電力電纜的試驗(yàn)與故障診斷

1、Page 2第十二章第十二章 電力電纜的試驗(yàn)與故障診斷電力電纜的試驗(yàn)與故障診斷 電力電纜廣泛的應(yīng)用于電力系統(tǒng)中設(shè)備之間的連接和電力線路之中，電力電纜的電力電纜廣泛的應(yīng)用于電力系統(tǒng)中設(shè)備之間的連接和電力線路之中，電力電纜的正確安裝、維修和試驗(yàn)是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素之一。本章主要對(duì)電正確安裝、維修和試驗(yàn)是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素之一。本章主要對(duì)電力電纜的試驗(yàn)以及其狀態(tài)分析做出介紹。力電纜的試驗(yàn)以及其狀態(tài)分析做出介紹。第一節(jié)第一節(jié) 電力電纜的絕緣試驗(yàn)電力電纜的絕緣試驗(yàn) 電力電纜按照絕緣類型可分為油浸紙絕緣電力電纜、塑料絕緣電力電纜、橡皮絕電力電纜按照絕緣類型可分為油浸紙絕緣電

2、力電纜、塑料絕緣電力電纜、橡皮絕緣電力電纜。其主要有以下幾項(xiàng)試驗(yàn)：緣電力電纜。其主要有以下幾項(xiàng)試驗(yàn)：一、絕緣電阻測(cè)量試驗(yàn)一、絕緣電阻測(cè)量試驗(yàn) 測(cè)量電力電纜的主絕緣電阻可以檢查電纜絕緣是否老化、受潮，以及耐壓試驗(yàn)中測(cè)量電力電纜的主絕緣電阻可以檢查電纜絕緣是否老化、受潮，以及耐壓試驗(yàn)中暴露出來(lái)的絕緣缺陷。暴露出來(lái)的絕緣缺陷。 對(duì)對(duì)1000V1000V以下的電纜測(cè)量時(shí)用以下的電纜測(cè)量時(shí)用1000V1000V兆歐表，對(duì)兆歐表，對(duì)1000V1000V及以上的電纜用及以上的電纜用2500V2500V兆歐表兆歐表，對(duì)，對(duì)6kV6kV及以上電纜用及以上電纜用5000V5000V兆歐表。兆歐表。 像塑料絕緣電力

3、電纜的絕緣電阻很低時(shí)，應(yīng)用萬(wàn)用表正、反接線分別測(cè)屏蔽層對(duì)像塑料絕緣電力電纜的絕緣電阻很低時(shí)，應(yīng)用萬(wàn)用表正、反接線分別測(cè)屏蔽層對(duì)鎧裝、鎧裝層對(duì)地的直流電阻，以檢查它們是否受潮。當(dāng)絕緣確實(shí)受潮時(shí)，應(yīng)安排檢鎧裝、鎧裝層對(duì)地的直流電阻，以檢查它們是否受潮。當(dāng)絕緣確實(shí)受潮時(shí)，應(yīng)安排檢修。修。 當(dāng)電纜埋于地下后，測(cè)量鋼鎧甲對(duì)地的絕緣電阻，可檢查出外護(hù)套有無(wú)損傷；同當(dāng)電纜埋于地下后，測(cè)量鋼鎧甲對(duì)地的絕緣電阻，可檢查出外護(hù)套有無(wú)損傷；同理，測(cè)量銅屏蔽層對(duì)鋼鎧甲間的絕緣電阻也可以檢查出內(nèi)護(hù)套有無(wú)損傷。通過(guò)這兩項(xiàng)理，測(cè)量銅屏蔽層對(duì)鋼鎧甲間的絕緣電阻也可以檢查出內(nèi)護(hù)套有無(wú)損傷。通過(guò)這兩項(xiàng)測(cè)量可以判斷絕緣是否已經(jīng)受潮

4、。當(dāng)電纜敷設(shè)在電纜溝、隧道支架上時(shí)，其外護(hù)套測(cè)量可以判斷絕緣是否已經(jīng)受潮。當(dāng)電纜敷設(shè)在電纜溝、隧道支架上時(shí)，其外護(hù)套Page 3的損傷點(diǎn)不在支點(diǎn)處且又未浸泡在水中或置于特別潮濕的環(huán)境中，則外護(hù)套的操的損傷點(diǎn)不在支點(diǎn)處且又未浸泡在水中或置于特別潮濕的環(huán)境中，則外護(hù)套的操作很難通過(guò)測(cè)量絕緣電阻來(lái)發(fā)現(xiàn)，此時(shí)測(cè)量銅屏蔽層對(duì)鋼鎧甲的絕緣電阻則更為重作很難通過(guò)測(cè)量絕緣電阻來(lái)發(fā)現(xiàn)，此時(shí)測(cè)量銅屏蔽層對(duì)鋼鎧甲的絕緣電阻則更為重要。要。 電纜終端或套管表臟污、潮濕對(duì)絕緣電阻有較大的影響。除擦拭干凈外，電纜終端或套管表臟污、潮濕對(duì)絕緣電阻有較大的影響。除擦拭干凈外，還應(yīng)加屏蔽環(huán)，將屏蔽環(huán)接到兆歐表的還應(yīng)加屏蔽環(huán)，將

5、屏蔽環(huán)接到兆歐表的“屏蔽屏蔽”端子上，當(dāng)電纜為三芯電纜時(shí)，可端子上，當(dāng)電纜為三芯電纜時(shí)，可利用非測(cè)量相作為兩端屏蔽環(huán)的連線，見(jiàn)圖利用非測(cè)量相作為兩端屏蔽環(huán)的連線，見(jiàn)圖12-112-1。 圖圖 12-1 12-1 測(cè)量絕緣電阻時(shí)的屏蔽接線測(cè)量絕緣電阻時(shí)的屏蔽接線 （a a）單芯電纜；（）單芯電纜；（b b）三芯電纜）三芯電纜當(dāng)被測(cè)電纜較長(zhǎng)時(shí)，充電電流很大，因而兆歐表開(kāi)始指示的數(shù)值很小，這并不表當(dāng)被測(cè)電纜較長(zhǎng)時(shí)，充電電流很大，因而兆歐表開(kāi)始指示的數(shù)值很小，這并不表示絕緣不良，必須經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間遙測(cè)才能得到正確的結(jié)果。示絕緣不良，必須經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間遙測(cè)才能得到正確的結(jié)果。屏蔽環(huán)A B C(a)(b)搖表

6、LGE搖表LGE屏蔽環(huán)Page 4二、直流耐壓、泄漏電流試驗(yàn)二、直流耐壓、泄漏電流試驗(yàn)1 1、直流耐壓試驗(yàn)、直流耐壓試驗(yàn)交流電力電纜之所以用直流來(lái)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，主要是由于電力電纜具有很大的電容，現(xiàn)場(chǎng)交流電力電纜之所以用直流來(lái)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，主要是由于電力電纜具有很大的電容，現(xiàn)場(chǎng)采用大容量試驗(yàn)電源不現(xiàn)實(shí)，所以改為直流耐壓試驗(yàn)，以顯著減小試驗(yàn)電源的容量。直流采用大容量試驗(yàn)電源不現(xiàn)實(shí)，所以改為直流耐壓試驗(yàn)，以顯著減小試驗(yàn)電源的容量。直流耐壓試驗(yàn)一般都采用半波整流電路，由于電纜電容量較大，故不用加裝濾波電容。對(duì)于耐壓試驗(yàn)一般都采用半波整流電路，由于電纜電容量較大，故不用加裝濾波電容。對(duì)于35kV35kV

7、以上的電纜，試驗(yàn)電源采用倍壓整流方式。試驗(yàn)中測(cè)量泄漏電流的微安表可接在低電以上的電纜，試驗(yàn)電源采用倍壓整流方式。試驗(yàn)中測(cè)量泄漏電流的微安表可接在低電位端，也可接在高電位端。位端，也可接在高電位端。通常直流試驗(yàn)所帶來(lái)的剩余破壞也比交流試驗(yàn)小得多（如交流試驗(yàn)因局部放電、極化等所通常直流試驗(yàn)所帶來(lái)的剩余破壞也比交流試驗(yàn)小得多（如交流試驗(yàn)因局部放電、極化等所引起的損耗比直流時(shí)大）。直流試驗(yàn)沒(méi)有交流真實(shí)、嚴(yán)格，串聯(lián)介質(zhì)在交流試驗(yàn)中場(chǎng)強(qiáng)分引起的損耗比直流時(shí)大）。直流試驗(yàn)沒(méi)有交流真實(shí)、嚴(yán)格，串聯(lián)介質(zhì)在交流試驗(yàn)中場(chǎng)強(qiáng)分布與其介電常數(shù)成反比，而施加直流時(shí)卻與其電導(dǎo)率成反比，因此在直流耐壓試驗(yàn)時(shí)，一布與其介電常數(shù)

