而避免电缆故障扩大并造成电网事故，因此，
备受青睐。但由于现场干扰难以排除等诸多因素的
影响，局部放电用于在线检测受到很大阻碍。
近年来随着电子技术的发展，基于宽带检测技
术，应用数字信号处理方法进行抗干扰、定位和图潜
分析的计算机辅助局部放电测量技术得到了大量应
用，推动了电缆局部放电测量技术的发展。德国
IPEC公司制造的OSM—ST1局部放电测试仪就是基
收稿日期：2007 03 08
作者简介：严有祥(1968一)，男，福建大田人，高级工程
师．
作者地址：福建厦门市厦东路489号1001室[361004]，
1 OSM．ST1电缆局部放电测试原理
OSM ST1电缆局放测试仪是用于检测50}{z高电
压绝缘所产生的局部放电的现场测试仪。该仪器主
要是测量在高电压设备局部放电中所产生的“视在电
荷”。该系统实时测量及显示局部放电数据，把360~
电力周波的局部放电脉冲的大小及等级记录下来。
电缆发生局部放电时，局部放电点发出频率在
数百MHz～GHz之间的尖脉冲信号。随着信号向远
处传播产生衰减，到达终端的时候，它的频率在1～
20 MHz之间(即脉冲宽度变大，幅值变小)。因此，
在这么高的频率下，由于集肤效应，这个信号是沿着
电缆的金属护套(铅包或铝包层，一般认为半导电层
和金属护套层是同一体)的内表面向两个方向传播，
如图1所示。
当信号传输到铅包层的断点处时，有一部分信
号反射，另一部分沿着接地线传播，并且逐渐地衰
减。因此，若在电缆终端或中间接头接地线上卡有
一个高频互感器(CT)，即可感应这个高频信号，该
信号经处理、放大后输入计算机，再由专用的GOLD
软件(该系统的核心)进行分析和处理，可直观地显
示出是否存在局部放电和局部放电量。该软件是通
过与GPIB示波器(Tektronix TDS200系列)界面相关
联来进行操作并收集局部放电所产生的电磁信号。
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2007年第4期
No．4 2007
电线fU缆
E ctric W |re＆ (：allJ
2007年8月
Aug．，2007
2 不同缺陷类型局部放电图谱的研究
局部放电是指在电场作用下，绝缘系统中 何
部分区域发生放电，而没有贯穿于昕施加电 的阳
导体之间，即尚未发生击穿的现象 局部放电包括
以下几种类型：
2．1 内部放电【Pa~ial Discharge)
发生在绝缘体内部(由于气隙、气泡或裂痕等)
的一种非贯穿性放电活动， 内部放电有如下特征：
(1)两处绝缘表层之间(如绝缘问隙)的放电活
动通常发生在一个周期内的两段，从电压刚好穿过
零的位置开始到电压快要达到最大值的时候结束?
