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案例1：高频局放检测发现10kV电缆终端局部放电
（1）案例经过
2010年5月6日，利用大尺径钳形高频电流传感器配Techimp公司PDchenk局放仪，在某分界小室内的10kV电缆终端进行了普测，发现1-1路电缆终端存在局部放电信号，随后对不同检测位置所得结果进行对比分析，初步判断不同位置所得信号属于同一处放电产生的局放信号，判断为电缆终端存在局放信号。
2010年6月1日通过与相关部门协调对其电缆终端进行更换，更换后复测异常局放信号消失。更换下来的电缆终端经解体分析发现其制作工艺不良，是造成局放的主要原因。
（2）检测分析方法
测试系统主机和软件采用局放在线检测系统，采用电磁耦合方法作为大尺径高频传感器的后台。
信号采集单元主要有高频检测通道、同步输入及通信接口。高频检测通道共有3个，同时接收三相接地线或交叉互联线上采集的局部放电信号，采样频率为100 MHz，带宽为16 kHz~30 MHz，满足局部放电测试要求。同步输入端口接收从电缆本体上采集的参考相位信号，通过光纤、光电转换器与电脑的RS232串口通信，将主机中的数据传送至电脑中，从而对信号进行分离、分类及放电模式识别。
利用局部放电测试系统，在实验电缆中心导体处注入图1-1的脉冲信号，此传感器可直接套在电缆屏蔽层外提取泄漏出来的电磁波信号，在电缆中心导体处注入脉冲信号，耦合到的信号如图1-2所示。
将传感器放置不同距离时耦合的脉冲信号如图1-3所示。距电缆终端不同距离耦合的脉冲信号随其距离的增长而减小（见图1-4），这样就可以判断放电是来自开关柜内还是线路侧。
2010年5月6日，在某分界小室内的10kV电缆终端进行了普测，在距离1-1路进线电缆0.5 m和1.0 m处分别发现局放信号，测试结果如图1-5及图1-6所示。可见利用大尺径高频电流传感器，发现在0.5 m处存在局部放电相位特征的放电波形，幅值为190 mV，在1.0 m处存在具有局部放电相位特征的放电波形，幅值为120 mV；在距离电缆终端1.0 m处的局部放电信号相对于0.5 m处的信号有明显衰减；2个信号波形和相位图谱分布相似，有可能属于同一处放电产生的局放信号，初步判断电缆终端存在局放信号。
（3）经验体会
大尺径高频传感器测试法可以在现场较有效地检测出10kV配电电缆终端局放，减少因安装工艺或电缆劣化导致的突发性事故的发生，值得进一步推广应用。特别是针对配合地电波和超声波带电测试过程中发现异常的开关柜进行检测，可促进安装工艺的提高和避免电缆因长期运行逐渐劣化引起突发性事故的发生。
（本案例由原北京市电力公司试验研究院提供）
案例2：多局放方法综合检测出主变变联GIS侧110kV终端接头缺陷
（1）案例经过
自2001年以来，北京电网中美国G＆W公司金属应力锥式的终端共发生4次故障，都发生了强烈的爆炸，甚至引燃外泄的变压器油，造成了较大的损失。为排查电网中电缆运行的安全隐患，2010年，电缆公司对北京电网在运的G＆W电缆终端进行了局放普测。
2010年1月11日，电缆公司使用TechImp局放测试仪对某站3＃变变联GIS侧110kV终端接头进行状态检测时发现，A相接地线上发现异常信号，幅值为680mV，具有放电衰减特征，第二天，电缆公司进行了PDCheck局放测试仪等多种设备联合复测，复测结果显示，该站3＃变变联GIS侧110kV终端存在较大局放量。随后，公司对该接头安排了切改。
（2）检测分析方法