8、成反比，而施加直流時(shí)卻與其電導(dǎo)率成反比，因此在直流耐壓試驗(yàn)時(shí)，一是適當(dāng)提高試驗(yàn)電壓，二是延長(zhǎng)外施電壓的時(shí)間。正常的電纜絕緣在直流電壓作用下的耐是適當(dāng)提高試驗(yàn)電壓，二是延長(zhǎng)外施電壓的時(shí)間。正常的電纜絕緣在直流電壓作用下的耐電強(qiáng)度約為電強(qiáng)度約為400600kV/cm400600kV/cm，比交流作用下約大一倍左右，所以直流試驗(yàn)電壓大致為交流試，比交流作用下約大一倍左右，所以直流試驗(yàn)電壓大致為交流試驗(yàn)電壓的兩倍，試驗(yàn)時(shí)間一般選為驗(yàn)電壓的兩倍，試驗(yàn)時(shí)間一般選為510min510min。一般電纜缺陷在直流耐壓試驗(yàn)持續(xù)的。一般電纜缺陷在直流耐壓試驗(yàn)持續(xù)的5min5min內(nèi)都內(nèi)都能暴露出來(lái)，能暴露出來(lái)，GB

9、50150GB501509191規(guī)定了最長(zhǎng)的持續(xù)試驗(yàn)時(shí)間為規(guī)定了最長(zhǎng)的持續(xù)試驗(yàn)時(shí)間為15min15min。紙絕緣電力電纜、。紙絕緣電力電纜、塑料絕塑料絕緣電力電纜、橡皮絕緣電力電纜緣電力電纜、橡皮絕緣電力電纜的直流耐壓和泄漏電流試驗(yàn)電壓標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表的直流耐壓和泄漏電流試驗(yàn)電壓標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表12-112-1。Page 5 表表12-1 12-1 電力電纜直流耐壓和泄漏電流試驗(yàn)電壓（電力電纜直流耐壓和泄漏電流試驗(yàn)電壓（kVkV）Page 6 )25(0054.010tUU電纜的直流擊穿強(qiáng)度與電壓極性有一定關(guān)系。試驗(yàn)時(shí)一般電纜芯接負(fù)極，電纜芯電纜的直流擊穿強(qiáng)度與電壓極性有一定關(guān)系。試驗(yàn)時(shí)一般電纜芯接負(fù)極，電纜

10、芯接正極時(shí)，擊穿電壓比接負(fù)極時(shí)約高接正極時(shí)，擊穿電壓比接負(fù)極時(shí)約高10%10%。浸漬紙絕緣電纜的擊穿電壓與溫度關(guān)系很大，在溫度浸漬紙絕緣電纜的擊穿電壓與溫度關(guān)系很大，在溫度tt時(shí)的擊穿電壓時(shí)的擊穿電壓U U與在與在2525時(shí)的擊穿電壓時(shí)的擊穿電壓U0U0有如下關(guān)系有如下關(guān)系 （12121 1）即在即在2525以上，每升高以上，每升高11擊穿電壓降低擊穿電壓降低0.54%0.54%。在進(jìn)行直流耐壓和泄漏電流試驗(yàn)時(shí)應(yīng)均勻升壓，升壓過(guò)程中在在進(jìn)行直流耐壓和泄漏電流試驗(yàn)時(shí)應(yīng)均勻升壓，升壓過(guò)程中在0.250.25、0.50.5、0.750.75、1.01.0倍試驗(yàn)電壓下各停留倍試驗(yàn)電壓下各停留1min1

11、min，讀取泄漏電流值，以便必要時(shí)繪制泄漏電流和試驗(yàn)電壓的，讀取泄漏電流值，以便必要時(shí)繪制泄漏電流和試驗(yàn)電壓的關(guān)系曲線。關(guān)系曲線。進(jìn)行完電纜直流耐壓或泄漏電流試驗(yàn)后，應(yīng)牢記先用進(jìn)行完電纜直流耐壓或泄漏電流試驗(yàn)后，應(yīng)牢記先用100200k100200k的限流電阻充分放的限流電阻充分放電，然后還要對(duì)地直接放電，并保持足夠的接地時(shí)間。電，然后還要對(duì)地直接放電，并保持足夠的接地時(shí)間。2 2、泄露電流試驗(yàn)、泄露電流試驗(yàn)絕緣良好的電纜泄漏電流很小，一般只有幾到幾十微安。由于試驗(yàn)設(shè)備用高壓引絕緣良好的電纜泄漏電流很小，一般只有幾到幾十微安。由于試驗(yàn)設(shè)備用高壓引線等雜散電流的影響，當(dāng)將微安表接入低電位端測(cè)量時(shí)

12、，往往使測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)，有時(shí)誤差線等雜散電流的影響，當(dāng)將微安表接入低電位端測(cè)量時(shí)，往往使測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)，有時(shí)誤差竟達(dá)到真實(shí)值的幾倍到幾十倍。竟達(dá)到真實(shí)值的幾倍到幾十倍。在實(shí)際測(cè)量中應(yīng)盡量將微安表接在高電位端的接線，這時(shí)對(duì)測(cè)量微安表、引線及電纜兩頭在實(shí)際測(cè)量中應(yīng)盡量將微安表接在高電位端的接線，這時(shí)對(duì)測(cè)量微安表、引線及電纜兩頭，應(yīng)該嚴(yán)格地屏蔽，對(duì)于整盤電纜可以采用如圖，應(yīng)該嚴(yán)格地屏蔽，對(duì)于整盤電纜可以采用如圖12-212-2所示屏蔽接線方式。這里微安表采用所示屏蔽接線方式。這里微安表采用金屬屏蔽罩屏蔽，微安表到被試品的引線采用金屬屏蔽線屏蔽，對(duì)電纜兩端頭則采用屏蔽金屬屏蔽罩屏蔽，微安表到被試品的引線采

13、用金屬屏蔽線屏蔽，對(duì)電纜兩端頭則采用屏蔽帽和屏蔽環(huán)屏蔽。屏蔽和引線之間只有很小的電位差，所以并不需要很高的絕緣。帽和屏蔽環(huán)屏蔽。屏蔽和引線之間只有很小的電位差，所以并不需要很高的絕緣。Page 7 圖圖 12-2 12-2 測(cè)量直流泄漏電流時(shí)的屏蔽方法測(cè)量直流泄漏電流時(shí)的屏蔽方法 11微安表屏蔽罩；微安表屏蔽罩；2 2屏蔽線；屏蔽線；3 3端頭屏蔽帽；端頭屏蔽帽；44屏蔽環(huán)屏蔽環(huán)在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，由于電纜兩頭相距很遠(yuǎn)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)連接，所以上述方法是不可行的。有的在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，由于電纜兩頭相距很遠(yuǎn)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)連接，所以上述方法是不可行的。有的運(yùn)行單位采用借用三相電纜中的另一相作為兩端屏蔽連線，但由于測(cè)量

14、的泄漏電流包含了運(yùn)行單位采用借用三相電纜中的另一相作為兩端屏蔽連線，但由于測(cè)量的泄漏電流包含了另一相的泄漏電流，且每相均承受兩次耐壓，因此采用這種方法的等效性值得研究。另一相的泄漏電流，且每相均承受兩次耐壓，因此采用這種方法的等效性值得研究?，F(xiàn)場(chǎng)采用兩端同時(shí)測(cè)量的方法，其接線如圖現(xiàn)場(chǎng)采用兩端同時(shí)測(cè)量的方法，其接線如圖12-312-3所示，即在非高壓電源端增加一個(gè)測(cè)量微所示，即在非高壓電源端增加一個(gè)測(cè)量微安表，同時(shí)記錄兩端的泄漏電流值。這時(shí)高壓電源端測(cè)得的泄漏電流包含電纜絕緣的泄漏安表，同時(shí)記錄兩端的泄漏電流值。這時(shí)高壓電源端測(cè)得的泄漏電流包含電纜絕緣的泄漏電流和表面泄漏電流、雜散電流，而另一端

15、測(cè)量的是表面泄漏電流和雜散電流，從而電纜電流和表面泄漏電流、雜散電流，而另一端測(cè)量的是表面泄漏電流和雜散電流，從而電纜的泄漏電流為兩者的差。的泄漏電流為兩者的差。Page 8 I1A1I2A2直流高壓 圖圖12-3 12-3 兩端同時(shí)測(cè)量泄漏電流的接線兩端同時(shí)測(cè)量泄漏電流的接線另一種簡(jiǎn)便有效的方法是在施加電壓相和非施加電壓相之間放置一個(gè)絕緣板，或?qū)⒔^緣手另一種簡(jiǎn)便有效的方法是在施加電壓相和非施加電壓相之間放置一個(gè)絕緣板，或?qū)⒔^緣手套套在施加電壓的那一相電纜終端上，以改善局部電場(chǎng)分布，減小電暈的影響。套套在施加電壓的那一相電纜終端上，以改善局部電場(chǎng)分布，減小電暈的影響。3 3、關(guān)于常見(jiàn)的交聯(lián)聚乙