在这些时间段内，会随机地出现放电；
(2)内部放电总是出现在电源周期的第一或第
三象限，每周期的平均放电次数与外施电压有关，并
且随着电压的上升而增加，大约呈直线关系；
(3)空穴内单位时间内的放电次数与外施电压
的频率及幅值有关。
由于空穴放电时的电压下降时间非常的短，比
起工频周期5O Hz的时间要小的多，因此认为是一
个脉冲波。典型的内部放电脉冲的波形见图2。
图2 典型的内部放电脉冲的渡形
2．2 电晕放电(Corona Discharge)
在强电场作用下，物体曲率半径小的地方(如尖
锐、细小的顶端，弯曲半径很小处)附近，其等电位面
密，电场强度剧增，致使这里的空气被电离而产生气
体放电现象。架空线路上产生电晕放电的条件：标
准久 匾(20 oC、1013 Pa)下，稍离导线表面(约0．3
√ r 导线半径)处的电场强度E=30 kV／cm
(峰值)时，京坨会产生电晕
电晕放电出现在金属尖端或边缘电场集中部
位，电晕放电起始出现在试验电压的半周内，并对称
分布存电压峰值处两侧。随着电压的增加，脉冲个
数(宽 ) 相应地对称增加。如果放电尖端电极处
于高电位，电晕放电往往出现在试验电压的负半周；
如果尖端电极处于地电位，放电脉冲往往出现在正
半川、
电晕放电在负极性时较易发生，也即在交流时
它们可能仅出现在负半周，因为电晕放电是一种自
持式放电，发生电晕时，电极附近出现大量的空间电
荷，在电极附近形成流柱放电。
电晕放电时会产生如下几种现象：
(1)电晕的干扰—— 产生无线电频率的电磁
波，埘收音机、手机通信、电视信号等产生干扰。
(2)可闻的噪声—— 雨天情况时，可听到从架
空输电线绝缘子发出的声音。
电缆在现场如同一根天线，可以将架空线端处的
强电晕干扰信号捕捉下来，并且根据Maxwell方程的
哲学性可知：电磁波是一对立统一的整体，电与磁相
互转化，相互依赖，相互独立，共同存在于电磁波当
中。凶此，沿着电缆的接地线端就会有由这个电晕干
扰信号生成的高频脉冲电流信号，也会被HFCT(高频
CT)所捕捉，但是它的脉冲特征和内部放电的特征有
很大的区别。典型的电晕放电脉冲如图3所示。
2．3 表面放电(Surface Discharge)
沿复合绝缘体的分界面伸展的放电，它即使在
较低电压下也容易发生。
发生在绝缘层与金属表面之问的放电活动(如
安装不合格的电极)在不同的时问周期表现出相似
的特点，但在周期内正半周和负半周的放电活动缺
乏对称性。金属表面之间的放电(如电容器套管接
地片与其连接插销之间)也具有相同特性，只不过放
电的强度较大，并且放电的强度及发生时间比较有
规则。
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2007年第4期
No．4 2007
电线电缆
Electric W irc＆ Cable
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图3 典型的电晕放电脉冲的波形
表面放电可能出现在套管法兰处、电缆终端部，
也可能出现在导体和介质弯角表面处。表面放电的
波形与电极的形状有关，如果电极极为不对称时，则
正半周的局部放电幅值是不相等的。当产生表面放
电的电极处于高电位时，在负半周出现的放电脉冲
较大、较稀；正半周出现的放电脉冲较密，但是幅值
较小。
3 模拟试验
3．1 试品的制备
为了验证OSM—ST1局部放电测试仪对电缆局
部放电测量的效果，在实验室内用一段新的40 nq长
的l0 kV交联聚乙烯电缆模拟了三种缺陷情况。该
试品包括两个终端和一个中间接头，缺陷情况详见
表1。
表1 试样模拟三种缺陷情况
3．2 试验接线
在普通试验室内进行模拟试验，试验接线如图
4所示。
高
图4 模拟试验接线图
3．3 试验情况
分别对试品加不同交流工频电压，使其产生局
· 36 ·
2007年8月
Aug．，2007
部放电，并用OSM—STI记录放电波形分别如图5、图
6，图7所示、
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0 5() l()0 1 5(J 20() 25() 30() 35()
相位／(。)
5 A相中间接头缺陷放电图
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1 ^ 1 。
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0 50 l00 1 50 20(J 25(J 30O 350
相位／f。)
