局部放電的發(fā)生會伴隨著很多物理、化學(xué)效應(yīng)，并產(chǎn)生相應(yīng)的聲、光、熱以及放電生成物等。以局部放電所產(chǎn)生的各種現(xiàn)象為依據(jù)，通過能表述該現(xiàn)象的物理量的測量來表征局部放電的狀態(tài)。至今，國內(nèi)外出現(xiàn)的電纜局部放電測試方法主要有脈沖電流法、無線電干擾電壓法（簡稱RIV法）、差分法、方向耦合法、電容耦合法、電感耦合法、超聲波檢測法等。IEC及世界各國都制定了電纜相關(guān)的局部放電測試標(biāo)準(zhǔn)，如IEC60885-3（對應(yīng)的國標(biāo)為GB/T3048.12-94）推薦的脈沖電流法，可對電纜進(jìn)行定量檢測。
對電力電纜及其接頭進(jìn)行局部放電檢測和定位研究有著非常重要的意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。通過對局部放電的測量及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，找出故障原因，保證電力電纜質(zhì)量，保障電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。國際大電網(wǎng)（CIGRE）也在2009年成立了電纜及接頭現(xiàn)場局部放電檢測技術(shù)的工作組，對該方面技術(shù)發(fā)展進(jìn)行研究。
局部放電是電力電纜運(yùn)行中的一個(gè)較大的安全隱患，是電纜絕緣劣化的重要征兆，也是造成絕緣老化的重要原因之一。電力電纜局部放電現(xiàn)場測量時(shí)，由于環(huán)境復(fù)雜，外部噪聲干擾嚴(yán)重，測量會比出廠實(shí)驗(yàn)時(shí)困難許多。尤其是在離線狀態(tài)下對電力電纜進(jìn)行局部放電測量時(shí)，就必須有便攜式電源對其進(jìn)行施壓。目前國內(nèi)外開展的局部放電現(xiàn)場檢測的電源類型主要有：工頻正弦波電源，超低頻電源和阻尼振蕩波電壓源。針對以上三種電源方式下相應(yīng)的局部放電檢測主要為：工頻正弦波電壓下的PD檢測、超低頻電壓下的PD檢測和阻尼振蕩波電壓下的PD檢測（Damped AC Voltage Testing，簡稱ME-OWST）。
1 工頻電壓下局放檢測設(shè)備
工頻電壓下局放檢測設(shè)備是最理想的試驗(yàn)設(shè)備，但在試驗(yàn)時(shí)需要有很大功率的設(shè)備才能進(jìn)行，這便造成了所需試驗(yàn)電源質(zhì)量和體積的增大，當(dāng)電纜較長時(shí)因設(shè)備太笨重便無法實(shí)施PD檢測，因而電力電纜在工頻電壓下的PD現(xiàn)場檢測較為困難。工頻電壓下檢測設(shè)備的笨重，不易現(xiàn)場檢測。
2 超低頻電壓下局放檢測設(shè)備
超低頻電壓下的局部放電測試中所用的超低頻電源為0.1Hz正弦波電源，此電源理論上可以將試驗(yàn)變壓器的容量降低到1/500，因而試驗(yàn)變壓器的重量可大大降低，可以較容易地移動到現(xiàn)場進(jìn)行試驗(yàn)。超低頻電源可長期對被試電纜施加恒定電壓，始終為0.1Hz正弦波，波形沒有毛刺且光滑，電壓幅值恒定且不隨時(shí)間變化，因而其用在中、低壓電力電纜的耐壓試驗(yàn)和介損試驗(yàn)較多，能夠在較低的電壓下有效地發(fā)現(xiàn)XLPE絕緣電力電纜受潮和存在水樹枝的運(yùn)行缺陷。超低頻電壓下電纜的PD檢測應(yīng)用較少，其測試結(jié)果也備受質(zhì)疑。超低頻檢測結(jié)果的可信度及對電纜的損傷。
3 直流阻尼振蕩波電壓下局放檢測設(shè)備
阻尼振蕩波電壓法是近年來國內(nèi)外研究較多的一種用于XLPE電力電纜局部放電現(xiàn)場檢測和定位的方法，它是由荷蘭代爾夫特大學(xué)學(xué)者研究提出。該方法具有：與交流電源法等效性好、作用時(shí)間短、操作方便、易于攜帶、可有效檢測XLPE電纜中的各種缺陷，且試驗(yàn)不會對電纜造成損害等特點(diǎn)。