16、烯電纜直流耐壓試驗(yàn)的討論、關(guān)于常見(jiàn)的交聯(lián)聚乙烯電纜直流耐壓試驗(yàn)的討論交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣直流耐壓試驗(yàn)是一個(gè)有爭(zhēng)議的試驗(yàn)項(xiàng)目，由于交聯(lián)聚乙烯絕緣性質(zhì)十交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣直流耐壓試驗(yàn)是一個(gè)有爭(zhēng)議的試驗(yàn)項(xiàng)目，由于交聯(lián)聚乙烯絕緣性質(zhì)十分特殊，進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)可能是不適合的。主要觀點(diǎn)有：分特殊，進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)可能是不適合的。主要觀點(diǎn)有：（1 1）直流電壓對(duì)交聯(lián)聚乙烯絕緣有積累效應(yīng)，當(dāng)經(jīng)過(guò)直流耐壓試驗(yàn)后，將在電纜絕緣中）直流電壓對(duì)交聯(lián)聚乙烯絕緣有積累效應(yīng)，當(dāng)經(jīng)過(guò)直流耐壓試驗(yàn)后，將在電纜絕緣中殘余一定的直流電壓，這時(shí)將電纜投入使用，大大增加了擊穿的可能。殘余一定的直流電壓，這時(shí)將電纜投入使用，大大增加了擊穿

17、的可能。（2 2）交聯(lián)聚乙烯電纜在運(yùn)行中，在主絕緣交聯(lián)聚乙烯中逐步形成水樹枝、電樹枝，這種）交聯(lián)聚乙烯電纜在運(yùn)行中，在主絕緣交聯(lián)聚乙烯中逐步形成水樹枝、電樹枝，這種樹枝化老化過(guò)程，伴隨著整流效應(yīng)。由于有整流效應(yīng)的存在，致使在直流耐壓試驗(yàn)過(guò)程中，樹枝化老化過(guò)程，伴隨著整流效應(yīng)。由于有整流效應(yīng)的存在，致使在直流耐壓試驗(yàn)過(guò)程中，在水樹枝或電樹枝端頭積聚的電荷難以消散，并在電纜運(yùn)行過(guò)程中加劇樹枝化的過(guò)程。在水樹枝或電樹枝端頭積聚的電荷難以消散，并在電纜運(yùn)行過(guò)程中加劇樹枝化的過(guò)程。（3 3）由于）由于XLPEXLPE絕緣電阻很高，以致在直流耐壓時(shí)所注入的電子不易散逸，它引起電纜中絕緣電阻很高，以致在直流

18、耐壓時(shí)所注入的電子不易散逸，它引起電纜中原有的電場(chǎng)發(fā)生畸變，因而更易被擊穿。原有的電場(chǎng)發(fā)生畸變，因而更易被擊穿。（4 4）由于直流電壓分布與實(shí)際運(yùn)行電壓不同，直流試驗(yàn)合格的電纜，投入運(yùn)行后，在正）由于直流電壓分布與實(shí)際運(yùn)行電壓不同，直流試驗(yàn)合格的電纜，投入運(yùn)行后，在正常工作電壓作用下也會(huì)發(fā)生絕緣故障。常工作電壓作用下也會(huì)發(fā)生絕緣故障。Page 9 因而，有的運(yùn)行單位將交聯(lián)聚乙烯電纜的直流耐壓試驗(yàn)從常規(guī)性預(yù)防性試驗(yàn)改為因而，有的運(yùn)行單位將交聯(lián)聚乙烯電纜的直流耐壓試驗(yàn)從常規(guī)性預(yù)防性試驗(yàn)改為鑒定性試驗(yàn)，即當(dāng)其他預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目發(fā)現(xiàn)問(wèn)題而又無(wú)法判斷電纜能否投運(yùn)時(shí)，才進(jìn)行直鑒定性試驗(yàn)，即當(dāng)其他預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)

19、目發(fā)現(xiàn)問(wèn)題而又無(wú)法判斷電纜能否投運(yùn)時(shí)，才進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)。也有建議將直流耐壓試驗(yàn)改作交流耐壓試驗(yàn)，如采用串聯(lián)諧振法或超低頻（流耐壓試驗(yàn)。也有建議將直流耐壓試驗(yàn)改作交流耐壓試驗(yàn)，如采用串聯(lián)諧振法或超低頻（0.01Hz0.01Hz）法進(jìn)行試驗(yàn)。近年來(lái)發(fā)展的交聯(lián)聚乙烯電纜在線檢測(cè)技術(shù)為交聯(lián)聚乙烯電纜運(yùn)行）法進(jìn)行試驗(yàn)。近年來(lái)發(fā)展的交聯(lián)聚乙烯電纜在線檢測(cè)技術(shù)為交聯(lián)聚乙烯電纜運(yùn)行檢測(cè)提供了新的方法。檢測(cè)提供了新的方法。三、其他試驗(yàn)三、其他試驗(yàn)基于電力電纜的吸收過(guò)程的特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外已研究出幾種有一定特點(diǎn)的停電試驗(yàn)方基于電力電纜的吸收過(guò)程的特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外已研究出幾種有一定特點(diǎn)的停電試驗(yàn)方法，如殘余電壓法、反向吸收

20、電流法、電位衰減法等，這些方法在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好法，如殘余電壓法、反向吸收電流法、電位衰減法等，這些方法在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好的效果，有的已與在線檢測(cè)配合使用。的效果，有的已與在線檢測(cè)配合使用。殘余電壓法殘余電壓法其測(cè)量原理如圖其測(cè)量原理如圖12-412-4所示。測(cè)量時(shí)將開(kāi)關(guān)所示。測(cè)量時(shí)將開(kāi)關(guān)K2K2打開(kāi)，打開(kāi)，K3K3打到接地側(cè)，開(kāi)關(guān)打到接地側(cè)，開(kāi)關(guān)K1K1合向試合向試驗(yàn)電源，使被試電纜充上直流電壓。一般可按每毫米絕緣厚度上的電壓為驗(yàn)電源，使被試電纜充上直流電壓。一般可按每毫米絕緣厚度上的電壓為1kV1kV來(lái)施加電壓。來(lái)施加電壓。約經(jīng)約經(jīng)10min10min充電后，將充電后，將K1K1及

21、及K2K2先后打到接地側(cè)，經(jīng)約先后打到接地側(cè)，經(jīng)約10s10s后打開(kāi)后打開(kāi)K1K1、K2K2，將開(kāi)關(guān)，將開(kāi)關(guān)K3K3合向試驗(yàn)合向試驗(yàn)電源，以測(cè)量電纜絕緣上的殘余電壓，對(duì)電源，以測(cè)量電纜絕緣上的殘余電壓，對(duì)XLPEXLPE電纜測(cè)得的殘余電壓與其電纜測(cè)得的殘余電壓與其tantan值的相關(guān)性較好值的相關(guān)性較好。研究表明交聯(lián)聚乙烯電纜不同老化過(guò)程階段其殘余電壓明顯不同，電纜劣化越嚴(yán)重殘余。研究表明交聯(lián)聚乙烯電纜不同老化過(guò)程階段其殘余電壓明顯不同，電纜劣化越嚴(yán)重殘余電壓越高。電壓越高。Page 10 試品K3K2K1V試樣1000VK1K2A 圖圖12-4 12-4 殘余電壓法測(cè)量原理殘余電壓法測(cè)量原理

22、2 2、反向吸收電流法、反向吸收電流法反向吸收電流法測(cè)量原理如圖反向吸收電流法測(cè)量原理如圖11-511-5所示。測(cè)量時(shí)先將開(kāi)關(guān)所示。測(cè)量時(shí)先將開(kāi)關(guān)K2K2閉合，閉合，K1K1打到電源側(cè)，讓電纜加打到電源側(cè)，讓電纜加上上1kV1kV直流電壓直流電壓10min10min，然后將，然后將K1K1打到接地側(cè)讓電纜放電；打到接地側(cè)讓電纜放電；3 min3 min后打開(kāi)后打開(kāi)K2K2，由電流表測(cè)量反向，由電流表測(cè)量反向吸收電流。而吸收電流。而“吸收電荷吸收電荷”Q Q在這里定義為在這里定義為3min3min到到33min33min，30min30min內(nèi)電流對(duì)時(shí)間的積分值。內(nèi)電流對(duì)時(shí)間的積分值。圖圖12-