图6 B相电缆本体受外力损伤的局部放电图
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0 5() 100 J50 200 250 300 350
相位／I。)
图7 C相电缆终端沿面放电图
利用GOLD分析软件可以对所有局部放电强度
和频度进行分析，并自动产生局部放电测量报告，如
图8所示。
从模拟试验情况可知OSM—STI局放测试仪基
本上能捕捉到局部放电信号，但所记录的放电图谱
和理论上的放电图谱有较大区别。试验发现，经过
软件分析处理的放电图谱与示波器上直接观察到的
放电信号也有较大区别。由于计算机处理上的延时
效应，部分放电信号没有被记录下来。
4 现场测试
自2004年8月起，利用月度巡视或特地安排对
㈨鲫∞ 如 0 ∞ ㈤
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电线电缆
Electric Wire& Cable
2007年8月
Aug．，2007
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图8 测试报告
9
8
厦门地区32个回路1 10 kV及以上电缆线路进行现
场局部放电测量。从测试到的波形和数据看，我局
所属的电缆没有局部放电。由于现场情况十分复
杂，干扰信号也非常复杂，特别是对于有架空线路的
混合线路或瓷支柱绝缘子电晕放电比较严重的时
候，由于电晕放电的干扰，使得对测量结果的判断十
分困难。如2004年1 1月18日对兰江线电缆测试
时，其结果如图9所示。从图9a和图9c可知，A相、
B相以及C相都没有出现明显的局部放电信号(在
正负半周出现很高的脉冲群信号)，但是，A相与C
相都出现了明显的电晕放电信号。因此，可以初步
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时间／mill
a)局放峰值与时间的关系
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E 相 A桂
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60
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2O
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c相
B相
0 l0 20 30 40 50 6U 70 80 90 U 5U lUU l50 200 250 300 j，U
局放值／mV 相位／(。)
b)各相局放量统计分布 c)实时相位图
图9 江头变兰江线110 kV线路测试结果
判断：这组电缆目前没有明显的局部放电发生，但是 有局部放电的情况下，对其进行了局放测量，结果发
也有必要对它做定期的检测。 现除了该相局部放电峰值较大外，其它波形与另外
2004年l2月8日，在确知ll0 kv正新I回c相 两相没有太大差别。其结果如图lO所示。
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局放值／mV
b)各相局放量统计分布
5 6 7 8 9 10 I1 l2 l3 l4
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a)局放峰值与时间的关系
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图lO 正新I回局放测量图谱
C相
A相
B相
0 5O lo0 l5O 200 250 300 350
相位／(。)
c)实时相位图
(下转第46页)
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No．4 2007
电 电缆
f,'le~tri( ilv & Caf1f
更是不畅，温度会随设备运行时问增加而逐步l 升；
② 电缆沟内积聚的粉末含有油脂，在光线、空
气、温度和水分的作用下，很容易发生氧化，牛成氧
化物或过氧化物，并产生活性游离基，进一步加速氧
化过程。如氧化过程中的热量不能及时散发，聚热
后的粉末就会炭化，直至自燃。
③ 粉体物料在运动过 中会产生静电—— 不
免有物料颗粒之问或物料与器壁之『日J的相互碰撞和
摩擦，进行反复的接触和分离，这样它ff】之问就会产
生电子转移现象，粉体及器壁 } 会分别带卜不H符
号的静电，如果设备L没有良好的接地装置，电荷的
