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(xiàn)有的電力系統(tǒng)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(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要因素。本論文著重于對于市面上的高壓電纜出現(xiàn)的問題進(jìn)行研究，并且對現(xiàn)有的高壓電纜絕緣診斷方法進(jìn)行分析，找出最有效的診斷方法。

關(guān)鍵詞：高壓電纜;老化原因;絕緣診斷

0前言

高壓電纜是傳導(dǎo)電力的重要媒介，電纜運(yùn)行是否正常影響了整個電力系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行，但是在長期的使用過程中，由于化學(xué)腐蝕、環(huán)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(xiàn)化學(xué)擊穿等意外事故。所以一旦出現(xiàn)電纜事故就會造成不可逆轉(zhuǎn)的后果，相關(guān)財(cái)力、人力的要求也就呈指數(shù)般增長，所以對使用中的高壓電纜進(jìn)行定期檢修就顯得尤為重要。下面將對高壓電纜出現(xiàn)老化的原因和相應(yīng)的診斷方法進(jìn)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(dǎo)作用是會產(chǎn)生一定的電熱的，這部分電熱對于電纜等金屬內(nèi)芯損壞是不大的，但是對于其絕緣外皮有一定損傷，進(jìn)一步導(dǎo)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(yīng)減少，當(dāng)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(jié)了。

1.2???? 機(jī)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(chǎn)安裝過程中出現(xiàn)的磨損，這是指對高壓電纜絕緣外皮的物理損傷。在這類機(jī)械外力的作用下，使得高壓電纜外皮出現(xiàn)了小的裂痕，雖然在短時(shí)間內(nèi)沒有出現(xiàn)絕緣性能喪失的情況，但是由于長時(shí)間外力的作用導(dǎo)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(qiáng)大作用力的，其中包含了很多復(fù)雜的場區(qū)，引發(fā)了一系列的化學(xué)反應(yīng)和物理反應(yīng)。當(dāng)電場強(qiáng)度到達(dá)一定程度之后，高壓電纜受到的作用力就急劇增強(qiáng)，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(yīng)用于電力系統(tǒng)在進(jìn)行常規(guī)電力設(shè)備檢查，對于現(xiàn)在的電力設(shè)備老化情況進(jìn)行詳細(xì)檢查，預(yù)防電力故障情況出現(xiàn)?，F(xiàn)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(jìn)行分析。

直流分量高壓電纜絕緣診斷方法是在上世紀(jì)80年代提出的，它結(jié)合了大量的實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出了規(guī)范的檢測方法，利用電路的絕緣保護(hù)層、內(nèi)里金屬導(dǎo)體之間的直流分量來判斷電纜運(yùn)行是否良好。在正常運(yùn)行過程中，兩者之間是有直流分量流過的，這類電流的強(qiáng)度不大，但是一旦電纜不是完好無損的，有質(zhì)量問題系統(tǒng)檢測出來的直流分量就會極大地增強(qiáng)。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(shí)不易觀察，容易出現(xiàn)誤差。所以在運(yùn)用這種方法進(jìn)行診斷時(shí)，可以采用一些輔助設(shè)備進(jìn)行檢測。這種方法對于測量的電纜的傷害比較小，同時(shí)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(yīng)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(xiàn)老化，電纜就會出現(xiàn)局部溫度升高。這類檢測方法在理論方面上比較簡單，在實(shí)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(xiàn)故障的部位進(jìn)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(yùn)行中的電纜全部進(jìn)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(yīng)用于設(shè)備出現(xiàn)故障之后，這種方法能在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中對高壓電纜的絕緣性能進(jìn)行檢測，避免由于長時(shí)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(fā)展方向。并且在在線診斷過程中使用的均是低壓設(shè)備，不會對電力系統(tǒng)的高壓電纜使出現(xiàn)大程度的損傷，并且這類診斷方法需要的工作強(qiáng)度較小、安全系數(shù)高，所以在線檢測必然是以后發(fā)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(yùn)行過程中會產(chǎn)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(xiàn)上升的趨勢，最終使得整個電力系統(tǒng)的接地電流增加，使得整個檢測實(shí)驗(yàn)的速度加快，并且這種變化是十分明顯的有利于對診斷現(xiàn)象進(jìn)行觀測。其次還有環(huán)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(xiàn)電路老化，就會使環(huán)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(tǒng)運(yùn)行中的重要一環(huán)則必須要保證這個環(huán)節(jié)的安全，不同診斷方法的研究有助于減少電力系統(tǒng)老化的危害，對保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行有重要的意義。

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