高壓電力電纜試驗(yàn)方法與檢測(cè)技術(shù)分析

崔英英

摘 要：高壓電力電纜是我國(guó)電網(wǎng)中非常重要的一次電力傳輸設(shè)備，其對(duì)電力負(fù)載安全及穩(wěn)定運(yùn)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(yùn)行，要重視及時(shí)發(fā)現(xiàn)電纜中存在的問題，要重視高壓電力電纜試驗(yàn)方法及檢測(cè)技術(shù)的研究分析，準(zhǔn)確把握電力電纜正常運(yùn)行的狀態(tài)。

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

0 引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的快速提升，我國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)用電負(fù)荷不斷增長(zhǎng)。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(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，城鄉(xiāng)居民用電及企業(yè)用電量急劇增加，這對(duì)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(huì)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(dòng)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(zhǎng)，高壓電力電纜在我國(guó)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(qiáng)對(duì)高壓電力電纜試驗(yàn)方法與檢測(cè)技術(shù)的研究，以提升高壓電力電纜試驗(yàn)方法與檢測(cè)技術(shù)。

1 高壓電力電纜在我國(guó)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(jiǎn)單，性能比較優(yōu)良，而且便于安裝維護(hù)，所以其在我國(guó)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(jí)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(guó)電力部門的大力推廣與應(yīng)用，高壓電力電纜是我國(guó)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(yuǎn)低于高壓電力電纜傳輸?shù)某杀荆S著我國(guó)電纜制造技術(shù)的不斷發(fā)展，電力電纜用量在我國(guó)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(shì)：（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(jìn)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(guó)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(yàn)、維修、保養(yǎng)以及運(yùn)行水平，進(jìn)一步提升高壓電力電纜在我國(guó)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(cè)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(jìn)行施工，并嚴(yán)格遵循我國(guó)交接驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)，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(shí)準(zhǔn)確地識(shí)別電力電纜故障發(fā)生的原因，這對(duì)電力電纜的維護(hù)、養(yǎng)護(hù)、恢復(fù)廠礦以及居民用電的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行有著不可或缺的作用，也對(duì)我國(guó)電力電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)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(cè)主要可劃分為：離線檢測(cè)和在線檢測(cè)。離線檢測(cè)一般所采用的方法是絕緣電阻試驗(yàn)、介質(zhì)損耗角正切試驗(yàn)、直流耐壓線路電流試驗(yàn)、交流耐壓試驗(yàn)以及局部放電試驗(yàn)等進(jìn)行檢測(cè)，這些檢測(cè)試驗(yàn)方法有一個(gè)共同的缺點(diǎn)是必須在停電狀態(tài)下進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，國(guó)民生活水平的大幅度提升，城鄉(xiāng)居民用電需求急劇增長(zhǎng)，電氣設(shè)備設(shè)施規(guī)模也不斷擴(kuò)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(cè)必須在電力網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行。這種在運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)高壓電力電纜故障檢測(cè)的方法稱為在線檢測(cè)。目前，在線檢測(cè)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(cè)到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下的信息。雖然在線檢測(cè)有著極為突出的優(yōu)勢(shì)，也是我國(guó)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(guó)高壓電力電纜故障在線檢測(cè)發(fā)展實(shí)際情況來看，其仍然處于起步階段，投入工程實(shí)踐的在線檢測(cè)并不多，所以高壓電力電纜試驗(yàn)方法及監(jiān)測(cè)技術(shù)的選擇，要從高壓電力電纜工程實(shí)際出發(fā)，綜合實(shí)際情況選擇適宜的電力電纜故障檢測(cè)方法，在保障高壓電力電纜試驗(yàn)檢測(cè)效果的同時(shí)，盡可能地降低高壓電力電纜檢測(cè)成本[2]。