23、5 12-5 反向吸收電流法測(cè)量原理反向吸收電流法測(cè)量原理Page 11 102030405060102030405010810910101011101210130交流擊穿電壓(kV)絕緣電阻(歐姆)tan坐標(biāo)10-1%，Q/C100圖圖12-612-6給出了運(yùn)行中因老化而退下的給出了運(yùn)行中因老化而退下的6.6kV XLPE6.6kV XLPE電纜的吸收電荷、絕緣電阻及電纜的吸收電荷、絕緣電阻及tantan 與該電纜交流擊穿電壓與該電纜交流擊穿電壓U U的關(guān)系，可見(jiàn)其的關(guān)系，可見(jiàn)其Q-UQ-U的相關(guān)性比的相關(guān)性比tantan -U-U還要好，而絕緣電阻還要好，而絕緣電阻與與U U的相關(guān)性最差。

24、由此可見(jiàn)當(dāng)監(jiān)測(cè)某電纜整體劣化時(shí)，以測(cè)量的相關(guān)性最差。由此可見(jiàn)當(dāng)監(jiān)測(cè)某電纜整體劣化時(shí)，以測(cè)量Q Q及及tantan 為宜。因兩為宜。因兩者均取決于絕緣的整體特性，而測(cè)殘余電荷時(shí)外界干擾也較小，測(cè)量比較準(zhǔn)確。者均取決于絕緣的整體特性，而測(cè)殘余電荷時(shí)外界干擾也較小，測(cè)量比較準(zhǔn)確。圖圖12-6 12-6 吸收電荷、絕緣電阻、吸收電荷、絕緣電阻、tantan和交流擊穿電壓相關(guān)性和交流擊穿電壓相關(guān)性Page 12 試樣VK1充 電 電 壓絕 緣 優(yōu) 良判 斷 電 壓絕 緣 不 良時(shí) 間電壓3 3、電位衰減法、電位衰減法電位衰減法是在電纜放電后測(cè)量自放電的電壓下降速度，其測(cè)量原理如圖電位衰減法是在電纜放電后

25、測(cè)量自放電的電壓下降速度，其測(cè)量原理如圖12-712-7所示。試所示。試驗(yàn)時(shí)先對(duì)電纜絕緣充電，再打開(kāi)開(kāi)關(guān)驗(yàn)時(shí)先對(duì)電纜絕緣充電，再打開(kāi)開(kāi)關(guān)K1K1讓它自放電。由于靜電電壓表的絕緣電阻遠(yuǎn)高于讓它自放電。由于靜電電壓表的絕緣電阻遠(yuǎn)高于電纜的絕緣電阻，如電纜絕緣良好，則自放電很慢；如電纜絕緣品質(zhì)已經(jīng)下降，則放電電纜的絕緣電阻，如電纜絕緣良好，則自放電很慢；如電纜絕緣品質(zhì)已經(jīng)下降，則放電電壓下降速度很快，如圖電壓下降速度很快，如圖12-812-8所示的曲線。所示的曲線。 圖圖12-7 12-7 自放電法測(cè)量原理自放電法測(cè)量原理 圖圖12-8 12-8 自放電電壓的下降曲線自放電電壓的下降曲線Page 1

26、3第二節(jié)第二節(jié) 電力電纜的運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)與分析電力電纜的運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)與分析目前預(yù)防性試驗(yàn)中規(guī)定的電纜試驗(yàn)項(xiàng)目不多，主要是絕緣電阻測(cè)量和直流耐壓試驗(yàn)，在實(shí)際檢測(cè)目前預(yù)防性試驗(yàn)中規(guī)定的電纜試驗(yàn)項(xiàng)目不多，主要是絕緣電阻測(cè)量和直流耐壓試驗(yàn)，在實(shí)際檢測(cè)中，根據(jù)需要又開(kāi)發(fā)出多種判定或鑒別電纜性能的試驗(yàn)方法，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)，表中，根據(jù)需要又開(kāi)發(fā)出多種判定或鑒別電纜性能的試驗(yàn)方法，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)，表12-212-2給出了現(xiàn)給出了現(xiàn)在較常見(jiàn)的試驗(yàn)方法的對(duì)比。在較常見(jiàn)的試驗(yàn)方法的對(duì)比。表表12-2 12-2 常見(jiàn)電纜老化檢測(cè)方法比較常見(jiàn)電纜老化檢測(cè)方法比較Page 14 一、直流分量法一、直流分量法由于交聯(lián)聚乙烯電

27、纜中存在著樹枝化（水樹枝、電樹枝）絕緣缺陷，它們?cè)诮涣髡⒂捎诮宦?lián)聚乙烯電纜中存在著樹枝化（水樹枝、電樹枝）絕緣缺陷，它們?cè)诮涣髡?、?fù)半周表現(xiàn)出不同的電荷注入和中和特性，導(dǎo)致在長(zhǎng)時(shí)間交流工作電壓的反復(fù)作用下，負(fù)半周表現(xiàn)出不同的電荷注入和中和特性，導(dǎo)致在長(zhǎng)時(shí)間交流工作電壓的反復(fù)作用下，水樹枝的前端積聚了大量的負(fù)電荷，樹枝前端所積聚的負(fù)電荷逐漸向?qū)Ψ狡?，這種水樹枝的前端積聚了大量的負(fù)電荷，樹枝前端所積聚的負(fù)電荷逐漸向?qū)Ψ狡?，這種現(xiàn)象稱為整流效應(yīng)。由于現(xiàn)象稱為整流效應(yīng)。由于“整流效應(yīng)整流效應(yīng)”的作用，流過(guò)電纜接地線的交流電流便含有微的作用，流過(guò)電纜接地線的交流電流便含有微弱的直流成分，檢測(cè)出這種

28、直流成分即可進(jìn)行劣化診斷。用圖弱的直流成分，檢測(cè)出這種直流成分即可進(jìn)行劣化診斷。用圖12-912-9所示的測(cè)量回路可所示的測(cè)量回路可在交聯(lián)聚乙烯電纜系統(tǒng)中，檢測(cè)到電纜線芯與屏蔽層的電流中極小的直流分量。在交聯(lián)聚乙烯電纜系統(tǒng)中，檢測(cè)到電纜線芯與屏蔽層的電流中極小的直流分量。圖圖12-9 12-9 直流分量在線監(jiān)測(cè)回路直流分量在線監(jiān)測(cè)回路上述這些方法可以從不同側(cè)面研究電纜老化情況，具有一定的效果，但對(duì)于交聯(lián)聚上述這些方法可以從不同側(cè)面研究電纜老化情況，具有一定的效果，但對(duì)于交聯(lián)聚乙烯電纜普遍認(rèn)為不適合進(jìn)行高壓直流試驗(yàn)，所以針對(duì)交聯(lián)聚乙烯電纜發(fā)展了多種乙烯電纜普遍認(rèn)為不適合進(jìn)行高壓直流試驗(yàn)，所以針對(duì)

29、交聯(lián)聚乙烯電纜發(fā)展了多種在線檢測(cè)方法在線檢測(cè)方法。保護(hù)裝置 低通濾波器微電流測(cè)試儀 紀(jì)錄儀被試電纜K金屬屏蔽負(fù)載配電線Page 15 直流泄漏電流I(nA)直流成分Idc(nA)10-1100101102103104100101102103104研究表明，水樹枝發(fā)展得愈長(zhǎng)，直流分量也就愈大，而且研究表明，水樹枝發(fā)展得愈長(zhǎng)，直流分量也就愈大，而且XLPEXLPE電纜的直流分量電流電纜的直流分量電流IdcIdc與其與其直流泄漏電流及交流擊穿電壓間往往具有較好的相關(guān)性，如圖直流泄漏電流及交流擊穿電壓間往往具有較好的相關(guān)性，如圖12-1012-10、圖、圖12-1112-11。在線檢測(cè)。在線檢測(cè)出出I

30、dcIdc增大時(shí)，常常說(shuō)明水樹枝的發(fā)展、泄漏電流的增大，這樣的絕緣劣化過(guò)程會(huì)導(dǎo)致交流增大時(shí)，常常說(shuō)明水樹枝的發(fā)展、泄漏電流的增大，這樣的絕緣劣化過(guò)程會(huì)導(dǎo)致交流擊穿電壓的下降。擊穿電壓的下降。 圖圖12-10 12-10 泄漏電流與直流分量的相關(guān)性泄漏電流與直流分量的相關(guān)性直流分量法測(cè)得的電流極微弱，有時(shí)也不大穩(wěn)定，微小的干擾電流就會(huì)引起很大直流分量法測(cè)得的電流極微弱，有時(shí)也不大穩(wěn)定，微小的干擾電流就會(huì)引起很大誤差。研究表明，這些干擾主要來(lái)自被測(cè)電纜的屏蔽層與大地之間的雜散電流，因雜散電誤差。研究表明，這些干擾主要來(lái)自被測(cè)電纜的屏蔽層與大地之間的雜散電流，因雜散電流及由水樹枝引起的電流，均經(jīng)過(guò)直