但是采用直流對XLPE電纜進(jìn)行充電，就會存在許多問題。直流電壓下絕緣老化的機(jī)理和交流電壓下的老化機(jī)理不相同，在直流電壓下XLPE電纜會產(chǎn)生“記憶”效應(yīng)，并存儲積累單極性殘余電荷，使得電纜上的電壓值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其額定電壓，從而有可能導(dǎo)致電纜絕緣擊穿。直流試驗(yàn)時(shí)，如果在試驗(yàn)時(shí)電纜終端頭發(fā)生表面閃絡(luò)或電纜附件擊穿，會造成電纜芯線上產(chǎn)生波振蕩，在已積聚空間電荷的地點(diǎn)，由于振蕩電壓極性迅速改變?yōu)楫悩O性，使該處電場強(qiáng)度顯著增大，可能損壞絕緣，造成多點(diǎn)擊穿。XLPE電纜絕緣內(nèi)易產(chǎn)生水樹枝，在直流電壓下會迅速轉(zhuǎn)變?yōu)殡姌渲Γ⑿纬煞烹?，加速了絕緣劣化，以至于運(yùn)行后在工頻電壓作用下形成擊穿。結(jié)合以上四點(diǎn)因素，即使直流沖擊高壓發(fā)生器對XLPE電纜直流充電時(shí)間較短，其安全性還是有待進(jìn)一步考量。
4 OWST60阻尼振蕩波電壓下局放檢測設(shè)備
綜合上述電纜PD檢測的方法優(yōu)缺點(diǎn)。研制出基于變頻諧振的阻尼振蕩波電壓下XLPE電纜現(xiàn)場局部放電檢測及定位系統(tǒng)。
有效解決了：
工頻電壓下檢測設(shè)備的笨重，不易現(xiàn)場檢測。
超低頻檢測結(jié)果的可信度及對電纜的損傷。
直流ME-OWST對電纜引起的不安全性。
既可以完成交流耐壓試驗(yàn)，又實(shí)現(xiàn)了局放測試及故障定位。
OHLT60電纜振蕩波局放測試系統(tǒng)系統(tǒng)工作原理
局部放電測試是評估電力電纜絕緣質(zhì)量的重要方法，特別是擠出型絕緣材料的電纜。由于電纜的絕緣結(jié)構(gòu)中往往會由于加工技術(shù)上的難度或原材料不純而存在氣隙和有害性雜質(zhì)，或者由于工藝原因，在絕緣與半導(dǎo)電屏蔽層之間存在間隙或半導(dǎo)電體向絕緣層突出，在這些氣隙和雜質(zhì)尖端處極易產(chǎn)生局部放電，同時(shí)在電力電纜的安裝和運(yùn)行過程當(dāng)中也可能會產(chǎn)生各種絕緣缺陷導(dǎo)致局部放電。
由于XLPE電纜及接頭局部放電信號微弱，波形復(fù)雜多變，極易被背景噪聲和外界電磁干擾噪聲淹沒，所以研究怎樣有效提取真實(shí)不失真的局部放電信號具有較大難度。本系統(tǒng)所使用的耦合單元（檢測阻抗）能真實(shí)有效的耦合到局部放電信號，對試驗(yàn)電壓的工頻及其諧振的低頻信號則予以抑制或?yàn)V除。
OHLT60電纜振蕩波局放測試系統(tǒng)項(xiàng)目研究的關(guān)鍵和難點(diǎn)
(1) 本項(xiàng)目的技術(shù)難點(diǎn)是如何對變頻諧振電壓進(jìn)行有效的控制，使得電壓波形滿足現(xiàn)場測量要求?；谧冾l諧振產(chǎn)生阻尼振蕩波電壓尚屬首次，所以沒有以往先例所循。
(2)現(xiàn)場檢測環(huán)境復(fù)雜，需要對現(xiàn)場干擾情況進(jìn)行分析。實(shí)現(xiàn)強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下的微弱信號提取。需要對抗干擾的軟件算法進(jìn)行研究。
(3)實(shí)現(xiàn)原始放電波形信號的高速數(shù)據(jù)采集，進(jìn)而為PD信號的定位提供基礎(chǔ)。
(4)對局部放電信號進(jìn)行定位的分析技術(shù)，需要利用相關(guān)分析等技術(shù)進(jìn)行，提高定位的準(zhǔn)確率。
OHLT60電纜振蕩波局放測試系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)
阻尼交流輸出電壓
10~220 kV
阻尼交流電壓頻率范圍
20 Hz~ 500 Hz
電容范圍
0.05 μF ~2 μF
加壓方式
交流諧振升壓
局放檢測頻帶
30kHz~15MHz
局放測試范圍
最小10pC
故障定位精度
±2 m
局放水平檢測
放電脈沖的時(shí)間分辨率為10μs，相位分辨率為0.18°，
耐壓試驗(yàn)
交流耐壓試驗(yàn)、局放試驗(yàn)
供電電壓
AC380V+/-10%, 50Hz, 5A
網(wǎng)絡(luò)接口
WLAN 無線采集
1 OWST60系統(tǒng)基本技術(shù)指標(biāo)
符合IEC 60270 標(biāo)準(zhǔn)