2010年1月12日，电缆公司综合应用TechImp局放检测仪、超高频局部放电诊断装置、频谱分析仪、超声波局放探测仪四种手段，对该站3＃变变联GIS侧110kV终端进行局放检测，A相发现较大幅值异常信号，且四种检测设备的测试结果基本一致。局放测试结果分别如表2-1至表2-4。
表2-1 PDCheck局放测试仪结果
经实验室验证和解剖分析，确认该终端存在局放性质缺陷，也充分说明采用PDCheck等多种手段对电缆进行测试，可以多方验证局放测试结果，有效掌握设备运行状况，进一步指导公司的状态检修。
（3）经验体会
1）局放测试能有效排查运行中电缆附件缺陷，并进一步指导生产，确保电缆网运行安全，提升设备检修效益。
2）多元化、多手段检测技术配合使用，可综合诊断多种特征参数，正确判断异常信号，提升状态检修工作的可行性、可靠性。
（本案例由原北京市电力公司电缆公司提供）
案例3：高频局放检测出电缆GIS终端应力锥内部缺陷
北京市电力公司在总结分析了北京地区G&W终端故障的基础上，于2009年3～4月期间，为查明该金属应力锥结构电缆终端故障原因，结合宣武门变电站2#变变联电缆变压器终端击穿故障，对击穿及部分退出运行的G&W终端进行了实验室测试、解剖，研究分析了局放、结构尺寸、绝缘材料特性等，联系国内历次故障情况，综合气温、油压等相关因素深入查找发生故障的根本原因。
故障统计分析表明，安装在我国北方地区、受气候影响大的环境中的G&W金属应力锥终端较易发生故障，且故障一般发生在冬季。我国南方四川、广西、贵州、广东等地也运行有部分该结构终端，但未见有故障记录。国内其他城市如太原、榆林、南京等我国北方城市发生的16次故障都在12月～3月期间发生，且一、二月份是高危时段。
根据故障统计规律，可以判定：安装在我国北方地区、受气候影响大的环境中的G&W金属应力锥终端较易发生故障；故障线路多是较小截面电缆；且故障一般发生在冬季、初春的低负载率时段；故障点都位于半导电管的上端口；故障伴随有强烈的爆炸。
2010年1月，北京市电力公司组织成立了G&W终端后续分析小组，对牛宣、崇文门3#变、井单一、崇单线路退下的共计18只G&W终端进行跟踪研究。在电缆厂屏蔽实验室用IEC标准精确地进行定性和定量分析。对比现场测试结果和试验室内的测试结果，提高对设备的认识、积累经验。之后将电缆终端解体分析，对终端内的各个组成部分如绝缘油、带材等的检查和分析试验，找到产生局放的部位、研究局放发生的机理，观察不同放电量下电缆终端内材质的表现，总结其运行特点和局放在该终端内的发展过程，为下一步制定G&W终端检修方案打下基础。
现场带电检测：110kV 崇文门3#变（GIS终端）
在崇文门GIS侧A相上检测到异常放电信号，信号具有180°对应关系，波形具有典型脉冲衰减特性，频率范围分布分别为2-4MHz，12-14MHz，95%放电量为129mV。检测图谱如下所示。
试验室对比：110kV 崇文门3#变（GIS终端）
试验温度在9—9.5℃时，仅加压至1.0U0（64kV）时A相GIS侧终端即有高于800pc的放电量。试验室测试结果验证了现场测试得出的结论，即该终端确实存在安全隐患。
终端解剖分析案例：110kV 崇文门3#变
经解剖发现：应力锥区段内绝缘，自半导电断口向上38mm，有一处明显放电点，直径为5mm。在半导电管断口向上360mm范围内有黑色、黑黄色痕迹，且有PVC包带纹路。解剖照片如下图所示：
案例4：超声超高频联合检测出220kV电缆终端连接部放电
（1）案例经过
2010年6月28日，上海市电力公司下属超高压输变电公司对世博园区内的220kV连云站进行局放例行检测，在220kVGIS 室测试过程中发现室内空间超高频信号明显，经定位分析发现信号来自2#主变220kV电缆筒体B相的筒体与电缆终端连接部位。