积累速率大于电荷的泄放速率，则物料的电位就会
逐渐升高，以致达到产生放电火花的程度 但从设
备结构和安装情况来看，都已考虑到通过接地来释
放静电
④ 在粉末自燃至一定时问，电缆护套被高温炭
化，但由于昕处环境中无充分的氧气，『士j此发牛r无
焰燃烧，油脂性粉末与聚氯乙烯燃烧时产生的浓烈
异味印证了以上分析是成立的。通过钢带传热，导
致绝缘层处于高温下，再经过一定时间，绝缘层电被
炭化。若不7支时发现，绝缘层全部破坏后极易发生
短路，甚至火灾。
(4)根据分析，又对现场采集的粉末做了试验，
验证粉末发热到一定程度确实会自燃：所以可以断
定本次事故的主要原因是：聚热后的粉末自燃引发
电缆无焰燃烧。
3 防范措施和建议
通过以上分析和总结，可提出以下几点措施和
2007年8月
Aug．，2007
(1)根据 同的使 场合，必须严格按安全规
范规定的要求敷设电缆 例如有粉末(粉体、粉尘)
的环境条件下，!c¨ 有可能的话，应 呵能采用垂直
安装电缆、并用电缆桥架网定，有可靠的接地系统，
保证每根电缆可靠接地 j“1果必须使用电缆沟，也
应竭力避免粉末(粉体、粉尘)进入电缆沟内，保证电
缆沟内干燥、清洁和良好的通风，即沟内的散热性能
能满足使用的要求，一旦由于通道的封隔，蓄热使电
缆温度升高时，电缆的负载能力就应酌情降低．．
另外．也说明rr这种类型的生产车间的环境条
件应保证清洁，尽可能减少粉末飞扬，并要有良好的
除尘排风的装置 因为正如 述，粉沫飞扬会产生
静电荷，静电荷积聚到一定数值时会发中放电，从而
有可能造成爆炸和起火的重大事故；丽且粉术飞扬
也会危害 I：怍人员的健康。 然这是特殊车问的厂
房设计的要求，也足本文题外之事，但既是减少本事
故的关键，也是彻底的安全措施
(2)无论仆么情况下，都要正确选用电缆。除
了考虑载流量、截面积外，如果遇到粉末、油脂等特
殊场合，可以有目的地选择阻燃、低烟无卤、本安型
电缆，这样可以降低事故发生，一旦事故发生也可以
减少由于有毒气体造成的人员伤亡 另外要确保电
缆质量，选择质量信誉高的企业作为供方；对所用的
电缆要有明确的、对应的，全面的质量检验结论，做
好电缆线路敷设1二程存档及质量跟踪
(3)选择合格的、有相应能力的设计和施工单
位，确保设计方案的正确，施：[质量的优良。
参考文献
建议，杜绝这类事故的产生： j_GBIT 12666．1-1990，电线电缆燃烧试验方法总则 ·
， 0 8 0 ， 0 ， t ’， 0 ， ‘e 0 ， 0 ， ， 0 ’； 一 ， ，； 0 0 ；c一 <’ < 0 e 0 c 0 0 ：0 0 e ~of．-,e ；e
(上接第37页J
5 结论与建议
从上述模拟试验和现场测试的实测结果的分
析，可提出的几点结论与建议：
(1)OSM．ST1可以测量出电缆局部放电，越靠
近放电点测量效果越好。这是由电缆局部放电信号
在电缆中的传输特性所决定的。
(2)现场干扰无法完全排除。如兰江线、正新I
回等电缆线路的测量结果表明，由于干扰的存在，在
实际工作中很难判断电缆是否存在局部放电。
(3)局部放电量的大小与电缆缺陷严重程度的
关系还需要进一步研究。应对同一试品用OSM．ST1
测量的局部放电量与IEC推荐的标准方法测量的局
部放电量进行比较和分析。
参考文献：
：1] 邱昌容，曹晓珑主编．电气绝缘测试技术M ．北京：机械工业
出版社，2001．
2] 澳大利亚红相电力设备集团公司．OSM．STI局部放电测试仪用
户手册：Z：．2004
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电缆局部放电在线测试仪(OSM—ST1)的应用研究
产奄译
(福建省眨门电业局，福建厦门361004)
摘要：介绍了一种在现场带电检测高压电力电缆局部放电情况的设备(OSM—STI)及其测试原理，并根据大量
模拟试验和现场实测，得出在一定的条件下，利用OSM—STI局部放电测试仪可以测量运行中电缆局部放电情
况的结论，从而为电缆的绝缘诊断提供，衣据
关键词：交联聚乙烯绝缘电力电缆；局部放电；在线检测；应用研究
中图分类号：TM206；TM247．1 文献标识码：A 文章编号：1672—6901(2007)04—0034—05
Investigation of the Application of OSM ··ST1 On··line Cable PD Tester
， N You—xiang
(Fujian—Xiamcn Power Supply A hninistration，Xiamen 361004，China)