31、流分量裝置，以致造成很大誤差?？梢钥紤]采取旁路流及由水樹枝引起的電流，均經(jīng)過(guò)直流分量裝置，以致造成很大誤差?？梢钥紤]采取旁路雜散電流或在雜散電流回路中串入電容將其阻斷等方法。雜散電流或在雜散電流回路中串入電容將其阻斷等方法。Page 16 圖12-11 交流擊穿電壓與直流分量的相關(guān)性二、直流疊加法直流疊加法的基本原理是在接地的電壓互感器的中性點(diǎn)處加進(jìn)低壓直流電源（通常為50V），使該直流電壓與施加在電纜絕緣上的交流電壓疊加，從而測(cè)量通過(guò)電纜絕緣層的微弱的納安級(jí)直流電流或其絕緣電阻，其測(cè)量原理如圖12-12所示。10直流泄漏電流I(nA)直 流 成 分 Idc(nA)20030405060701

32、010101010-10123(35kV)(17kV)(10.35kV)Page 17 圖圖12-12 12-12 直流疊加法測(cè)量原理圖直流疊加法測(cè)量原理圖由于直流疊加法是在交流高壓上再疊以低值的直流電壓，這樣在帶電情況下測(cè)得的絕緣電阻由于直流疊加法是在交流高壓上再疊以低值的直流電壓，這樣在帶電情況下測(cè)得的絕緣電阻與停電后加直流高壓時(shí)的測(cè)試結(jié)果很相近。但絕緣電阻與電纜絕緣剩余壽命的相關(guān)性并不很與停電后加直流高壓時(shí)的測(cè)試結(jié)果很相近。但絕緣電阻與電纜絕緣剩余壽命的相關(guān)性并不很好，分散性相當(dāng)大。絕緣電阻與許多因素有關(guān)，即使同一根電纜，也難以僅靠測(cè)量其絕緣電好，分散性相當(dāng)大。絕緣電阻與許多因素有關(guān)，即

33、使同一根電纜，也難以僅靠測(cè)量其絕緣電阻值來(lái)預(yù)測(cè)其壽命。阻值來(lái)預(yù)測(cè)其壽命。對(duì)于中性點(diǎn)固定接地的三相系統(tǒng)，也可在三相電抗器中性點(diǎn)上加進(jìn)低壓直流電源而仍用直流對(duì)于中性點(diǎn)固定接地的三相系統(tǒng)，也可在三相電抗器中性點(diǎn)上加進(jìn)低壓直流電源而仍用直流疊加法在線檢測(cè)電纜絕緣性能。疊加法在線檢測(cè)電纜絕緣性能。運(yùn)行中母線至電纜屏蔽層的 DC泄露電流I(被試電纜)接地電壓互感器 E(DC50V)Page 18 電 流互 感 器 電 流互 感 器 電 流互 感 器被測(cè)電纜負(fù) 電 荷切 換 裝 置接 地 電 壓 互 感 器測(cè)tan儀 器C P U警 報(bào) 接 點(diǎn) R S 2 3 2 - CL C DR A M鍵 盤圖圖12-

34、13 多路巡回檢測(cè)多路巡回檢測(cè)tan測(cè)量原理測(cè)量原理三、電纜絕緣三、電纜絕緣tantan對(duì)電纜絕緣層對(duì)電纜絕緣層tantan 值的在線檢測(cè)方法，與電容型試品的在線檢測(cè)值的在線檢測(cè)方法，與電容型試品的在線檢測(cè)tantan 方法方法很相似。對(duì)多路電纜進(jìn)行很相似。對(duì)多路電纜進(jìn)行tantan 巡回檢測(cè)時(shí)，仍常由電壓互感器處獲取電源電壓的相位巡回檢測(cè)時(shí)，仍常由電壓互感器處獲取電源電壓的相位來(lái)進(jìn)行比較，其原理框圖如圖來(lái)進(jìn)行比較，其原理框圖如圖12-1312-13所示。所示。Page 19 圖圖12-14 12-14 水樹枝長(zhǎng)度與電纜水樹枝長(zhǎng)度與電纜tantan的關(guān)系的關(guān)系通常認(rèn)為，發(fā)現(xiàn)集中性的缺陷采用直流

35、分量法較好，因?yàn)橥ǔＵJ(rèn)為，發(fā)現(xiàn)集中性的缺陷采用直流分量法較好，因?yàn)閠antan 值往往反映的是普遍性的缺陷值往往反映的是普遍性的缺陷，個(gè)別的較集中的缺陷不會(huì)引起整根長(zhǎng)電纜所測(cè)到的，個(gè)別的較集中的缺陷不會(huì)引起整根長(zhǎng)電纜所測(cè)到的tantan 值的顯著變化。由圖值的顯著變化。由圖12-1412-14可見(jiàn)，電可見(jiàn)，電纜絕緣中水樹枝的增長(zhǎng)會(huì)引起纜絕緣中水樹枝的增長(zhǎng)會(huì)引起tantan 值的增大，但分散性較大。同樣，在線測(cè)出值的增大，但分散性較大。同樣，在線測(cè)出tantan 值的上升值的上升可反映絕緣受潮、劣化等缺陷，交流擊穿電壓會(huì)降低，相關(guān)的關(guān)系如圖可反映絕緣受潮、劣化等缺陷，交流擊穿電壓會(huì)降低，相關(guān)的關(guān)

36、系如圖12-1512-15的實(shí)例所示，同的實(shí)例所示，同樣具有一定的分散性。樣具有一定的分散性。電纜的tan (%)內(nèi)或外導(dǎo)體開(kāi)始內(nèi)、外導(dǎo)體均有領(lǐng)結(jié)狀樹枝最長(zhǎng)的水樹長(zhǎng)(mm) 4.03.02.01.00.01 0.05 0.1 1.0 10Page 20 圖12-15 電纜tan與長(zhǎng)時(shí)擊穿電壓的關(guān)系在對(duì)已運(yùn)行過(guò)的XLPE電纜進(jìn)行加速老化試驗(yàn)，得出水樹枝發(fā)生的個(gè)數(shù)以及最長(zhǎng)的水樹枝長(zhǎng)度與電纜tan測(cè)量值的關(guān)系，如圖12-16及圖12-17所示，它們的趨勢(shì)是明確的，但分散性很大。如將最長(zhǎng)的水樹枝長(zhǎng)度與每單位長(zhǎng)度電纜中的樹枝數(shù)的乘積作為橫坐標(biāo)，則與測(cè)得的tan(縱坐標(biāo))之間具有更好的相關(guān)性，說(shuō)明測(cè)得的t

37、an值取決于整體損耗的變化。電纜的tan(%)從10kV開(kāi)始加電壓從35kV開(kāi)始加電壓20kV10kV9080706050403020100.05 0.1 0.5 1.0 5.0 10 交流長(zhǎng)時(shí)間擊穿電壓（kV）Page 21 10-2水 樹 枝 樹 (個(gè) )tan(%)11010210310-1 圖圖12-16 12-16 樹枝數(shù)對(duì)樹枝數(shù)對(duì)tantan 圖圖12-17 12-17 最大樹枝長(zhǎng)度與最大樹枝長(zhǎng)度與tantan的關(guān)系的關(guān)系四、其他在線檢測(cè)方法四、其他在線檢測(cè)方法 對(duì)于發(fā)現(xiàn)局部缺陷，局部放電檢測(cè)是很有價(jià)值的。常見(jiàn)的電纜局部放電方法有對(duì)于發(fā)現(xiàn)局部缺陷，局部放電檢測(cè)是很有價(jià)值的。常見(jiàn)的電

38、纜局部放電方法有局部放電檢測(cè)儀、接地線脈沖電流法、電磁耦合法、超聲波法等，可以對(duì)電纜及其局部放電檢測(cè)儀、接地線脈沖電流法、電磁耦合法、超聲波法等，可以對(duì)電纜及其附件進(jìn)行檢測(cè)，但由于電纜長(zhǎng)、電容量大，對(duì)其進(jìn)行在線檢測(cè)時(shí)外界干擾的影響十附件進(jìn)行檢測(cè)，但由于電纜長(zhǎng)、電容量大，對(duì)其進(jìn)行在線檢測(cè)時(shí)外界干擾的影響十分嚴(yán)重，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)有效分辨率一般為分嚴(yán)重，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)有效分辨率一般為1001000pC1001000pC。由于交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣電阻很小，在線檢測(cè)tan易受影響，而tan、擊穿電壓和電容增量之間有較好的相關(guān)性，因此建議改為在線檢測(cè)流過(guò)接地線的電容電流增量的方法。該方法簡(jiǎn)便易行，只要在