（2）检测分析方法
采用PDS-G1500声电联合局放测试与定位系统。将超声传感器布置在B相筒体下端电缆终端的交界面上，测得对应的超声和超高频信号。相关图片分别如图4-1～图4-3所示。
案例5：高频局放检测出110kV电缆本体缺陷
（1）案例经过
2009年7月，维试人员在常规局放在线检测工作中，发现某110kV双回电缆线路本体多处出现局部放电信号，遂对该双回线路进行长期局放检测，发现一条线路局放量有明显上升迹象，考虑到设备的安全可靠运行，对该条线路进行全线更换，通过解剖发现该条电缆线路的外半导电屏蔽表面已发现多处严重放电痕迹，成功的避免了一起运行故障的发生。
（2）检测分析方法
110kV某双回电缆线路（以下简称“电缆A”和“电缆B”）于2007年9月投运，型号为YJLW03-1×630mm2，回路长度 2663m，全线两组交叉换位段。2009年7月，维试人员采用局放检测设备（如图5-1所示），在常规局放检测工作中，在电缆A的2号、3号和4号换位箱以及电缆B的2号换位箱发现了局放信号（典型信号图谱如图5-2、图5-3所示），经过信号分析判断局放位于电缆本体上。
2009年7月底、 12月以及2010年4月，对该双回电缆线路进行局放复测，均在本体不同部位检测到局放信号，信号特点为：发生密度较低，信号不连续、不均匀。
（4）缺陷分析
追溯电缆制造厂方生产记录和原材料记录，发现用于阻水缓冲层的铜丝布带中，铜丝径及棉纱量异常：
1）铜丝布带厚度标准要求：0.38±0.02mm，实际值:0.38mm，符合要求；
2）铜丝布带单位重量标准要求：19±1g/M，实际值：18.9g/M，符合要求；
3）铜丝布带中铜丝径标准要求：0.2±0.01mm/40根，实际值：0.16/40根， 即铜丝布带中的铜丝面积约减少32%
4）棉纱重量则由标准的7.6g/M增加到11.4g/M，约增加45.6%。
由于金属铜价格的上涨，铜丝布带生产厂家提升了棉纱的用量减少铜丝的用量，由于铜丝布带的单位重量和厚度没有发生变化，造成材料验收时没被发现异常。
在高压电缆结构中，半导电缓冲层处于电缆外半导电屏蔽层和铝护套之间，
正常情况下，半导电缓冲层电阻很小，铝护套与外半导电屏蔽层近似为等电位，电缆电容电流由外半导电层透过缓冲层流到铝护套。当缓冲层中铜丝布带的铜丝径变小，棉纱线量相对增加后，造成电缆外半导电屏蔽层和铝护套由于棉纱的隔离没有可靠接触，铜丝被隐藏在棉纱之下，铝护套通过铜丝对外半导电屏蔽层的电阻急剧增加，当不接触长度增加到一定值时，外半导电屏蔽层上的电位逐步增加到使铝护套和外半导电屏蔽层间的气隙放电电压时，在此间就形成局部放电，持续的火花放电会烧灼电缆外半导电屏蔽表面。
鉴于电缆A在本体多处发现局放信号，信号强度最高达到150pC且与电缆B为同一批次生产电缆，决定对电缆A线路安排全线更换，更换后通过解剖，发现电缆A本体出现与电缆B相同的放电痕迹。随后，公司普查了上海地区所有110kV在运电缆线路，没有该电缆厂方生产的同批次电缆。
（本案例由原上海市电力公司超高压输变电公司提供）
案例6：高频局放及振荡波局放、超低频介损联合检测出10kV路灯缆缺陷
【线路名称】：东风大道8#路变01柜——东风大道9#路变02柜10kV路灯缆
【线路长度】：508m
【敷设方式】：电缆沟
【投运年限】：10年
【检测及诊断过程】：
5月20-21日，检测组对该条线路开展联合测试，该条线路属路灯供电专线电缆，运行方式为A、C相供电，B相作为冷备用状态，供电方式为昼停夜开。检测组与5月20日晚对该条线路采用TechImp公司的高频局放测试仪——PDcheck在首、末两端分别进行测试，首、末端(东风大道9#路变02柜)测试结果如图6-1、6-2所示：
