高壓電力電纜試驗方法與檢測技術(shù)分析

王曦 汪翔 湯勝

摘要：高壓電力電纜是用于電力傳輸和電能分配的電力電纜的總稱。相比于架空線輸電方式。電纜線路的送電可靠性和安全性要高于架空線的輸電方式。自上世紀(jì)九十年代以來，城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)的合理化與規(guī)范化，讓城市建設(shè)和鄉(xiāng)村建設(shè)對社會生態(tài)布局和建筑布局的要求有所提升。對高壓電力電纜故只能處理機制進行優(yōu)化，可以讓電力系統(tǒng)運轉(zhuǎn)質(zhì)量和輸送效率得到有效提升。

關(guān)鍵詞：高壓電力電纜;試驗方法;檢測技術(shù)

隨著社會發(fā)展不斷加快，電力需求與日俱增，電力電纜以高供電可靠性優(yōu)勢，越來越多地被應(yīng)用于輸電和配電領(lǐng)域。目前，交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜安全方便，運行維護簡單，已經(jīng)取代油紙絕緣電力，并逐步取代PVC絕緣電力電纜和充油電力電纜。但是，近年來的運行和研究證明，交聯(lián)電纜的絕緣材料在運行中易產(chǎn)生樹枝性放電，造成絕緣老化、損傷，甚至影響其使用。因此，充分認(rèn)識電力電纜的絕緣特性，及時有效地發(fā)現(xiàn)和預(yù)防絕緣中存在的缺陷，對保障設(shè)備和系統(tǒng)的安全運行具有十分重要的意義。

一、高壓電力電纜故障的重要性

任何的電力企業(yè)中都少不了電網(wǎng)的發(fā)、輸、配環(huán)節(jié)，所以，電力電纜的作用舉足輕重。電力電纜有多種，橡膠絕緣高壓電力電纜是其中的一種，其功效被國民所認(rèn)可，很是受國民的青睞。但是，隨著其使用數(shù)量的增多，一旦發(fā)生故障，便會引起一系列嚴(yán)重的后果，有時還會發(fā)生短時間內(nèi)大面積停電事故，影響電力供、配系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行。所以，高壓電力電纜故障分析工作是必不可少的，防止電力電纜發(fā)生故障時引發(fā)人身安全事故。一般來說，高壓電力電纜發(fā)生故障時故障原因和故障點難以查找，這不僅在搶救和恢復(fù)工作方面造成了非常大的難度，而且在人力方面、物力方面、財力方面上的浪費也是不容小覷的。

二、高壓電力電纜故障原因分析

（一）質(zhì)量因素

電纜質(zhì)量問題是引發(fā)電纜故障的主要因素。因電纜自身的質(zhì)量問題所引發(fā)的電纜進水問題是嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)安全性的問題。針對電纜質(zhì)量給電力系統(tǒng)運行所帶來的不利影響，相關(guān)單位需要從電纜的加工環(huán)境和絕緣屏蔽層表面的處理過程等方面入手，對電纜的生產(chǎn)過程進行嚴(yán)格控制。

（二）絕緣處被動受潮

常見的絕緣受潮主要是在直埋或排管里的電纜接頭的地方絕緣水平下降導(dǎo)致的。比如像電力電纜在受到伴隨電作用從而帶來的熱化學(xué)以及機械方面的作用，這就導(dǎo)致絕緣介質(zhì)發(fā)生物理及化學(xué)變化，使得它的絕緣水平下降，再有中間接頭或終端接頭因為其結(jié)構(gòu)密封的不好，這就使得絕緣受潮，導(dǎo)致電纜故障，從而引發(fā)事故。

（三）電纜因不良操作發(fā)生過熱

官方語言也就是“電纜絕緣內(nèi)部氣隙游離造成局部受熱，從而使得絕緣炭化。”例如安裝在一些電纜密集區(qū)、電纜隧道處的電纜，它就會因其散熱不良而使絕緣損壞，再有長期超負(fù)荷運行時過高的溫度也會加速絕緣的老化，這樣就使得絕緣很容易被擊穿，導(dǎo)致電纜故障，從而引發(fā)事故。

三、高壓電力電纜試驗方法

（一）直流耐壓試驗

直流耐壓是高壓電力電纜施工單位和運行部門在對電纜的抗電強度進行檢測的過程中所常用的方法。一般而言，電纜芯與鉛皮之間的電壓分布與絕緣電阻和二者的溫差問題之間存在著后一定的關(guān)系。在二者之間的溫度差異相對較小的情況系，靠近鉛皮和電纜芯兩端的分擔(dān)電壓會表現(xiàn)出一定的差異性。在溫度差異的影響下，相關(guān)人員可以借助低溫環(huán)境下的直流耐壓試驗對電纜芯周圍的絕緣缺陷進行了解。