Abstract：This paper presenls OSM·S n PD test(一1．all insh UlllenI capable of testing(in—lille li、．e HV power cable line．Based
on a number of simulation tesls and on—line olcasttrenl~!lit，the author concluded that ullde,r certain conditions，PD phenomena
on the operating cable caH he tested nsirtg OSM—STl PD tester．which w川provide data for the diagnosis of cable in—
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Key words：XLPE poWer cable；pat'[ial discharge；on—line lesling；application investigation
O 引 言 于这种技术的产品之～。
交联聚乙烯(XLPE)绝缘电力电缆大量应用在
1l0 kv及以上电网，仅在厦门每年平均增加l10 kV
及以上XLPE电缆20 km，现在厦门已有I10 kV及以
上XLPE电缆30回路，总长75 km 全国每年新增
110 kV及以上XLPE电缆超过1000 km。
由于其固有特性，XLPE电缆线路预防性试验手
段有限。传统的直流耐压对其有破坏性作用，其它
交流试验设备庞大，试验困难，效率低：闽此国内外
许多专家学者致力于研究电缆在线检测技术，主要
有：直流分量法、直流叠加法、局部放电检测法等?
由于局部放电法能在电缆线路投运早期就发现其缺
陷，从而避免电缆故障扩大并造成电网事故，因此，
备受青睐。但由于现场干扰难以排除等诸多因素的
影响，局部放电用于在线检测受到很大阻碍。
近年来随着电子技术的发展，基于宽带检测技
术，应用数字信号处理方法进行抗干扰、定位和图潜
分析的计算机辅助局部放电测量技术得到了大量应
用，推动了电缆局部放电测量技术的发展。德国
IPEC公司制造的OSM—ST1局部放电测试仪就是基
收稿日期：2007 03 08
作者简介：严有祥(1968一)，男，福建大田人，高级工程
师．
作者地址：福建厦门市厦东路489号1001室[361004]，
1 OSM．ST1电缆局部放电测试原理
OSM ST1电缆局放测试仪是用于检测50}{z高电
压绝缘所产生的局部放电的现场测试仪。该仪器主
要是测量在高电压设备局部放电中所产生的“视在电
荷”。该系统实时测量及显示局部放电数据，把360~
电力周波的局部放电脉冲的大小及等级记录下来。
电缆发生局部放电时，局部放电点发出频率在
数百MHz～GHz之间的尖脉冲信号。随着信号向远
处传播产生衰减，到达终端的时候，它的频率在1～
20 MHz之间(即脉冲宽度变大，幅值变小)。因此，
在这么高的频率下，由于集肤效应，这个信号是沿着
电缆的金属护套(铅包或铝包层，一般认为半导电层
和金属护套层是同一体)的内表面向两个方向传播，
如图1所示。
当信号传输到铅包层的断点处时，有一部分信
号反射，另一部分沿着接地线传播，并且逐渐地衰
减。因此，若在电缆终端或中间接头接地线上卡有
一个高频互感器(CT)，即可感应这个高频信号，该
信号经处理、放大后输入计算机，再由专用的GOLD
软件(该系统的核心)进行分析和处理，可直观地显
示出是否存在局部放电和局部放电量。该软件是通
过与GPIB示波器(Tektronix TDS200系列)界面相关
联来进行操作并收集局部放电所产生的电磁信号。
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电线fU缆
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Aug．，2007
2 不同缺陷类型局部放电图谱的研究
局部放电是指在电场作用下，绝缘系统中 何
部分区域发生放电，而没有贯穿于昕施加电 的阳
导体之间，即尚未发生击穿的现象 局部放电包括
以下几种类型：
2．1 内部放电【Pa~ial Discharge)
发生在绝缘体内部(由于气隙、气泡或裂痕等)
的一种非贯穿性放电活动， 内部放电有如下特征：
(1)两处绝缘表层之间(如绝缘问隙)的放电活
动通常发生在一个周期内的两段，从电压刚好穿过
零的位置开始到电压快要达到最大值的时候结束?