表6-1 东风大道8#-9#沌路电缆超低频介损测试结果
介损值
TanDelta
(0.5Uo)
TanDelta
(1.0Uo)
TanDelta
(1.5Uo)
介损变化率DTD （1.5Uo-1.5Uo）
超低频介损随时间稳定性VLF-TD Stability (Uo下测得的标准偏差[10-3])
介损平均值VLF-TD, Uo 下[10-3]
A相（L1）
2.57E-3
3.32E-3
4.30E-3
1.73E-3
0.04
3.32
C相
（L3）
15.06E-3
18.84E-3
19.27E-3
4.21E-3
0.23
18.84
参考IEEE P400.2—2013送审稿的判据建议，该条电缆A、C相落入需“采取进一步测试”建议值范围。表明该条电缆已存在较为严重的老化。
联合综合诊断结果表明，该条线路存在较严重缺陷，制定检修策略为：更换距离东风大道8#路变01柜212m处接头，并沿接头两侧部分更换20m电缆。
5月28日，赴疑似缺陷现场进行消缺处理，打开电缆沟盖板后，发现此段电缆为排管、电缆沟混合敷设方式，在采用电缆识别仪对缺陷电缆识别后，为确保安全，在距离疑似缺陷接头1m处从外护套沿径向打入一接地钢钉，发现有水渗出，在该处切割后发现线芯严重受潮(见图6-7)。由于该段电缆两侧均为管群，考虑到后期试验室开展理化分析的要求，为防止在管群内拖拽损伤电缆接头，在距离中间接头一侧1m处开断后将另侧电缆从管群内抽出10m并进行开断(见图6-8)，发现该处电缆线芯依然严重含水，且铜屏蔽、铠装层严重锈蚀。
图7-4 开窗后的相位图谱
结论：此类放电最大幅值在500mV左右，是电缆终端内部放电，其原因如下：
1. 对应相位关系明显，一、三象限为主；
2. 对应信号波形比较明显，为放电衰减波形；
3. 对应信号频率较高，约6-8MHz，为近点放电。
2008年6月16日，对八昆一路八里庄站内终端进行测试，发现B相有疑似局放，B相放电图谱和特征分类图谱如下：
结论：此类放电是电缆终端内部放电，其原因如下：
1. 对应相位关系明显，一、三象限为主；
2. 对应信号波形比较明显，为放电衰减波形；
3. 对应信号频率较高，约5-6MHz，为近点放电。
（本案例由北京深蓝华盛科技有限公司提供-引进意大利特因普技术）
案例8：高频局放检测出220kV电缆中间接头局放
（1）案例经过
2010年5月17日～5月24日，电缆运维单位对某220kV电缆线路进行现场耐压验收试验（试验电压220kV，耐压时间1h），在耐压过程中同步对隧道内电缆的接头进行分布式局放监测。测试中1.4U0下在电缆线路17号接头上发现10pC左右的局放，如图8-1所示。
（2）检测分析方法
以高频脉冲电流局放检测法为主。
（3）经验体会
为了提高电缆运行的可靠性，有必要在现场耐压验收的过程中同步进行局放测试。
（本案例由北京兴迪仪器设备有限责任公司提供-引进德国海沃技术）
案例9 110kV电缆局放复测检出及定位测试
（1）案例经过
2010 年9 月19、21 日在某110 kV 电缆线路线终端所检测到局放，为向该电缆线路的运行管理和质量维护提供有效的技术数据，需确定局放检测结果的可靠性并进行局放源定位，2010 年10 月11 日对上述电缆线路进行了局部放电带电复测及定位测试。
（2）检测分析方法
本次测试中，首先是采用脉冲电流法传感器对线路电缆终端测试，确定了立体甲园线C相体育开关站终端附近存在PD 和立体甲达线A相体育开关站终端附近存在PD。然后采用脉冲电流法传感器（HFCT）与超高频传感器（UHF）混合检测再次确认信号源。