39、接地線上套以電流傳感器即可實(shí)現(xiàn)，但這時(shí)另一端電纜終端接地線在測(cè)量時(shí)需要臨時(shí)斷開(kāi)。最 大 長(zhǎng) 度 (mm)tan(%)Page 22 由于交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣電阻 很小，在線檢測(cè)tan易受影響，而tan、擊穿電壓和電容增量之間有較好的相關(guān)性，因此建議改為在線檢測(cè)流過(guò)接地線的電容電流增量的方法。該方法簡(jiǎn)便易行，只要在接地線上套以電流傳感器即可實(shí)現(xiàn)，但這時(shí)另一端電纜終端接地線在測(cè)量時(shí)需要臨時(shí)斷開(kāi)。考慮到現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)容性電流的影響，日本提出了在電纜線路上疊加20V、7.5Hz的低頻電壓的方法。由于容性電流隨頻率降低而減少，而阻性電流則無(wú)明顯變化，所以易從總電流中將阻性電流區(qū)分出來(lái)。同時(shí)由于tan=1/CR

40、，頻率下降，等值tan增大，也易于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。表12-3給出了幾種電纜絕緣在線檢測(cè)方法的比較。通過(guò)對(duì)幾種檢測(cè)方法的比較，可以選擇比較有效的方法。表12-3 電纜絕緣在線檢測(cè)方法的比較Page 23 圖12-18給出了直流分量法、直流疊加法、在線tan法三種方法組成的綜合在線檢測(cè)儀的測(cè)量原理。圖12-18 直流疊加法、直流分量法和tan測(cè)量的聯(lián)合裝置分壓器直流重疊用電抗器熔絲tan測(cè)定 單元直流成分測(cè)定單元直流重疊測(cè)定單元重疊電壓外加電源電流互感器側(cè)計(jì)算機(jī)打印機(jī)三相切換裝置另一側(cè)開(kāi)關(guān)高壓配電線電源接地電壓互感器被測(cè)電纜Page 24 在電力系統(tǒng)中常將電力電纜按絕緣材料分為：油紙絕緣電纜、橡塑絕緣電

41、纜、充油在電力系統(tǒng)中常將電力電纜按絕緣材料分為：油紙絕緣電纜、橡塑絕緣電纜、充油電纜、充氣電纜等。其中油紙絕緣電纜已經(jīng)逐步退出運(yùn)行，橡塑絕緣電纜使用量逐年增加，特電纜、充氣電纜等。其中油紙絕緣電纜已經(jīng)逐步退出運(yùn)行，橡塑絕緣電纜使用量逐年增加，特別是交聯(lián)聚乙烯電纜近年來(lái)已經(jīng)成為中高壓輸電系統(tǒng)中的主要品種。別是交聯(lián)聚乙烯電纜近年來(lái)已經(jīng)成為中高壓輸電系統(tǒng)中的主要品種。交聯(lián)聚乙烯電力電纜由于其電氣性能和耐熱性能都很好，傳輸容量較大，結(jié)構(gòu)輕便交聯(lián)聚乙烯電力電纜由于其電氣性能和耐熱性能都很好，傳輸容量較大，結(jié)構(gòu)輕便，易于彎曲，附件接頭簡(jiǎn)單，安裝敷設(shè)方便，不受高度落差的限制，特別是沒(méi)有漏油和引起火，易于彎曲

42、，附件接頭簡(jiǎn)單，安裝敷設(shè)方便，不受高度落差的限制，特別是沒(méi)有漏油和引起火災(zāi)的危險(xiǎn)，因此受到用戶廣泛歡迎。災(zāi)的危險(xiǎn)，因此受到用戶廣泛歡迎。交聯(lián)聚乙烯電纜和油浸紙統(tǒng)包電纜在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別除了相間主絕緣是交聯(lián)聚乙烯塑交聯(lián)聚乙烯電纜和油浸紙統(tǒng)包電纜在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別除了相間主絕緣是交聯(lián)聚乙烯塑料以及線芯形狀是圓形之外，還有兩層半導(dǎo)體屏蔽層。在芯線的外表面包第一層半導(dǎo)體屏蔽層料以及線芯形狀是圓形之外，還有兩層半導(dǎo)體屏蔽層。在芯線的外表面包第一層半導(dǎo)體屏蔽層，它可以克服導(dǎo)體電暈及電離放電，使芯線與絕緣層之間有良好的過(guò)渡；在相間絕緣外表面包，它可以克服導(dǎo)體電暈及電離放電，使芯線與絕緣層之間有良好的過(guò)渡；在相間絕緣

43、外表面包第二層半導(dǎo)體膠，同時(shí)加包了一層第二層半導(dǎo)體膠，同時(shí)加包了一層0.1mm0.1mm厚的薄銅帶，它組成了良好的相間屏蔽層，它保護(hù)著厚的薄銅帶，它組成了良好的相間屏蔽層，它保護(hù)著電纜，使之幾乎不能發(fā)生相間故障。目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)始生產(chǎn)電纜，使之幾乎不能發(fā)生相間故障。目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)始生產(chǎn)220kV220kV電壓等級(jí)交聯(lián)聚乙烯電纜，電壓等級(jí)交聯(lián)聚乙烯電纜，國(guó)外已有國(guó)外已有500kV500kV電壓等級(jí)的交聯(lián)聚乙烯電纜投入試用線路。電壓等級(jí)的交聯(lián)聚乙烯電纜投入試用線路。引起電纜絕緣故障的原因是多方面的，如果電纜的制造質(zhì)量好（包括纜芯絕緣、護(hù)引起電纜絕緣故障的原因是多方面的，如果電纜的制造質(zhì)量好（包括纜芯

44、絕緣、護(hù)層絕緣所用的材料及制造工藝）、運(yùn)行條件合適（包括負(fù)荷、過(guò)電壓、溫度及周圍環(huán)境等），層絕緣所用的材料及制造工藝）、運(yùn)行條件合適（包括負(fù)荷、過(guò)電壓、溫度及周圍環(huán)境等），而且不受外力等因素的破壞，則電纜絕緣的壽命相當(dāng)長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)外的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，電纜運(yùn)行中而且不受外力等因素的破壞，則電纜絕緣的壽命相當(dāng)長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)外的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，電纜運(yùn)行中的事故大多是由于外力破壞（如開(kāi)掘、擠壓而損傷）或地下污水的腐蝕等所引起的。由于電纜的事故大多是由于外力破壞（如開(kāi)掘、擠壓而損傷）或地下污水的腐蝕等所引起的。由于電纜材料本身和電纜制造、敷設(shè)工程中不可避免地存在缺陷，受運(yùn)行中的電、熱、化學(xué)、環(huán)境等因材料本身和電纜制造

45、、敷設(shè)工程中不可避免地存在缺陷，受運(yùn)行中的電、熱、化學(xué)、環(huán)境等因子的影響，電纜的絕緣都會(huì)發(fā)生不同程度的老化。不同的老化因子，引起的老化過(guò)程及形態(tài)也子的影響，電纜的絕緣都會(huì)發(fā)生不同程度的老化。不同的老化因子，引起的老化過(guò)程及形態(tài)也不同。表不同。表12-412-4給出了交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣老化的原因和表現(xiàn)形態(tài)，其中樹枝化老化是交聯(lián)聚給出了交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣老化的原因和表現(xiàn)形態(tài)，其中樹枝化老化是交聯(lián)聚乙烯電纜所特有的。所謂水樹枝和電樹枝是指在局部高電場(chǎng)的作用下，絕緣層中水分、雜質(zhì)等乙烯電纜所特有的。所謂水樹枝和電樹枝是指在局部高電場(chǎng)的作用下，絕緣層中水分、雜質(zhì)等缺陷呈現(xiàn)樹枝狀生長(zhǎng)，最終導(dǎo)致絕緣擊穿；所

46、謂化學(xué)樹枝是指絕緣層中的硫化物與銅導(dǎo)體產(chǎn)生缺陷呈現(xiàn)樹枝狀生長(zhǎng)，最終導(dǎo)致絕緣擊穿；所謂化學(xué)樹枝是指絕緣層中的硫化物與銅導(dǎo)體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成硫化銅和氧化銅等物質(zhì)，這些生成物在絕緣層中呈樹枝狀生長(zhǎng)。化學(xué)反應(yīng)，生成硫化銅和氧化銅等物質(zhì)，這些生成物在絕緣層中呈樹枝狀生長(zhǎng)。Page 25 表表12-4 12-4 交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣老化原因及表現(xiàn)形態(tài)交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣老化原因及表現(xiàn)形態(tài)在進(jìn)行電力電纜絕緣電阻的測(cè)量時(shí)，新的油浸紙絕緣電纜每一電纜芯對(duì)外護(hù)套的絕緣電阻換算到+20及1km長(zhǎng)度時(shí)，額定電壓在6kV及以上的電纜絕緣電阻應(yīng)不小于100M ，額定電壓13kV的電纜絕緣電阻不應(yīng)小于50M 對(duì)運(yùn)行中的電纜，

