高壓電纜絕緣檢測方法

關(guān)于高壓電纜絕緣檢測方法第1頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日報告內(nèi)容一、電纜在電力系統(tǒng)中的作用與地位二、高壓電纜的種類及其特點(diǎn)三、高壓電纜絕緣故障的種類及特點(diǎn)四、高壓電纜絕緣常用檢測方法及選擇原則五、高壓電纜護(hù)套絕緣檢測的必要性及檢測方法第2頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日一、電纜在電力系統(tǒng)中的作用與地位■110kV及以上：輸電系統(tǒng)■35kV及以下：配電系統(tǒng)1.架空線路——裸線（鋼芯鋁絞線），鐵塔，避雷線，接地，絕緣子。2.電纜線路——導(dǎo)體，絕緣層，保護(hù)覆蓋層；受氣候影響小，安全耐用。第3頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日二、高壓電纜的種類及其特點(diǎn)■高壓電纜的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)■高壓電纜的分類及其特點(diǎn)第4頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日高壓電纜基本結(jié)構(gòu)型式第5頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日500kV電纜典型結(jié)構(gòu)

充油管道

(ID=25mm)

內(nèi)導(dǎo)體層

絕緣層

電纜紙

/PPLP/電纜紙

鉛合金防護(hù)套層

銅制回路外導(dǎo)體層

防腐保護(hù)層

鋼絲鎧裝

(8mm)

聚乙烯（PE）套層

第6頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日1、按結(jié)構(gòu)特征

（1）統(tǒng)包型（10kV及以下）。

（2）分相型：分相屏蔽（10～35kV）。

（3）扁平型：一般用于較長的水下和海底電纜。

（4）自容型：護(hù)套內(nèi)部有壓力的電纜。

2、按敷設(shè)環(huán)境

（1）直埋式

（2）構(gòu)架式

（3）水下敷設(shè)高壓電纜分類及特點(diǎn)第7頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日屏蔽型或分相鉛包型三芯統(tǒng)包型第8頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日3、按絕緣材料性質(zhì)分（1）油紙絕緣電纜－－粘性浸漬紙絕緣電纜，不滴流浸漬紙絕緣電纜，PPLP電纜（2）塑料絕緣電纜■聚氯乙烯絕緣電纜：工藝性能好，化學(xué)穩(wěn)定性髙，非延燃性，生產(chǎn)效率髙，價格低廉，敷設(shè)維護(hù)簡單。第9頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日■聚乙烯絕緣電纜：有良好的介電性能；絕緣電阻髙；工藝性能好，易于加工，耐濕性好，比重小?？闺姇灱澳蜔嵝阅茌^差，受熱易變形或開裂。■交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜：電氣性能好，擊穿場強(qiáng)度很高，絕緣電阻髙。有較高的耐熱性和耐老化性，允許工作溫度高，載流量大，適宜于髙落差與垂直敷設(shè)。（3）橡膠絕緣電纜第10頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日三、高壓電纜絕緣故障及其產(chǎn)生的原因電纜絕緣分為主絕緣和護(hù)套絕緣主絕緣▲油紙絕緣▲交聯(lián)聚乙烯絕緣護(hù)套絕緣第11頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日

纏包絕緣中形成樹枝狀示意圖(a)近線芯處局部放電，(b)深入絕緣，畸變電場；(c)開始滑閃放電（粗線為放電路徑，虛線為電力線）油紙絕緣第12頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日Tree-like樹枝狀Bush-like灌木叢狀chestnut-like栗子狀樹枝老化的一般形狀交聯(lián)聚乙烯絕緣第13頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日電介質(zhì)中的樹枝老化

交聯(lián)聚乙烯絕緣影響因素：1、機(jī)械損傷－－裂紋2、水分－水樹枝第14頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日四、高壓電纜絕緣常用檢測方法及選擇原則★高壓電纜絕緣預(yù)防性試驗方法介紹★高壓電纜絕緣監(jiān)測方法介紹★高壓電纜故障定位方法介紹第15頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日高壓電纜絕緣預(yù)防性試驗方法介紹交流（或諧振）耐壓試驗→