在这些时间段内，会随机地出现放电；
(2)内部放电总是出现在电源周期的第一或第
三象限，每周期的平均放电次数与外施电压有关，并
且随着电压的上升而增加，大约呈直线关系；
(3)空穴内单位时间内的放电次数与外施电压
的频率及幅值有关。
由于空穴放电时的电压下降时间非常的短，比
起工频周期5O Hz的时间要小的多，因此认为是一
个脉冲波。典型的内部放电脉冲的波形见图2。
图2 典型的内部放电脉冲的渡形
2．2 电晕放电(Corona Discharge)
在强电场作用下，物体曲率半径小的地方(如尖
锐、细小的顶端，弯曲半径很小处)附近，其等电位面
密，电场强度剧增，致使这里的空气被电离而产生气
体放电现象。架空线路上产生电晕放电的条件：标
准久 匾(20 oC、1013 Pa)下，稍离导线表面(约0．3
√ r 导线半径)处的电场强度E=30 kV／cm
(峰值)时，京坨会产生电晕
电晕放电出现在金属尖端或边缘电场集中部
位，电晕放电起始出现在试验电压的半周内，并对称
分布存电压峰值处两侧。随着电压的增加，脉冲个
数(宽 ) 相应地对称增加。如果放电尖端电极处
于高电位，电晕放电往往出现在试验电压的负半周；
如果尖端电极处于地电位，放电脉冲往往出现在正
半川、
电晕放电在负极性时较易发生，也即在交流时
它们可能仅出现在负半周，因为电晕放电是一种自
持式放电，发生电晕时，电极附近出现大量的空间电
荷，在电极附近形成流柱放电。
电晕放电时会产生如下几种现象：
(1)电晕的干扰—— 产生无线电频率的电磁
波，埘收音机、手机通信、电视信号等产生干扰。
(2)可闻的噪声—— 雨天情况时，可听到从架
空输电线绝缘子发出的声音。
电缆在现场如同一根天线，可以将架空线端处的
强电晕干扰信号捕捉下来，并且根据Maxwell方程的
哲学性可知：电磁波是一对立统一的整体，电与磁相
互转化，相互依赖，相互独立，共同存在于电磁波当
中。凶此，沿着电缆的接地线端就会有由这个电晕干
扰信号生成的高频脉冲电流信号，也会被HFCT(高频
CT)所捕捉，但是它的脉冲特征和内部放电的特征有
很大的区别。典型的电晕放电脉冲如图3所示。
2．3 表面放电(Surface Discharge)
沿复合绝缘体的分界面伸展的放电，它即使在
较低电压下也容易发生。
发生在绝缘层与金属表面之问的放电活动(如
安装不合格的电极)在不同的时问周期表现出相似
的特点，但在周期内正半周和负半周的放电活动缺
乏对称性。金属表面之间的放电(如电容器套管接
地片与其连接插销之间)也具有相同特性，只不过放
电的强度较大，并且放电的强度及发生时间比较有
规则。
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2007年第4期
No．4 2007
电线电缆
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图3 典型的电晕放电脉冲的波形
表面放电可能出现在套管法兰处、电缆终端部，
也可能出现在导体和介质弯角表面处。表面放电的
波形与电极的形状有关，如果电极极为不对称时，则
正半周的局部放电幅值是不相等的。当产生表面放
电的电极处于高电位时，在负半周出现的放电脉冲
较大、较稀；正半周出现的放电脉冲较密，但是幅值
较小。
3 模拟试验
3．1 试品的制备
为了验证OSM—ST1局部放电测试仪对电缆局
部放电测量的效果，在实验室内用一段新的40 nq长
的l0 kV交联聚乙烯电缆模拟了三种缺陷情况。该
试品包括两个终端和一个中间接头，缺陷情况详见
表1。
表1 试样模拟三种缺陷情况
3．2 试验接线
在普通试验室内进行模拟试验，试验接线如图
4所示。
高
图4 模拟试验接线图
3．3 试验情况
分别对试品加不同交流工频电压，使其产生局
· 36 ·
2007年8月
Aug．，2007
部放电，并用OSM—STI记录放电波形分别如图5、图
6，图7所示、
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5 A相中间接头缺陷放电图
