配網電力電纜絕緣性能診斷技術

王琳媛+白迪

摘 要：隨著現代工業的蓬勃發展，電力需求增長迅速。電纜線快速增長，正朝著大容量，高電壓為發展方向，這將對電力電纜負載和電壓等級提出更高的要求，這將導致電力電纜運行環境惡化。深入開展電力電纜局部放電帶電檢測技術的研究，可以及時有效的發現漏電點。

關鍵詞：電力；電纜；絕緣性能

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.149

1 引言

隨著經濟發展，電網負荷日益增加，由于電路走廊和電磁環境的限制，電力供應的可靠性和城市美化的要求要提高，電纜線路將迅速增加，交聯電纜以其多種優點已延伸到了人們生產生活的各個角落。從上世紀80年代開始，中國開始實施城市電網改造和建設的深入，提出了小型化、低損耗、無油、低噪聲、高可靠性、智能化的輸變電設備的要求。

交聯聚乙烯電力電纜被廣泛使用，但在正常情況下，使用壽命約為30年，然而，由于敷設環境及使用狀況的影響，絕緣擊穿和閃絡電纜線路將是一個嚴重的事故。電力電纜絕緣故障的原因可分為四類：外部損傷，電纜附件的制造質量、安裝質量和電纜敷設電纜的車身制造質量，各占58%、27%、12%和3%，電力電纜線路故障與大多數電力設備一樣，無論故障引起的外部設備的操作開始的時候（1 ～ 5年內）特別容易發生事故，主要原因是電纜及附件的安裝和電纜的質量問題；當運行到中間的時間（5 ～ 25年內），與電纜本體部分進穩定期的電纜運行故障率相對較低，麥n失敗原因樹突狀電纜絕緣老化、擊穿，和附著的激增，以及復合介質沿面放電；當最后的運行（25年后），大量的電纜，電纜故障率是由于分支的時效大大提高，電加熱的老化和附件的材料老化。

2 XLPE電纜常見故障及原因

XLPE電纜故障的原因非常復雜，通常是多因素的。因此，分析XLPE電纜故障的原因，避免電氣故障是非常重要的。交聯聚乙烯電纜事故的原因大致可分為：

（1）絕緣的自然老化。絕緣的自然老化是導致絕緣失效的主要原因。老化可分為水樹老化，老化XLPE電纜絕緣熱老化、電樹枝老化，大多數時間，絕緣老化是由多種因素的結合，其中最常見的水樹。在數據顯示的廣泛研究，XLPE電纜絕緣故障的主要原因是絕緣層中的水樹的形成，其原因可能是左在微水絕緣層在制造過程中，或由于機械損傷和逐漸侵入水中作業，或長期浸水。

（2）外力的破壞。這一地區的施工和運輸造成的主要損害，如開挖、打樁、搬運等，可能會損壞電纜，車輛振動會對附近的公路和鐵路埋下的電纜造成損壞。

（3）材料缺陷及設計和制造過程的影響。XLPE絕緣材料包括含有雜質缺陷，導電線芯，不在附件足夠光滑的鑄造機械強度瓷砂孔，是不夠的，因為由電纜頭終端絕緣受潮引起的管理不善，污垢和老化。

（4）過電壓。過電壓和內部過電壓導致電纜電壓允許值并導致故障。分析并找出實際的故障，許多戶外端子頭的故障是由大氣過電壓引起的，電纜本身的缺陷也會在大氣過電壓過程中引起故障。

3 交聯聚乙烯電纜局部放電檢測技術

局部放電在線檢測規則不需要切斷電源，不需要額外的壓力，檢測可以隨時進行，適合現場實時監控，是未來檢測的趨勢。交聯聚乙烯電纜局部放電檢測方法，國內尚處于起步階段，IEC60270法用于常規的XLPE電纜局部放電的測量，但是這種方法具有較低的頻帶。在幾十到幾百千赫的范圍內，通常很容易受到背景的限制，抗干擾能力差。其他研究方法的區別，定向耦合的主要方法、電磁耦合、高頻電容法、高頻電感法、超聲波檢測法等方法從檢測原理的方面可以概括為電氣試驗方法和兩類非電氣試驗方法，下面的幾種方法簡介。

（1）差分法。在這種方法中，兩金屬箔是由交聯電纜接頭偶聯劑分別連接金屬護層的絕緣體上的兩側，并形成管的金屬箔和金屬屏蔽1500pf ～ 2000pf等效電容之間。這兩個金屬箔連接在50個檢測阻抗之間。金屬箔和電纜屏蔽筒的等效電容、兩端電纜絕緣的等效電容和檢測阻抗構成檢測回路。當電纜接頭一側存在局部放電時，由于另一側電纜絕緣的等效電容的耦合效應，檢測到耦合到局部放電的脈沖信號。輸入脈沖信號輸入頻譜分析儀以放大和顯示窄帶。

（2）超聲波法。超聲波/聲發射技術是一種無創、理想的現場檢測方法，受外界電磁噪聲影響較小。傳感器主要有兩種加速度和諧波發射：加速度傳感器通過高通濾波器消除低頻背景干擾，高頻信號更豐富。聲發射傳感器用于檢測信號的頻率感知，具有一定的頻率選擇性檢測特性，更靈敏。

4 總結

隨著經濟的發展，電網負荷日益增加，受電路走廊和電磁環境等因素的限制。 電力供應可靠性和城市美化要求要提高，電纜線路快速增長，交聯電纜以其多種優點已延伸到了人們生產生活的各個角落。深入開展電力電纜附件局部放電帶電檢測研究，同時研究分析了電力電纜絕緣的老化機理，建立了一種合理有效的絕緣老化判斷方法，對于電力電纜的故障診斷和分析，及時準確判斷電纜體和電纜附件的絕緣狀態，防止發生電纜事故，確保電力系統安全穩定運行具有重要意義。

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