高壓電力電纜試驗方法與檢測技術(shù)分析

崔英英

摘 要：高壓電力電纜是我國電網(wǎng)中非常重要的一次電力傳輸設(shè)備，其對電力負(fù)載安全及穩(wěn)定運行有著至關(guān)重要的作用，為有效保障電力電纜的安全穩(wěn)定運行，要重視及時發(fā)現(xiàn)電纜中存在的問題，要重視高壓電力電纜試驗方法及檢測技術(shù)的研究分析，準(zhǔn)確把握電力電纜正常運行的狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：高壓電力電纜;故障分析;試驗檢測方法;檢測技術(shù);探討

0 引言

隨著國民經(jīng)濟水平的快速提升，我國城鄉(xiāng)電網(wǎng)用電負(fù)荷不斷增長。電力電纜是傳輸電能非常重要的載體，電力電纜的安全可靠性直接影響到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。而隨著社會主義市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的不斷進步，城鄉(xiāng)居民用電及企業(yè)用電量急劇增加，這對電力電纜的電能量傳輸提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)與要求。社會各界人們熱切關(guān)注電力電纜的發(fā)展，電力電纜經(jīng)常被用作電廠、變電所以及工礦企業(yè)的動力引入線，跨越江河、鐵路等也需要用到高壓電力電纜。隨著城鄉(xiāng)用電量的急劇增長，高壓電力電纜在我國城鄉(xiāng)電網(wǎng)的輸配電線路及工礦企業(yè)內(nèi)部的主干線路中應(yīng)用越來越廣泛，因此需要不斷加強對高壓電力電纜試驗方法與檢測技術(shù)的研究，以提升高壓電力電纜試驗方法與檢測技術(shù)。

1 高壓電力電纜在我國輸電網(wǎng)中應(yīng)用的重要性分析

用于電力傳輸及電能分配的電力電纜被稱為高壓電力電纜。由于高壓電力電纜的結(jié)構(gòu)非常簡單，性能比較優(yōu)良，而且便于安裝維護，所以其在我國輸電線路及電能分配中應(yīng)用極為廣泛。高壓電力電纜不僅在中低壓范圍內(nèi)取代了傳統(tǒng)的油紙電纜，而且在高壓、超高壓等級上都能夠與充油電纜相媲美。高壓電力電纜在城鄉(xiāng)電網(wǎng)的改造過程中，受到我國電力部門的大力推廣與應(yīng)用，高壓電力電纜是我國電力電纜行業(yè)重要的研究發(fā)展方向。雖然絕大多數(shù)情況下，架空線傳輸電遠低于高壓電力電纜傳輸?shù)某杀?，但隨著我國電纜制造技術(shù)的不斷發(fā)展，電力電纜用量在我國電力傳輸線路中所占的比重越來越高。較之架空線路，高壓電力電纜主要有以下優(yōu)勢：（1）不容易受到內(nèi)外部因素的影響，送電可靠性非常高;（2）高壓電力電纜線間絕緣距離比較小，占用土地面積比較小，不容易受干擾電波影響;（3）能夠進行地下敷設(shè)，可以不占用地面及空間，安全可靠性高。所以在我國電力發(fā)展過程中，要重視電力電纜的研究分析，要不斷提升電力電纜的制造、安裝、試驗、維修、保養(yǎng)以及運行水平，進一步提升高壓電力電纜在我國輸電網(wǎng)中的應(yīng)用水平[1]。

2 高壓電力電纜故障分析及檢測方法的相關(guān)概述

高壓電力電纜的故障有可能是由一種原因?qū)е碌?，但絕大多數(shù)高壓電力電纜的故障是由幾種不同的原因共同作用下而導(dǎo)致的，所以電力電纜故障原因非常的復(fù)雜，且電力電纜的故障形式也存在很大的差異。在高壓電力電纜工程建設(shè)過程中，要嚴(yán)格遵循工藝流程進行施工，并嚴(yán)格遵循我國交接驗收標(biāo)準(zhǔn)進行試驗，用科學(xué)、合理、正確的方法來診斷電力電纜的故障類型，要及時準(zhǔn)確地識別電力電纜故障發(fā)生的原因，這對電力電纜的維護、養(yǎng)護、恢復(fù)廠礦以及居民用電的長期穩(wěn)定運行有著不可或缺的作用，也對我國電力電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行及提升輸電電能質(zhì)量有著至關(guān)重要的作用。