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图6 B相电缆本体受外力损伤的局部放电图
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相位／I。)
图7 C相电缆终端沿面放电图
利用GOLD分析软件可以对所有局部放电强度
和频度进行分析，并自动产生局部放电测量报告，如
图8所示。
从模拟试验情况可知OSM—STI局放测试仪基
本上能捕捉到局部放电信号，但所记录的放电图谱
和理论上的放电图谱有较大区别。试验发现，经过
软件分析处理的放电图谱与示波器上直接观察到的
放电信号也有较大区别。由于计算机处理上的延时
效应，部分放电信号没有被记录下来。
4 现场测试
自2004年8月起，利用月度巡视或特地安排对
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Electric Wire& Cable
2007年8月
Aug．，2007
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图8 测试报告
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厦门地区32个回路1 10 kV及以上电缆线路进行现
场局部放电测量。从测试到的波形和数据看，我局
所属的电缆没有局部放电。由于现场情况十分复
杂，干扰信号也非常复杂，特别是对于有架空线路的
混合线路或瓷支柱绝缘子电晕放电比较严重的时
候，由于电晕放电的干扰，使得对测量结果的判断十
分困难。如2004年1 1月18日对兰江线电缆测试
时，其结果如图9所示。从图9a和图9c可知，A相、
B相以及C相都没有出现明显的局部放电信号(在
正负半周出现很高的脉冲群信号)，但是，A相与C
相都出现了明显的电晕放电信号。因此，可以初步
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时间／mill
a)局放峰值与时间的关系
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E 相 A桂
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c相
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0 l0 20 30 40 50 6U 70 80 90 U 5U lUU l50 200 250 300 j，U
局放值／mV 相位／(。)
b)各相局放量统计分布 c)实时相位图
图9 江头变兰江线110 kV线路测试结果
判断：这组电缆目前没有明显的局部放电发生，但是 有局部放电的情况下，对其进行了局放测量，结果发
也有必要对它做定期的检测。 现除了该相局部放电峰值较大外，其它波形与另外
2004年l2月8日，在确知ll0 kv正新I回c相 两相没有太大差别。其结果如图lO所示。
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局放值／mV
b)各相局放量统计分布
5 6 7 8 9 10 I1 l2 l3 l4
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a)局放峰值与时间的关系
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图lO 正新I回局放测量图谱
C相
A相
B相
0 5O lo0 l5O 200 250 300 350
相位／(。)
c)实时相位图
(下转第46页)
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电 电缆
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更是不畅，温度会随设备运行时问增加而逐步l 升；
② 电缆沟内积聚的粉末含有油脂，在光线、空
气、温度和水分的作用下，很容易发生氧化，牛成氧
化物或过氧化物，并产生活性游离基，进一步加速氧