XLPE直流耐壓試驗→高壓油紙電纜局部放電試驗→各種電纜介質(zhì)損耗角正切的測量→各種電纜絕緣電阻試驗→各種電纜（主要是護(hù)套）高壓電纜預(yù)防性試驗常用方法及其適應(yīng)性泄漏電流法→油紙電纜第16頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日★XLPE電纜絕緣層在直流和交流電壓下．內(nèi)部電場分布情況完全不同。在直流電壓下電場按絕緣電阻系數(shù)呈正比例分配，而XLPE絕緣材料存在電阻系數(shù)的不均勻性，因而導(dǎo)致在直流電壓下電場分布的不均勻性。在交流電壓下．電場按介電系數(shù)呈反比例分配，XLPE為整體絕緣結(jié)構(gòu)，在交流電場下，XLPE絕緣內(nèi)部電場分布是比較穩(wěn)定的。這樣有可能造成在交流工作電壓下有缺陷的部位在直流試驗時不被擊穿，反過來，在直流試驗時被擊穿部位，在交流工作電壓下卻不會產(chǎn)生問題。XLPE電纜不能采用直流耐壓試驗的原因第17頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日★XLPE絕緣內(nèi)部如果有了水樹枝，在交流工作電壓下，水樹枝的發(fā)展是很緩慢的。而在直流耐壓試驗時，會加速水樹枝的發(fā)展，甚至轉(zhuǎn)變?yōu)殡姌渲?。即直流試驗會?dǎo)致XLPE絕緣產(chǎn)生積累效應(yīng)，加速絕緣老化，縮短使用壽命?！镏绷髂蛪涸囼炦^程中．在XLPE電纜及附件絕緣內(nèi)會形成空間電荷，空間電荷的不斷形成可使電纜在交流工作電壓下導(dǎo)致?lián)舸?，或在附件界面因積累電荷而沿界面滑閃。第18頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日1、電力電纜電容大，進(jìn)行交流耐壓試驗需要容量大的試驗變壓器；2、交流耐壓試驗有可能在油紙絕緣電纜空穴中產(chǎn)生游離放電而損害電纜，同樣高的交流電壓損害電纜絕緣強(qiáng)度遠(yuǎn)大于直流電壓；3、直流耐壓可同時測量泄漏電流，根據(jù)泄漏電流變化或泄漏電流與試驗電壓關(guān)系，可判斷電纜絕緣情況；4、如電纜存在局部空隙缺陷，直流電壓大部分加壓在與缺陷相關(guān)的部位上，這就更易暴露電纜的局部缺陷。充油電纜采用直流耐壓試驗的原因第19頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日

充油電纜直流耐壓試驗時必須采用負(fù)極性連接的原因

一般認(rèn)為進(jìn)行直流耐壓試驗時，采用任何極性都無關(guān)系，只要接線正確就行了，然而對電力電纜，連接極性不同，效果不一樣。如果纜芯接正極，在電場作用下，電纜絕緣層中水分將會滲透移向電場較弱的鉛皮，結(jié)果使缺陷不易發(fā)現(xiàn)，擊穿電壓比纜芯接負(fù)極時提高10％。這些還與電力電纜絕緣厚度、溫度及電壓作用時間有關(guān)。因此，對電力電纜進(jìn)行直流耐壓試驗要采用負(fù)極性連接，對高壓硅堆的使用必須注意極性。第20頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日高壓電纜絕緣監(jiān)測方法介紹直流疊加法→XLPE直流分量法→XLPE低頻成份法→XLPE損耗因素法→各種局部放電法→各種低頻疊加法→XLPE高壓電纜常用絕緣監(jiān)測方法及其適應(yīng)性化學(xué)分析法→油紙電纜環(huán)流法→各種單芯電纜電纜應(yīng)力測量法→XLPE溫度分布測量法→各種第21頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日高壓電纜故障定位方法介紹電橋法定位（包括阻抗定位法等）脈沖法（行波法）高壓電纜故障定位常用方法低壓脈沖反射法脈沖電壓法（閃測法）脈沖電流法精確定點(diǎn)方法脈沖法（高壓）聽幫或拾音器第22頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日五、高壓單芯電纜護(hù)套絕緣檢測的必要性及檢測方法◆必要性

金屬護(hù)套具有屏蔽干擾、防雷、保護(hù)纜芯不受損傷、阻止水分和潮氣侵入等重要作用，是電纜的重要組成部分。其完好與否對電纜的使用壽命關(guān)系重大。電纜護(hù)套外絕緣若損壞，則金屬護(hù)套環(huán)流增大，不僅影響電纜載流量，而且使金屬護(hù)套發(fā)熱，以致?lián)p害電纜主絕緣，加速電纜絕緣老化，甚至發(fā)生電纜爆炸事故。因此，要提高運(yùn)行電纜維護(hù)水平，保障運(yùn)行電纜安全指標(biāo)，降低電纜線路事故率，需要對電纜金屬護(hù)套的絕緣狀況進(jìn)行必要的監(jiān)測。第23頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日原因分析：▲

電纜護(hù)套發(fā)生多點(diǎn)接地環(huán)流增大發(fā)熱金屬鎧裝熱脹冷縮變形產(chǎn)生空隙局部放電影響主絕緣▲電纜護(hù)套發(fā)生多點(diǎn)接地（鼠害等）引起鎧裝損壞引起充油電纜主絕緣損壞水分侵入在XLPE電纜主絕緣中形成水樹枝第24頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日監(jiān)測的基本方法對電纜外絕緣的監(jiān)測手段主要有兩種主要方法：◆環(huán)流法◆溫度監(jiān)測法華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院第25頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日環(huán)流法第26頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日溫度監(jiān)測法▲光纖測溫

對于較長距離的電力電纜線路,因沿途的敷設(shè)環(huán)境、土壤熱阻、臨近熱源等散熱條件差異,往往會導(dǎo)致電纜線路出現(xiàn)局部過熱點(diǎn)而形成載流量瓶頸效應(yīng),如果此時僅根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)計算結(jié)果或者局部點(diǎn)溫測量結(jié)果來確定電纜線路載流量和負(fù)載能力,可能會導(dǎo)致線路局部絕緣過熱而發(fā)生電-熱擊穿的運(yùn)行事故;另一方面,出現(xiàn)電力電纜或附件介質(zhì)中局部缺陷、絕緣擊穿前兆和意外火災(zāi)等均會不同程度地導(dǎo)致電力電纜表面溫度出現(xiàn)異常熱效應(yīng)。第27頁，共29頁，20