1）UHF 超高频传感器的检测结果
超高频检测结果分析总结：
1）通过采用超高频传感器分别在4 个盘式绝缘子法兰上检测到的 PD信号相互间的时间差，由波形也可以看出法兰④UHF4 检测到的信号到达时间最快，幅值最大，因此可以判定超高频传感器检测到的PD 信号源是在法悬浮电位电极信号图谱内部电晕信号图谱内部空穴信号图谱自由微粒信号图谱壳体毛刺信号图谱母体毛刺信号图谱兰④UHF4 与立体甲达线终端之间。
2）由检测到的信号图谱与GIS 局部放电类型数据库中的图谱对比发现，本次超高频传感器检测到的信号图谱类型与悬浮电位电极或毛刺信号图谱一样，即该PD 信号属于悬浮电位电极或毛刺放电—单极放电。
2）脉冲电流法HFCT 传感器与超高频传感器混合检测
采用超高频传感器在盘式绝缘子法兰检测到的信号，虽然判定了PD 信号源是在法兰④UHF4 与立体甲达线终端之间，但是还需要确定该信号源与立体甲园线C 相以及立体甲达线A 相检测到的PD 信号源是否是相同的信号源，因此，利用两种传感器，即两个超高频传感器与脉冲电流传感器同时检测。
由脉冲电流传感器与超高频传感器检测到的波形可见，两种传感器所检测到的波形脉冲不同步，即是两种传感器检测到的PD 信号来自于不同的信号源。
脉冲电流法HFCT 传感器与超高频传感器混合检测结果分析总结：由以上分析可见，超高频传感器检测到的PD 信号独立于另外两个PD 信号源，该PD 信号（UHF4）是来自于GIS 内部，在法兰④附近靠近立体甲达线侧。
（3）测试结论及检修建议
2010年10月11日对立体甲园线、立体甲线及立体甲达线体育开关站电缆终端进行局放测试（复测）并定位确认存在三个PD信号源。该局放信号，密度较高，幅值较大，已达100pC，具有一定的危险性，近期应采取相应的措施进行应对跟踪。比如间隔一个月内采用不同的方法手段进行测试确认或者安装一套长期在线监测系统对其进行实时监测监视，如果在线监测系统或经采用不同的方法手段测试而发现PD信号都有增长趋势，就应该尽快对该设备其进行停电更换。
（本案例由智友光电技术发展有限公司提供-引进日本智友技术）
案例10：超声超高频联合检测出35kV GIS电缆头表面局放
（1）案例经过
2009年8月6日，超高压公司局放检测小班对广场站各电压等级GIS设备进行例行检测，在35kVGIS的广藏3150和广茂3145（与广武3144/电缆并仓）间隔靠近电缆终端处（测试点在电缆层内）测到明显的超高频和超声局放信号，进行初步定位确定问题来自电缆后，结合HFCT进行局放测试分析。
超高频（UHF）和高频电流传感器（HFCT）布置在如下图10-1所示：
可以看出广茂3145 C相放电部位-1对应的电缆主绝缘基本完好，内部无爬电现象。广茂3145C相放电部位-2对应应力控制管的断口处，解剖后电缆内部基本完好，绝缘表面、应力控制管表面及绝缘管内表面也无爬电现象。将广茂3145广场站三相户内终端重新制作热缩式终端，同时调整电缆层夹具位置以扩大广茂3145与邻近的广武3144终端间距，间距大约4cm左右。
（2）检测分析方法
采用超高频和超声巡测，发现问题后结合HFCT进行局放测试和定位。后又采用红外和紫外进行对比分析和问题确认。
（3）经验体会
广场站为地下变电站，设备所处环境湿度较大，外加电缆终端外有环氧衬筒，使得水汽更难挥发，长期积累使得铜质接头部件腐蚀严重，遍布铜绿，且铜的氧化物碎屑掉落粘在电缆外表皮上（见下图10-12至图10-14），与电缆表面积灰共同作用导致局部放电。