3 高壓電力電纜試驗(yàn)與檢測(cè)中存在的不足

就現(xiàn)階段我國(guó)高壓電力電纜檢測(cè)發(fā)展的實(shí)際情況來看，雖然高壓電力電纜檢測(cè)中信號(hào)頻率不斷增加，信號(hào)幅值會(huì)出現(xiàn)一定的衰減，而且遲滯作用也會(huì)越來越明顯，這一定程度上說明，在局部放電信號(hào)中高頻成分的刪減會(huì)非常嚴(yán)重，而且會(huì)越來越明顯，還很有可能會(huì)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(huì)有一定的不良影響，絕大多數(shù)情況下聚類個(gè)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(duì)聚類算法來說非常敏感，如果選擇不夠合適，很有可能會(huì)導(dǎo)致沒有辦法達(dá)到最優(yōu)解，進(jìn)而引發(fā)后續(xù)分類的錯(cuò)誤或失敗問題。此外，自動(dòng)聚類影響對(duì)數(shù)據(jù)集的樣本要求非常高。這類方法在面對(duì)兩個(gè)聚類族有交集時(shí)，處理難度會(huì)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(cè)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(dòng)化的檢測(cè)的需求[3]。

4 高壓電力電纜試驗(yàn)與檢測(cè)的實(shí)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(yàn)工作，最主要是要進(jìn)行線路安裝質(zhì)量的驗(yàn)證，具體實(shí)驗(yàn)方法有以下幾種。

4.1 安裝線路的質(zhì)量驗(yàn)證分析

首先，對(duì)主絕緣及外護(hù)套絕緣進(jìn)行電阻的測(cè)試。電纜主絕緣的測(cè)量主要有各種電纜的導(dǎo)體對(duì)地或?qū)饘倨帘螌蛹皞€(gè)導(dǎo)體之間的電阻絕緣。在試驗(yàn)過程中，先要通過三項(xiàng)電纜芯線對(duì)相間絕緣電阻。在試驗(yàn)進(jìn)行之前，要斷開電纜和設(shè)備的連接讓電纜進(jìn)行比較充分的放電，且要對(duì)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(jìn)行測(cè)量工作，測(cè)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(shí)驗(yàn)全部結(jié)束之后，要記住對(duì)高壓電力電纜進(jìn)行放電處理。其次，要對(duì)電纜外護(hù)套的絕緣電阻進(jìn)行測(cè)試。在測(cè)量外護(hù)套對(duì)地結(jié)緣的電阻的過程中，要重視將金屬的保護(hù)層及屏蔽層接地。在測(cè)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(hù)套及內(nèi)襯層絕緣電阻要超過0.5，而且要注意在檢測(cè)試驗(yàn)結(jié)束之后對(duì)電纜進(jìn)行放電處理。

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

4.2 主絕緣耐壓試驗(yàn)

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(yàn)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(duì)油浸紙電纜的試驗(yàn)，安裝單位與運(yùn)行單位又對(duì)電纜線路進(jìn)行交接驗(yàn)收及預(yù)防試驗(yàn)，要重視進(jìn)行故障修復(fù)試驗(yàn)，而且要通過直流耐壓進(jìn)行操作。直流耐壓的實(shí)驗(yàn)在油浸紙?jiān)囼?yàn)中的優(yōu)勢(shì)有如下幾個(gè)方面。首先，直流檢測(cè)設(shè)備比較簡(jiǎn)單，容易攜帶，而且能夠很好地適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查環(huán)境;其次，直流耐壓試驗(yàn)有利于避免交流耐壓試驗(yàn)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(shí)，絕緣部位很有可能會(huì)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(shí)，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷問題;在直流耐壓試驗(yàn)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(yàn)的加壓過程所耗費(fèi)的總體時(shí)間比較短，直流擊穿電壓與加壓時(shí)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(yǔ)

總之，高壓電力電纜高頻電流檢測(cè)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(jìn)行多種抗干擾算法進(jìn)行綜合的利用才有利于達(dá)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(yàn)方法與檢測(cè)技術(shù)的研究分析，要不斷提升高壓電力電纜試驗(yàn)與檢測(cè)技術(shù)水平。

[參考文獻(xiàn)]

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[2]朱軍.高壓電力電纜試驗(yàn)方法與檢測(cè)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(yàn)方法與檢測(cè)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(cè)試與處理方法[J].集成電路應(yīng)用，2020（11）：102-103.

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

（編輯 姚 鑫）