高壓電纜絕緣診斷方法的研究

王惠敏 王明 李超 徐善章

摘 要：在現有的電力系統中，高壓電纜是必不可少的一部分，而高壓電纜的絕緣性能是否良好是保持整個電力系統正常運轉的重要因素。本論文著重于對于市面上的高壓電纜出現的問題進行研究，并且對現有的高壓電纜絕緣診斷方法進行分析，找出最有效的診斷方法。

關鍵詞：高壓電纜;老化原因;絕緣診斷

0前言

高壓電纜是傳導電力的重要媒介，電纜運行是否正常影響了整個電力系統設備的運行，但是在長期的使用過程中，由于化學腐蝕、環境、電場輻射等因素的影響容易使高壓電纜的絕緣外皮受到損害，出現化學擊穿等意外事故。所以一旦出現電纜事故就會造成不可逆轉的后果，相關財力、人力的要求也就呈指數般增長，所以對使用中的高壓電纜進行定期檢修就顯得尤為重要。下面將對高壓電纜出現老化的原因和相應的診斷方法進行分析。

1高壓電纜老化原因

1.1???? 電熱老化

高壓電纜在使用過程中由于電流的傳導作用是會產生一定的電熱的，這部分電熱對于電纜等金屬內芯損壞是不大的，但是對于其絕緣外皮有一定損傷，進一步導致電纜的絕緣性能下降。在正常情況下，外界溫度的升高這類老化的程度也就越大，所以一般在夏天使用頻率過高的話電纜的壽命會相應減少，當電纜的絕緣性能被腐蝕到一定程度之后，電纜的絕緣壽命也就終結了。

1.2???? 機械老化

這類老化是指電纜在使用過程中，由于外力拖拽或者是在生產安裝過程中出現的磨損，這是指對高壓電纜絕緣外皮的物理損傷。在這類機械外力的作用下，使得高壓電纜外皮出現了小的裂痕，雖然在短時間內沒有出現絕緣性能喪失的情況，但是由于長時間外力的作用導致縫隙變大，最終造成了局部擊穿。

1.3???? 電場老化

電場是具有強大作用力的，其中包含了很多復雜的場區，引發了一系列的化學反應和物理反應。當電場強度到達一定程度之后，高壓電纜受到的作用力就急劇增強，電纜的絕緣外皮遭到擊穿。由于這類電纜老化的誘因是電子，所以也可以稱為“電擊穿”。

2絕緣診斷方法

2.1???? 離線絕緣診斷

離線絕緣診斷主要應用于電力系統在進行常規電力設備檢查，對于現在的電力設備老化情況進行詳細檢查，預防電力故障情況出現。現在市面上有多種離線絕緣診斷方法，以下著重對主要的兩種進行分析。

直流分量高壓電纜絕緣診斷方法是在上世紀80年代提出的，它結合了大量的實驗，總結出了規范的檢測方法，利用電路的絕緣保護層、內里金屬導體之間的直流分量來判斷電纜運行是否良好。在正常運行過程中，兩者之間是有直流分量流過的，這類電流的強度不大，但是一旦電纜不是完好無損的，有質量問題系統檢測出來的直流分量就會極大地增強。這類測量方法雖說簡單直觀，但是在測量過程中，由于正常高壓電纜的直流分量是特別小的，在測量時不易觀察，容易出現誤差。所以在運用這種方法進行診斷時，可以采用一些輔助設備進行檢測。這種方法對于測量的電纜的傷害比較小，同時改良之后的測量靈敏度高，但是由于部分材料的特殊性，在測量之后會在電纜遺留部分電荷，所以這種測量方法不宜應用于特殊材料制成的電纜。

另外一種比較直觀的檢測方法就是溫度高壓電纜絕緣診斷法，一旦高壓電纜的絕緣外皮出現老化，電纜就會出現局部溫度升高。這類檢測方法在理論方面上比較簡單，在實際操作過程中又可以分成兩類小的診斷方法，其一是對高壓變懶容易出現故障的部位進行溫度檢測，但是這種情況不能排除所有電纜的故障，另外一種就是對所有運行中的電纜全部進行溫度檢測，但是這種方法就極大地增大了工作量，成本也隨之升高。

2.2???? 在線絕緣診斷

在線絕緣診斷多應用于設備出現故障之后，這種方法能在電力系統運行過程中對高壓電纜的絕緣性能進行檢測，避免由于長時間停電造成的人物力損失，這種檢測方法也是未來絕緣診斷的發展方向。并且在在線診斷過程中使用的均是低壓設備，不會對電力系統的高壓電纜使出現大程度的損傷，并且這類診斷方法需要的工作強度較小、安全系數高，所以在線檢測必然是以后發展的趨勢。

在線高壓電纜診斷的方法主要是接地線電流法，在高壓電纜運行過程中會產生一定量的電容和電流，在電纜老化以后，這兩個變量都會呈現上升的趨勢，最終使得整個電力系統的接地電流增加，使得整個檢測實驗的速度加快，并且這種變化是十分明顯的有利于對診斷現象進行觀測。其次還有環流在線診斷法，這種診斷方法與接地電流診斷法是很相似的，它們最根本的不同就是所診斷的故障原因不同，還留診斷法是上一種方法的一種升級，一旦出現電路老化，就會使環流電壓加大，局部電纜溫度升高加劇老化程度。

電力是人們生活必不可缺的一部分，高壓電纜作為電力系統運行中的重要一環則必須要保證這個環節的安全，不同診斷方法的研究有助于減少電力系統老化的危害，對保障電力系統的正常運行有重要的意義。

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