47、試驗(yàn)時(shí)對(duì)歷次試驗(yàn)中絕緣電阻變化的規(guī)律以及各相絕緣電阻的差別（不平衡系數(shù)一般不應(yīng)大于2）進(jìn)行綜合分析、判斷電纜的絕緣情況。 橡塑絕緣電力電纜的主絕緣電阻值根據(jù)各廠家的規(guī)定執(zhí)行，而外護(hù)套的絕緣電阻和內(nèi)襯層的絕緣電阻規(guī)定當(dāng)采用500V兆歐表測(cè)量時(shí)為0.5MPage 26 在進(jìn)行直流耐壓和泄漏電流試驗(yàn)，升壓到試驗(yàn)電壓時(shí)，同時(shí)讀取在進(jìn)行直流耐壓和泄漏電流試驗(yàn)，升壓到試驗(yàn)電壓時(shí)，同時(shí)讀取1min1min及及5min5min的泄漏電流值的泄漏電流值，耐壓，耐壓5min5min的泄漏電流值應(yīng)不大于耐壓的泄漏電流值應(yīng)不大于耐壓1min1min時(shí)的泄漏電流值，或者極化比應(yīng)不小于時(shí)的泄漏電流值，或者極化比應(yīng)不小于1

48、 1（極化（極化比定義為比定義為1min/5min1min/5min）。）。規(guī)程規(guī)程對(duì)直流泄漏電流值沒(méi)有作明確規(guī)定，試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)參照制造廠對(duì)直流泄漏電流值沒(méi)有作明確規(guī)定，試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)參照制造廠的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在直流泄漏電流試驗(yàn)過(guò)程中，出現(xiàn)以下現(xiàn)象則表明電纜絕緣已經(jīng)出現(xiàn)明顯缺陷：在直流泄漏電流試驗(yàn)過(guò)程中，出現(xiàn)以下現(xiàn)象則表明電纜絕緣已經(jīng)出現(xiàn)明顯缺陷：（1 1）泄漏電流隨施加電壓時(shí)間的延長(zhǎng)不應(yīng)明顯上升。如發(fā)現(xiàn)隨時(shí)間延長(zhǎng)而明顯）泄漏電流隨施加電壓時(shí)間的延長(zhǎng)不應(yīng)明顯上升。如發(fā)現(xiàn)隨時(shí)間延長(zhǎng)而明顯上升現(xiàn)象，則多數(shù)情況下電纜接頭、終端頭或電纜內(nèi)部已受潮。上升現(xiàn)象，則多數(shù)情況下電纜接頭、終端頭或電纜內(nèi)部已受潮。

49、（2 2）泄漏電流不應(yīng)隨試驗(yàn)電壓升高而急劇上升。如果發(fā)現(xiàn)泄漏電流在升至某一）泄漏電流不應(yīng)隨試驗(yàn)電壓升高而急劇上升。如果發(fā)現(xiàn)泄漏電流在升至某一電壓后急劇上升，則說(shuō)明電纜已明顯老化或存在嚴(yán)重隱患，電壓進(jìn)一步升高，則很可能導(dǎo)電壓后急劇上升，則說(shuō)明電纜已明顯老化或存在嚴(yán)重隱患，電壓進(jìn)一步升高，則很可能導(dǎo)致?lián)舸Ｖ聯(lián)舸?。? 3）在測(cè)量過(guò)程中，泄漏電流應(yīng)穩(wěn)定，如發(fā)現(xiàn)有周期性擺動(dòng)，則說(shuō)明電纜有局）在測(cè)量過(guò)程中，泄漏電流應(yīng)穩(wěn)定，如發(fā)現(xiàn)有周期性擺動(dòng)，則說(shuō)明電纜有局部孔隙性缺陷。部孔隙性缺陷。紙絕緣電力電纜還應(yīng)比較各相泄漏電流數(shù)值的三相不平衡系數(shù)，通常均應(yīng)不大于紙絕緣電力電纜還應(yīng)比較各相泄漏電流數(shù)值的三相不平衡

50、系數(shù)，通常均應(yīng)不大于2 2。當(dāng)泄漏電流值各相均很小時(shí)（。當(dāng)泄漏電流值各相均很小時(shí)（10kV10kV及以上電纜泄漏電流小于及以上電纜泄漏電流小于20A20A時(shí)，時(shí)，6kV6kV及以下電纜泄漏及以下電纜泄漏電流小于電流小于10A10A時(shí)），不平衡系數(shù)不作規(guī)定。時(shí)），不平衡系數(shù)不作規(guī)定。對(duì)交聯(lián)聚乙烯電纜目前國(guó)外將用直流分量法測(cè)得的值分為大于對(duì)交聯(lián)聚乙烯電纜目前國(guó)外將用直流分量法測(cè)得的值分為大于100nA100nA、1100nA1100nA、小于小于1nA1nA三檔，分別表明絕緣不良、絕緣有問(wèn)題需要注意、絕緣良好。三檔，分別表明絕緣不良、絕緣有問(wèn)題需要注意、絕緣良好。同時(shí)，國(guó)外在直流疊加法在線監(jiān)測(cè)的研

51、究中已經(jīng)積累了大量的數(shù)據(jù)，表同時(shí)，國(guó)外在直流疊加法在線監(jiān)測(cè)的研究中已經(jīng)積累了大量的數(shù)據(jù)，表12-512-5給出給出了日本目前通用的直流疊加法絕緣電阻的判斷標(biāo)準(zhǔn)。了日本目前通用的直流疊加法絕緣電阻的判斷標(biāo)準(zhǔn)。Page 27 表表12-5 12-5 日本直流疊加法測(cè)量絕緣電阻的判斷標(biāo)準(zhǔn)日本直流疊加法測(cè)量絕緣電阻的判斷標(biāo)準(zhǔn)用測(cè)電纜絕緣tan 方法時(shí)，從在線檢測(cè)tan 值可估計(jì)整體絕緣的狀況，目前給出了在線監(jiān)測(cè)tan 的參考標(biāo)準(zhǔn)，如表12-6所示。表12-6 在線檢測(cè)tan 的參考標(biāo)準(zhǔn)Page 28第三節(jié)第三節(jié) 電力電纜的故障診斷電力電纜的故障診斷一、電力電纜的故障診斷一、電力電纜的故障診斷電力電纜故

52、障可分為開(kāi)路故障、低阻故障和高阻故障三種類型。電力電纜故障可分為開(kāi)路故障、低阻故障和高阻故障三種類型。若電纜相間或相對(duì)地的絕緣電阻值達(dá)到所要求的規(guī)范值，但工作電壓不能傳輸?shù)饺綦娎|相間或相對(duì)地的絕緣電阻值達(dá)到所要求的規(guī)范值，但工作電壓不能傳輸?shù)浇K端，或雖然終端有電壓但負(fù)載能力較差，這類故障稱開(kāi)路故障。這種故障表現(xiàn)為終端無(wú)電終端，或雖然終端有電壓但負(fù)載能力較差，這類故障稱開(kāi)路故障。這種故障表現(xiàn)為終端無(wú)電壓或電壓很低，在某點(diǎn)存在電阻，當(dāng)該電阻為無(wú)窮大時(shí)就是斷線故障。若電纜相間或相對(duì)地壓或電壓很低，在某點(diǎn)存在電阻，當(dāng)該電阻為無(wú)窮大時(shí)就是斷線故障。若電纜相間或相對(duì)地的絕緣受損，其絕緣電阻減小到一定程度的

53、故障稱為低阻故障。相對(duì)于低阻故障，若電纜相的絕緣受損，其絕緣電阻減小到一定程度的故障稱為低阻故障。相對(duì)于低阻故障，若電纜相間或相對(duì)地的故障電阻較大，則稱為高阻故障，它包括泄漏性高阻故障和閃絡(luò)性高阻故障。間或相對(duì)地的故障電阻較大，則稱為高阻故障，它包括泄漏性高阻故障和閃絡(luò)性高阻故障。泄漏性高阻故障是指隨試驗(yàn)電壓的升高而泄漏電流逐漸增大，且大大超過(guò)規(guī)定的泄漏值的故泄漏性高阻故障是指隨試驗(yàn)電壓的升高而泄漏電流逐漸增大，且大大超過(guò)規(guī)定的泄漏值的故障。閃絡(luò)性高阻故障是指絕緣電阻值很大，當(dāng)試驗(yàn)電壓升高到一定值時(shí)，泄漏電流突然增大障。閃絡(luò)性高阻故障是指絕緣電阻值很大，當(dāng)試驗(yàn)電壓升高到一定值時(shí)，泄漏電流突然增