高壓電力電纜的故障檢測主要可劃分為：離線檢測和在線檢測。離線檢測一般所采用的方法是絕緣電阻試驗、介質(zhì)損耗角正切試驗、直流耐壓線路電流試驗、交流耐壓試驗以及局部放電試驗等進行檢測，這些檢測試驗方法有一個共同的缺點是必須在停電狀態(tài)下進行檢測試驗。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，國民生活水平的大幅度提升，城鄉(xiāng)居民用電需求急劇增長，電氣設(shè)備設(shè)施規(guī)模也不斷擴大，要求必須減少停電次數(shù)，甚至不能停電。這些都要求高壓電力電纜故障檢測必須在電力網(wǎng)運行狀態(tài)下進行。這種在運行狀態(tài)下對高壓電力電纜故障檢測的方法稱為在線檢測。目前，在線檢測不僅有利于保障居民用電供電的連續(xù)性，而且有利于檢測到實驗數(shù)據(jù)是設(shè)備運行狀態(tài)下的信息。雖然在線檢測有著極為突出的優(yōu)勢，也是我國電網(wǎng)絕緣老化診斷技術(shù)發(fā)展的重要方向，但就現(xiàn)階段我國高壓電力電纜故障在線檢測發(fā)展實際情況來看，其仍然處于起步階段，投入工程實踐的在線檢測并不多，所以高壓電力電纜試驗方法及監(jiān)測技術(shù)的選擇，要從高壓電力電纜工程實際出發(fā)，綜合實際情況選擇適宜的電力電纜故障檢測方法，在保障高壓電力電纜試驗檢測效果的同時，盡可能地降低高壓電力電纜檢測成本[2]。

3 高壓電力電纜試驗與檢測中存在的不足

就現(xiàn)階段我國高壓電力電纜檢測發(fā)展的實際情況來看，雖然高壓電力電纜檢測中信號頻率不斷增加，信號幅值會出現(xiàn)一定的衰減，而且遲滯作用也會越來越明顯，這一定程度上說明，在局部放電信號中高頻成分的刪減會非常嚴(yán)重，而且會越來越明顯，還很有可能會出現(xiàn)非常大的偏移，通過高壓電力電纜的波形畸變能夠比較明顯的看到問題。首先，聚類數(shù)量在選取過程中容易出現(xiàn)問題。通過人工的方式選取聚類數(shù)量會有一定的不良影響，絕大多數(shù)情況下聚類個數(shù)很難取到最優(yōu)。其次，通過迭代的作用，聚類算法有利于接近最優(yōu)解，而且初始值的選舉對聚類算法來說非常敏感，如果選擇不夠合適，很有可能會導(dǎo)致沒有辦法達到最優(yōu)解，進而引發(fā)后續(xù)分類的錯誤或失敗問題。此外，自動聚類影響對數(shù)據(jù)集的樣本要求非常高。這類方法在面對兩個聚類族有交集時，處理難度會比較大，很有可能處理不到位，而且數(shù)據(jù)簇的分離能力比較弱。在局部放電檢測應(yīng)用過程中，常規(guī)聚類并不能很好的適用現(xiàn)階段的智能化、自動化的檢測的需求[3]。

