0引言
局放是电缆使用中的常见故障之一，也是造成电缆绝缘老化、使用性能降低的主要原因，这与绝缘内部存在的问题有着密切联系。电缆局部放电检测是判断电缆绝缘使用情况的主要故障检测方法。现阶段针对交联聚乙烯电缆（XLPE）局部放电研究原理相对健全，检测方法及技术体系初步形成。但是，针对该种电缆局部放电特征研究分析不足，对其没有形成规范性、统一性、标准性的检测体系。
基于这种情况下，对该种电缆局部放电特征研究，逐步成为衡量电缆绝缘性能的有效方式。本文通过对 XLPE 高压直流电缆进行研究，选择不同绝缘问题开展仿真试验，明确局部放电特征，制定针对性运维检修策略，有利于对高压直流电缆绝缘使用情况进行评估，更好提升高压电缆故障诊断及运维检修工作效率和质量，更好保障电力电缆安全稳定运行。
2高压电缆绝缘缺陷仿真分析
2.1 仿真模型构建
选在研究电力电缆绝缘缺陷中，利用 comsol 开展仿真分析。在仿真模型搭建中，需要确保不同环境中 XLPE 电缆附属绝缘材料和主绝缘材料间的电导率处于稳定范围区间，从而对空间电荷进行有效控制 。一般情况下，电缆中部位置的接头区域存在双层介质交界面，其中所产生的电导率对空间电荷起到影响作用，这就需要对交界面电导率进行合理管控，有利于保障电缆中部接头区域的绝缘安全。基于这种情况下，将预制式电缆作为研究对象，电缆中部接头位置仿真模型如图1所示，图1中 a、g 是应力锥根部，d、e 是高压屏蔽端部。
图1 仿真模型
2.2 不同参数对电缆附件的影响分析
针对电缆附件性能研究中，主要从电压、气隙尺寸、气隙位置三个方面分析，判断其对电缆附件运行性能的影响大小。
第一，电压试验。本文在仿真试验中选择的电压是电缆正常工作的额定电压，U0=320kV。在这种电压下，由图1可知 XLPE 电缆中部接头位置绝缘 界面电场分布。从图1可知，在额定电压状态下，应力锥根部的电场强度是6.82kV/nm，没有超过绝缘击穿电场强度25kV/nm，这代表中部接头位置的裕度设计合理 。
第二，气隙尺寸试验。在额定电压环境下，为更好分析气隙尺寸对电缆附属部分的影响程度，分别在复合绝缘界面上使用了0.5nm 和1.5nm 气隙尺寸，试验结果如图2所示。由图2可知，电缆接头位置如果有气隙，绝缘复合界面电场强度会产生突变，气隙尺寸持续增大，突变程度更加明显。
第三，气隙位置试验。在额定电压环境下，为更好分析气隙位置对电缆附属部分的影响程度，分别在复合绝缘界面上距离 a 点40nm 和20nm 设置了 2nm 气隙，试验结果如图2所示。从图2可知，电缆接头如果有气隙的环境下，绝缘复合界面电场强度出现突变。但是，20nm 处是大于40nm 位置的，这源于应力锥对突变电场强度进行了改变，导致其呈现集聚趋势。
图2 试验结果
3 XLPE 电缆绝缘缺陷模拟试验分析
3.1 电缆绝缘缺陷种类
在整个模拟试验过程中，主要设置了当前电缆使用中容易出现的五种缺陷，以此分析出电缆局部放电现象及特征。
第一，中间部位存在错误缺陷。将中部位置接 头进行移动，产生错位反应。
第二，主绝缘悬浮电位缺陷。在电缆外部屏蔽层位置中，找出其中存在的断口，并且铺设铜粉。
第三，主绝缘层存在气隙缺陷。在屏蔽层的断口处，设置出凹陷。
第四，外部损坏绝缘。将铁钉打入主绝缘层。
第五，主绝缘外尖端存在缺陷。使用工具在屏蔽层位置的断口处设置出三个锯齿凹陷。
3.2 模拟试验方案
针对 XLPE 电缆绝缘缺陷模拟试验中，需要从加压方法、试验平台、试验步骤三个方面开展工作。从加压方法分析，整个试验过程中，都需要对局部放电过程使用升压法进行加压。而且，这种加压方式是可以进行持续加压，最终可以对电缆击穿。从试验平台而言，整个试验过程需要由两个±320kV XLPE电缆、两个±320kV XLPE 电缆接头和1套 ±320kV中部接头组成，试验系统如图3所示。从试验步骤来说，整个试验过程划分为三个部分。
第一，按照试验明确的电缆缺陷对其进行设置，并且按照系统运行要求对线路进行连接，需要将局部放电测试装备安装，也要采取合理的屏蔽方式。
第二，在整个试验前，应该对所有设备进行校正，并且在回路还没有施加压力的初始情况下对中心频率收集。第三，在加压环境下，对干扰信号、起始电压等进行测量。第四，对电压进行升高，对局部放电进行检测。
3.3 试验过程及结果分析
在 XLPE 电缆绝缘缺陷模拟试验中，主要是对五个缺陷问题进行测试，需要对这五种试验构成分别分析，以此对局部放电特征进行明确。
图3 试验系统
第一，在中部位置接头错位和主绝缘层悬浮点位缺陷分析，在对这两种缺陷设置后，并没有检测到有任何放电信号产生。通过对其分析后，发现这是由两种缺陷影响造成的，因电缆所设计裕度有非常好的抗性，模拟过程所设置的缺陷程度难以产生显著放电信号 。
第二，在主绝缘气隙缺陷中，通过对其进行密切检测，发现整个放 电现象较为稳定，但是 0.1～0.4min 形成了空隙期。
第三，在外部缺陷测试中，整个测试初期因电离影响下，对外部电场进行削弱，造成放电信号消失。经过对电压加大后，形成了局部放电需求大小，促使其重新放电，最后升高到一定强度后造成了绝缘击穿。并且在这种过程中，部分放电现象非常突出，具有集中化、数值大、时间短等特点，能够在更快速度中对绝缘层击穿。
第四，在主绝缘外部尖端缺陷中，整个放电过程会随着电压增大进行升高。因此，在不同绝缘缺陷下，所产生的局部放电现象是不同的，这对整个电力电缆造成的影响程度也是存在差异的，只有将放电现象进行合理确定，才能更好地对缺陷问题进行判断，有效保障电力电缆运行安全。
4结语
为在市场经济发展中，电力行业越来越重要，为国民经济发展和人民群众生活提供了充足的动力支持。而整个电力供应过程，都是依托电缆实现的，一旦电缆存在缺陷问题，会造成故障频繁，直接影响电力供应的安全稳定性。基于这种情况下，应该对电力电缆局部放电研究分析，通过对具体电缆缺陷问题的深度剖析，逐步对局部放电现象及特征进行明确，有利于更好支撑电缆故障检修工作。
参考文献
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