相比于交流電壓，在直流情況下，介質(zhì)損耗角矛局部放電問題對電纜的傷害相對較小，因而人們可以借助較高的直流電壓開展測量實驗。從測量試驗的實際情況來看，電纜直流擊穿強度與電壓的極性問題之間存在這一定的聯(lián)系，在電纜芯接入正極以后，擊穿電壓要比其接入負(fù)極以后的電壓高10%。在電場作用的影響下，絕緣中的水分會移入電場相對較弱的鉛皮之中，水分的已入會讓人們那難以發(fā)現(xiàn)電纜中的絕緣缺陷。為了對試驗的準(zhǔn)確性進行保障，試驗人員在測量試驗的開展過程中，通常會采用負(fù)極與電纜芯相連接的試驗形式。在試驗過程中，工作人員也需要從試驗現(xiàn)場的實際情況入手，對試驗方法進行運用，微安表接在高壓側(cè)的試驗方法就可以為測量精度的準(zhǔn)確性提供保障。

（二）交接試驗

主絕緣及外護套絕緣電阻測量。電纜主絕緣電阻的測量包括各電纜導(dǎo)體對地或?qū)饘倨帘螌娱g和各導(dǎo)體間的絕緣電阻。三相電纜芯線對地及相間絕緣電阻。試驗前將電纜與其他設(shè)備連接完全斷開，并對電纜進行充分放電，對端三相電纜懸空。采用2500V及以上電壓的兆歐表，檢驗絕緣電阻表完好后進行測量。測量時，待絕緣電阻表指針穩(wěn)定后讀取1min絕緣電阻并記錄。試驗結(jié)束后應(yīng)對被試電纜進行充分放電。電纜外護套絕緣電阻。測量外護套的對地絕緣電阻時，將金屬護層、金屬屏蔽層接地并解開。測量宜采用1000V兆歐表，讀取1min絕緣電阻并記錄，電纜外護套、內(nèi)襯層的絕緣電阻不低于0.5MΩ·km。試驗結(jié)束后應(yīng)對被試電纜進行充分放電。試驗注意事項。a.測量電纜絕緣電阻時，必須進行感應(yīng)電壓測量，當(dāng)感應(yīng)電壓超過絕緣電阻表輸出電壓時，應(yīng)選用輸出電壓等級更高的絕緣電阻表。b.電纜電容量大，充電時間較長，試驗時必須給予足夠的充電時間，待絕緣電阻表指針完全穩(wěn)定后方可讀數(shù)。c.電纜兩端都與GIS相連，在試驗時若連接有電磁式電壓互感器，應(yīng)將電壓互感器的一次繞組末端接地解開，恢復(fù)時必須檢查。

（三）諧振耐壓試驗

諧振耐壓試驗，又稱串聯(lián)諧振。是指實驗品，不能滿足測試電壓的需求，其需要較大的電流容量，且滿足被測試的物品對電壓的要求。

串聯(lián)諧振法指改變，實驗系統(tǒng)中的電感和頻率，將回路一直保持在諧振的狀態(tài)，因為它性價比高，體積小，輕巧方便攜帶，有現(xiàn)成的理論資料。最重要的一點是它所需要的實驗儀器較多，因此它是一個優(yōu)點與缺點并存的方法。

（四）巡檢試驗

（1）紅外測溫

采用紅外測溫儀或便攜式紅外熱像儀對電纜線路進行溫度檢測，檢測部位為電纜終端、電纜導(dǎo)體與外部金屬連接處以及具備檢測條件的電纜接頭。大多數(shù)致熱缺陷在交接試驗中不能發(fā)現(xiàn)，所以在設(shè)備投運初期有必要進行檢測。

紅外測溫主要采用表面溫度判斷法與同類比較判斷法對電纜可能存在的缺陷進行判斷。電纜導(dǎo)體或金屬屏蔽（金屬套）與外部金屬連接的同部位相間溫度差超過6K應(yīng)加強監(jiān)測，超過10K應(yīng)停電檢查;終端本體同部位相間溫度差超過2K應(yīng)加強監(jiān)測，超過4K應(yīng)停電檢查。

（2）金屬屏蔽（金屬套）接地電流測試

電纜在敷設(shè)或運行過程中，金屬護套受損，其危害有：金屬套出現(xiàn)多點接地，產(chǎn)生環(huán)流造成損耗發(fā)熱，導(dǎo)致絕緣層局部過熱并加速老化，從而影響主絕緣壽命;水分容易侵入，主絕緣產(chǎn)生水樹老化的概率增加;水樹發(fā)展成電樹，易于引發(fā)電樹枝并進而產(chǎn)生局部放電。采用在線監(jiān)測裝置或鉗形電流表對電纜金屬屏蔽（金屬套）接地電流和負(fù)荷電流進行測量，達(dá)到監(jiān)視外護層絕緣狀態(tài)與接地回路完整性的目的。

四、結(jié)論

電力電纜對國家經(jīng)濟的發(fā)展有重要作用，將成為快速發(fā)展不可缺少的條件，在使用電力電纜時應(yīng)該注意安全。為了能更好的在工作中運用，要對它進行分析試驗，了解電纜的工作原理，注意事項和可能出現(xiàn)的故障及預(yù)防措施。在當(dāng)今中國市場的經(jīng)濟發(fā)展中，電力電纜有著良好的市場前景。這使得電力電纜事業(yè)迅速成為市場中的領(lǐng)導(dǎo)先鋒。

參考文獻：

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