4 高壓電力電纜試驗與檢測的實際應(yīng)用

在高壓電力電纜安裝之后，要重視電纜線路的交接試驗工作，最主要是要進行線路安裝質(zhì)量的驗證，具體實驗方法有以下幾種。

4.1 安裝線路的質(zhì)量驗證分析

首先，對主絕緣及外護套絕緣進行電阻的測試。電纜主絕緣的測量主要有各種電纜的導(dǎo)體對地或?qū)饘倨帘螌蛹皞€導(dǎo)體之間的電阻絕緣。在試驗過程中，先要通過三項電纜芯線對相間絕緣電阻。在試驗進行之前，要斷開電纜和設(shè)備的連接讓電纜進行比較充分的放電，且要對端三相電纜懸空，盡可能地使用2 000 V以上的電壓兆歐表;檢查好絕緣電阻之后，要進行測量工作，測量過程中要等絕緣電阻表的指針維持穩(wěn)定狀態(tài)后，再讀取1 min絕緣電阻，并且做好詳細(xì)記錄;在實驗全部結(jié)束之后，要記住對高壓電力電纜進行放電處理。其次，要對電纜外護套的絕緣電阻進行測試。在測量外護套對地結(jié)緣的電阻的過程中，要重視將金屬的保護層及屏蔽層接地。在測量過程中，要利用1 000 V兆歐表，要讀取1 min絕緣電阻，且詳細(xì)記錄下來。其中，電纜的外護套及內(nèi)襯層絕緣電阻要超過0.5，而且要注意在檢測試驗結(jié)束之后對電纜進行放電處理。

在試驗過程中要注意的事項如下所述：首先，在絕緣電阻測量過程中，要對電壓測量進行感應(yīng)，數(shù)值超過絕緣電阻表的輸出時，則需要采用更高級的輸出電壓絕緣電阻表。當(dāng)電纜的電容量比較大時，充電的時間會比較長。因此在檢測試驗中要重視放電工作，要有充足的時間進行充電，在絕緣電阻的指針穩(wěn)定之后再進行讀數(shù)[4]。

4.2 主絕緣耐壓試驗

耐壓技術(shù)主要是有直流耐壓技術(shù)油浸紙絕緣及交流耐壓技術(shù)兩種。直流耐壓技術(shù)中的油浸紙絕緣電纜的直流耐壓試驗一定程度上能夠直接反映出電纜絕緣性能的耐壓及泄漏問題，而對油浸紙電纜的試驗，安裝單位與運行單位又對電纜線路進行交接驗收及預(yù)防試驗，要重視進行故障修復(fù)試驗，而且要通過直流耐壓進行操作。直流耐壓的實驗在油浸紙試驗中的優(yōu)勢有如下幾個方面。首先，直流檢測設(shè)備比較簡單，容易攜帶，而且能夠很好地適應(yīng)現(xiàn)場檢查環(huán)境;其次，直流耐壓試驗有利于避免交流耐壓試驗中在絕緣控制中產(chǎn)生游離放電，能夠有效避免絕緣損壞的情況出現(xiàn)。直流電與被試體電阻率成正比分布，如果出現(xiàn)問題時，絕緣部位很有可能會讓絕緣完好部分的電壓不斷增大，當(dāng)擊穿缺陷部門的絕緣電壓時，有利于及時發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷問題;在直流耐壓試驗過程中，可以通過負(fù)極性接線，有利于將油浸紙絕緣體中受潮的部位給暴露出來。直流耐壓試驗的加壓過程所耗費的總體時間比較短，直流擊穿電壓與加壓時間并沒有明顯的關(guān)系，而且絕大多數(shù)直流電壓在幾分鐘之內(nèi)就能夠快速發(fā)現(xiàn)缺陷部位[5]。

5 結(jié)語

總之，高壓電力電纜高頻電流檢測過程中，造成多元放電情況的因素有很多，而且很難一次性解決多元放電的問題，必須要進行多種抗干擾算法進行綜合的利用才有利于達到理想的效果，在電力行業(yè)的不斷發(fā)展過程中，要重視高壓電力電纜試驗方法與檢測技術(shù)的研究分析，要不斷提升高壓電力電纜試驗與檢測技術(shù)水平。

[參考文獻]

[1]孫丹丹，曹書強，張薇，等.高壓電力電纜試驗方法與檢測技術(shù)淺析[J].電子樂園，2019（13）：312.

[2]朱軍.高壓電力電纜試驗方法與檢測技術(shù)探討[J].輕松學(xué)電腦，2019（28）：1.

[3]岳磊，鄧天宇.高壓電力電纜試驗方法與檢測技術(shù)探討[J].通信電源技術(shù)，2019（12）：250-251.

[4]秦鐘，劉志宏，趙志鈺.高壓電纜的故障測試與處理方法[J].集成電路應(yīng)用，2020（11）：102-103.

[5]魏力強，齊錦濤，張學(xué)偉，等.電力電纜試驗方法及檢測技術(shù)分析[J].河北電力技術(shù)，2018（4）：27-31.

（編輯 姚 鑫）