化过程。如氧化过程中的热量不能及时散发，聚热
后的粉末就会炭化，直至自燃。
③ 粉体物料在运动过 中会产生静电—— 不
免有物料颗粒之问或物料与器壁之『日J的相互碰撞和
摩擦，进行反复的接触和分离，这样它ff】之问就会产
生电子转移现象，粉体及器壁 } 会分别带卜不H符
号的静电，如果设备L没有良好的接地装置，电荷的
积累速率大于电荷的泄放速率，则物料的电位就会
逐渐升高，以致达到产生放电火花的程度 但从设
备结构和安装情况来看，都已考虑到通过接地来释
放静电
④ 在粉末自燃至一定时问，电缆护套被高温炭
化，但由于昕处环境中无充分的氧气，『士j此发牛r无
焰燃烧，油脂性粉末与聚氯乙烯燃烧时产生的浓烈
异味印证了以上分析是成立的。通过钢带传热，导
致绝缘层处于高温下，再经过一定时间，绝缘层电被
炭化。若不7支时发现，绝缘层全部破坏后极易发生
短路，甚至火灾。
(4)根据分析，又对现场采集的粉末做了试验，
验证粉末发热到一定程度确实会自燃：所以可以断
定本次事故的主要原因是：聚热后的粉末自燃引发
电缆无焰燃烧。
3 防范措施和建议
通过以上分析和总结，可提出以下几点措施和
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(1)根据 同的使 场合，必须严格按安全规
范规定的要求敷设电缆 例如有粉末(粉体、粉尘)
的环境条件下，!c¨ 有可能的话，应 呵能采用垂直
安装电缆、并用电缆桥架网定，有可靠的接地系统，
保证每根电缆可靠接地 j“1果必须使用电缆沟，也
应竭力避免粉末(粉体、粉尘)进入电缆沟内，保证电
缆沟内干燥、清洁和良好的通风，即沟内的散热性能
能满足使用的要求，一旦由于通道的封隔，蓄热使电
缆温度升高时，电缆的负载能力就应酌情降低．．
另外．也说明rr这种类型的生产车间的环境条
件应保证清洁，尽可能减少粉末飞扬，并要有良好的
除尘排风的装置 因为正如 述，粉沫飞扬会产生
静电荷，静电荷积聚到一定数值时会发中放电，从而
有可能造成爆炸和起火的重大事故；丽且粉术飞扬
也会危害 I：怍人员的健康。 然这是特殊车问的厂
房设计的要求，也足本文题外之事，但既是减少本事
故的关键，也是彻底的安全措施
(2)无论仆么情况下，都要正确选用电缆。除
了考虑载流量、截面积外，如果遇到粉末、油脂等特
殊场合，可以有目的地选择阻燃、低烟无卤、本安型
电缆，这样可以降低事故发生，一旦事故发生也可以
减少由于有毒气体造成的人员伤亡 另外要确保电
缆质量，选择质量信誉高的企业作为供方；对所用的
电缆要有明确的、对应的，全面的质量检验结论，做
好电缆线路敷设1二程存档及质量跟踪
(3)选择合格的、有相应能力的设计和施工单
位，确保设计方案的正确，施：[质量的优良。
参考文献
建议，杜绝这类事故的产生： j_GBIT 12666．1-1990，电线电缆燃烧试验方法总则 ·
， 0 8 0 ， 0 ， t ’， 0 ， ‘e 0 ， 0 ， ， 0 ’； 一 ， ，； 0 0 ；c一 <’ < 0 e 0 c 0 0 ：0 0 e ~of．-,e ；e
(上接第37页J
5 结论与建议
从上述模拟试验和现场测试的实测结果的分
析，可提出的几点结论与建议：
(1)OSM．ST1可以测量出电缆局部放电，越靠
近放电点测量效果越好。这是由电缆局部放电信号
在电缆中的传输特性所决定的。
(2)现场干扰无法完全排除。如兰江线、正新I
回等电缆线路的测量结果表明，由于干扰的存在，在
实际工作中很难判断电缆是否存在局部放电。
(3)局部放电量的大小与电缆缺陷严重程度的
关系还需要进一步研究。应对同一试品用OSM．ST1
测量的局部放电量与IEC推荐的标准方法测量的局
部放电量进行比较和分析。
参考文献：
：1] 邱昌容，曹晓珑主编．电气绝缘测试技术M ．北京：机械工业
出版社，2001．
2] 澳大利亚红相电力设备集团公司．OSM．STI局部放电测试仪用
户手册：Z：．2004
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jswjyzw --- 2011-08-18 10:57:49
2
太乱了