54、大的故障。的故障。在進(jìn)行電纜故障探測(cè)時(shí)，先需要進(jìn)行電纜故障性質(zhì)判斷，通常是將電纜脫離供電在進(jìn)行電纜故障探測(cè)時(shí)，先需要進(jìn)行電纜故障性質(zhì)判斷，通常是將電纜脫離供電系統(tǒng)，并按下列步驟測(cè)量：系統(tǒng)，并按下列步驟測(cè)量：1 1、用兆歐表測(cè)量每相對(duì)地絕緣電阻，如絕緣電阻指示為零，可用萬(wàn)用表或雙臂電、用兆歐表測(cè)量每相對(duì)地絕緣電阻，如絕緣電阻指示為零，可用萬(wàn)用表或雙臂電橋進(jìn)行測(cè)量，以判斷是高阻還是低阻接地；橋進(jìn)行測(cè)量，以判斷是高阻還是低阻接地；2 2、測(cè)量?jī)上嘀g的絕緣電阻，以判斷是否是相間故障；、測(cè)量?jī)上嘀g的絕緣電阻，以判斷是否是相間故障；3 3、將另一端三相短路，測(cè)量其線芯直流電阻，以判斷是否有開(kāi)路故障。、

55、將另一端三相短路，測(cè)量其線芯直流電阻，以判斷是否有開(kāi)路故障。二、電力電纜故障診斷的步驟與方法二、電力電纜故障診斷的步驟與方法Page 29 幾十年來(lái)，人們?cè)诟髯缘纳a(chǎn)實(shí)踐中探索和總結(jié)出許多電纜故障測(cè)試方法。如經(jīng)典法中的電幾十年來(lái)，人們?cè)诟髯缘纳a(chǎn)實(shí)踐中探索和總結(jié)出許多電纜故障測(cè)試方法。如經(jīng)典法中的電阻電橋法、電容電橋法、高壓電橋法等。電阻電橋法只能測(cè)試單相接地或相間短路的絕緣電阻電橋法、電容電橋法、高壓電橋法等。電阻電橋法只能測(cè)試單相接地或相間短路的絕緣電阻較低的電纜故障；電容電橋法主要測(cè)試電纜的斷線性故障；高壓電橋法主要測(cè)試高阻故障阻較低的電纜故障；電容電橋法主要測(cè)試電纜的斷線性故障；高壓電

56、橋法主要測(cè)試高阻故障( (泄漏性故障和閃絡(luò)性故障除外泄漏性故障和閃絡(luò)性故障除外) )。可見(jiàn)電纜故障診斷技術(shù)中的經(jīng)典法具有一定的局限性，不。可見(jiàn)電纜故障診斷技術(shù)中的經(jīng)典法具有一定的局限性，不能滿足各種不同類型電纜故障測(cè)試的要求。能滿足各種不同類型電纜故障測(cè)試的要求。現(xiàn)代的脈沖反射測(cè)試技術(shù)包括低壓脈沖法、直流高壓閃絡(luò)法和沖擊高壓閃絡(luò)法，現(xiàn)代的脈沖反射測(cè)試技術(shù)包括低壓脈沖法、直流高壓閃絡(luò)法和沖擊高壓閃絡(luò)法，它們適用于各種不同類型的電纜故障測(cè)試：多年的生產(chǎn)實(shí)踐已經(jīng)充分證明了，現(xiàn)代的脈沖反它們適用于各種不同類型的電纜故障測(cè)試：多年的生產(chǎn)實(shí)踐已經(jīng)充分證明了，現(xiàn)代的脈沖反射測(cè)試技術(shù)的適用性和準(zhǔn)確性，并已日趨

57、成熟與完善。射測(cè)試技術(shù)的適用性和準(zhǔn)確性，并已日趨成熟與完善。 電力電纜故障的診斷，無(wú)論選用哪種測(cè)試方法，均需按照一定的程序和步驟進(jìn)行電力電纜故障的診斷，無(wú)論選用哪種測(cè)試方法，均需按照一定的程序和步驟進(jìn)行。下面就其步驟與方法進(jìn)行簡(jiǎn)要敘述：。下面就其步驟與方法進(jìn)行簡(jiǎn)要敘述：1 1、確定故障性質(zhì)、確定故障性質(zhì)當(dāng)著手對(duì)某一故障電纜進(jìn)行故障測(cè)試時(shí)，首先要進(jìn)行的工作是：了解故障電纜的當(dāng)著手對(duì)某一故障電纜進(jìn)行故障測(cè)試時(shí)，首先要進(jìn)行的工作是：了解故障電纜的有關(guān)情況以確定故障性質(zhì)。掌握這一故障是接地、短路、斷線，還是它們的混合；是單相、有關(guān)情況以確定故障性質(zhì)。掌握這一故障是接地、短路、斷線，還是它們的混合；是單

58、相、兩相、還是三相故障；是高阻、低阻、還是泄漏性或閃絡(luò)性故障。只有確定了故障性質(zhì)，才兩相、還是三相故障；是高阻、低阻、還是泄漏性或閃絡(luò)性故障。只有確定了故障性質(zhì)，才可以選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)試方法對(duì)電纜故降進(jìn)行具體的診斷?？梢赃x擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)試方法對(duì)電纜故降進(jìn)行具體的診斷。2 2、粗測(cè)距離、粗測(cè)距離當(dāng)確定了故障電纜的故障性質(zhì)以后，就可以根據(jù)故障性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)試方法當(dāng)確定了故障電纜的故障性質(zhì)以后，就可以根據(jù)故障性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)試方法測(cè)出故障點(diǎn)到測(cè)試端或末端的距離，這項(xiàng)工作稱為粗測(cè)距離。測(cè)出故障點(diǎn)到測(cè)試端或末端的距離，這項(xiàng)工作稱為粗測(cè)距離。粗測(cè)距離是電纜故障測(cè)試過(guò)程中最重要的粗測(cè)距離是電纜故障測(cè)試過(guò)程中最

59、重要的步。這項(xiàng)工作的優(yōu)劣、決定著電纜故步。這項(xiàng)工作的優(yōu)劣、決定著電纜故障測(cè)試整個(gè)過(guò)程的效率和準(zhǔn)確性：因此、常常需要具有相當(dāng)專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)理論知識(shí)和豐富實(shí)障測(cè)試整個(gè)過(guò)程的效率和準(zhǔn)確性：因此、常常需要具有相當(dāng)專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)理論知識(shí)和豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的人員來(lái)進(jìn)行操作。早期的電纜故障探測(cè)方法有電橋法、脈沖法、駐踐經(jīng)驗(yàn)的人員來(lái)進(jìn)行操作。早期的電纜故障探測(cè)方法有電橋法、脈沖法、駐Page 30 波法等，這些方法只能用于測(cè)量低阻故障。后來(lái)發(fā)展了一些專用的自動(dòng)、半自動(dòng)化的電纜波法等，這些方法只能用于測(cè)量低阻故障。后來(lái)發(fā)展了一些專用的自動(dòng)、半自動(dòng)化的電纜故障探測(cè)儀，采用的方法主要為低壓脈沖法和高壓閃絡(luò)法。故障探測(cè)儀，采

60、用的方法主要為低壓脈沖法和高壓閃絡(luò)法。隨著電力電纜生產(chǎn)質(zhì)量的提高和新型絕緣材料的采用。使電線的故障電阻不斷隨著電力電纜生產(chǎn)質(zhì)量的提高和新型絕緣材料的采用。使電線的故障電阻不斷提高提高( (達(dá)到兆歐級(jí)）。據(jù)統(tǒng)計(jì)，凡預(yù)防性試驗(yàn)擊穿的故障電阻，不少于達(dá)到兆歐級(jí)）。據(jù)統(tǒng)計(jì)，凡預(yù)防性試驗(yàn)擊穿的故障電阻，不少于90%90%在兆歐數(shù)量級(jí)以在兆歐數(shù)量級(jí)以上；運(yùn)行故障的上；運(yùn)行故障的75%75%是高阻故障，其中是高阻故障，其中60%60%以上的故障電阻達(dá)到兆歐級(jí)。由此看來(lái)電纜故障以上的故障電阻達(dá)到兆歐級(jí)。由此看來(lái)電纜故障的絕大部分為高阻故障，那些只能測(cè)試低阻故障的經(jīng)典測(cè)試方法顯然適用性太差。當(dāng)遇到的絕大部分為高