【精彩论文】温度对电缆附件界面缺陷处局放引发影响机制研究

观点凝练

摘要：温度对局部放电(partial discharge，PD)的发展过程有着重要的影响，但温度对PD的引发机制目前尚不明确。针对温度变化对电缆附件界面缺陷处PD引发机制进行研究。首先，对电缆附件界面单元与缺陷位置进行设计与仿真，并对界面单元不同温度下气隙缺陷PD特征进行测量。然后，搭建含有半导电层突起缺陷的电缆电热老化平台，通过电流通断模拟冷热负荷对电缆运行温度的影响。对界面单元和缺陷附件的局部放电起始电压（partial discharge inception voltage，PDIV）和PD相位谱图（phase resolved partial discharge，PRPD）进行对比分析，结果表明：随着测试温度的升高，界面单元的PDIV从8.3 kV降至6.9 kV，局部放电量有大幅提升，PRPD图显示出明显的内部放电特征。真实电缆附件缺陷处PD则会在温度快速上升时出现短暂的活跃，此时局部放电量与局部放电数都会出现明显增加，温度稳定后PD逐渐被抑制。上述现象主要与温度变化导致的界面处空间电荷分布和界面材料热胀冷缩所带来的“呼吸效应”有关，研究结果表明：真实电缆附件在大温度梯度下进行局放测试可提高局放检出率，为解决传统测试对局放检出可靠性不足提供了理论依据。
结论：本文通过电缆附件界面单元在不同温度下的局放引发结果，对比结合真实电缆附件在不同冷热负荷下的局放情况，得出如下结论。

（1）结合界面单元与实际电缆附件的PD测试结果，可知温度对电缆附件界面缺陷PD发展有影响，且在不同温度下界面缺陷处PD引发特征不同，总体而言温度越高，PD越容易被引发。

（2）冷热负荷的变化会导致运行的电缆附件界面温度在短时间内有大温度梯度的上升或下降，这种温度变化会引起界面缺陷处PD短暂的活跃，产生这一现象的原因可能是温度变化导致界面出现“呼吸效应”。不同冷热负荷下的局放特征参数总体上呈现出：PDIV减小，则PD幅值增大，放电次数增加；PDIV增大，则PD赋值减小，放电次数减少。

（3）研究结果可以为冷热负荷测试提高电缆附件出厂局放检出率提供理论与实验依据，解决了传统测试对局放检出可靠性不足的缺点，具有一定的工程实践意义。

引文信息

李巍巍, 朱轲, 邓元实, 等. 温度对电缆附件界面缺陷处局放引发影响机制研究[J]. 中国电力, 2021, 54(11): 181-189.LI Weiwei, ZHU Ke, DENG Yuanshi, et al. Influence of temperature on initiation mechanism of partial discharge at the interface defects of cable accessories[J]. Electric Power, 2021, 54(11): 181-189.

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编辑：杨彪

审核：方彤

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