电力电缆检测技术综述

电力电缆运行与检测技术综述西安交通大学陈小林主要内容电力电缆的种类电力电缆的接地方式电力电缆的试验技术电力电缆故障类型电力电缆的故障测试技术电力电缆在线检测技术电力电缆检测新技术主要内容按绝缘层材料分：–油纸电缆–塑料电缆–橡胶电缆按导电线芯分：–单芯、2芯、3芯、4芯电缆电力电缆的种类电力电缆的种类电缆的接地方式电缆的接地是指电缆金属护套的接地金属护套接地的作用–在正常运行时，金属护套中有电容电流–发生短路时，作为短路电流的通道–接地才能屏蔽电场的左右奶嘎金属护套的接地方式：–接地方式取决于电缆长度、负荷电流等因素电缆的接地方式电缆的接地方式单芯电缆的接地方式–单点互联：适用于较短的电缆–交叉互联：针对较长的电缆–连续互联：将电缆两侧将金属护套互联并接地，适用于海底电缆电缆运行规程规定，单芯电缆金属护套中感应电压不得超过50V如何确定电缆接地方式–电缆的长度、敷设方式–电缆的负荷电流大小如何确定电缆接地方式–计算电缆的感应电势–感应电势不小于50V时，选择单点互联–感应电势大于50V，交叉互联举例–35kV单芯三角形敷设，最大负荷电流400A的电缆，单点互联的距离小于2600m。电缆的接地方式交叉互联方式–对较长电缆选择交叉互联方式–用绝缘接头将金属护套分割成多个换位段–每个换位段的感应电势应小于50V–将接头右侧A相金属护套连接到左侧B相；右侧B相金属护套连接到左侧C相；右侧C相金属护套连接到左侧A相。–理想情况，合成电势为0–实际情况，与换位段长短、总换位数等有关电缆的接地方式电缆的接地方式电缆的接地方式电缆的试验技术主要是主绝缘及护套绝缘的测试技术电缆厂试验内容–局部放电–介质损耗、电容–护套绝缘直流耐压–其它试验内容根据客户要求电缆的试验技术交接试验–绝缘电阻测量–护套耐压预防性试验–绝缘电阻测量，兆欧表（2500V兆欧表与5kV兆欧表）–直流耐压（为什么选择直流耐压不做交流耐压，XLPE电缆为什么不做直流耐压）–护套绝缘电阻测量电缆的试验技术电力电缆故障类型电缆的故障可分为运行故障和预防性试验故障预防性试验是使电缆缺陷提前暴露出来的方法按照故障部位可分为线芯损伤和不同相以及相与地之间绝缘介质损失发生的故障电缆的故障类型故障类型–低阻故障：相之间或相地之间的绝缘电阻低于10kΩ–泄漏性高阻故障：相之间及相与地之间绝缘电阻远低于正常值，电缆绝缘介质已损坏并形成固定的电阻通道，一般常见单相接地、二相短路电缆的故障类型故障类型–闪络性高阻故障：在电缆预防性试验电压范围内，电缆泄漏电流值突然增大，并超过被测电缆所要求的范围值，当电压下降时，绝缘又恢复。–开路故障：电缆绝缘正常，但不能正常送电，电缆线芯似断非断。这种情况很少见。电缆的故障类型电缆故障测试技术故障性质的判断–用兆欧表测量每相对地绝缘电阻–如果绝缘电阻为零，可用完用表或者电桥进行测量电桥法–利用回路电桥平衡对电缆故障点进行定位–电容电桥法–电阻电桥法电缆故障测试技术脉冲测试法–分析注入波与回波，确定故障点利用电桥与脉冲法，无法测试高阻故障与闪络故障闪络法–冲闪法，利用高压脉冲电压使电缆故障点击穿，通过分析故障点的脉冲电流波形，确定故障点位置–直闪法，与冲闪法类似电缆故障测试技术电缆在线检测技术主要针对XLPE电力电缆电缆的在线检测方法来源于对电缆的老化研究电缆绝缘的老化–电树枝–水树枝电缆在线检测技术电缆在线检测方法–直流分量法–直流叠加法（主绝缘，外护套）–介质损耗法–局部放电法直流分量法–原理是利用了绝缘中水树枝的“整流作用”而产生直流分量电缆在线检测技术直流分量法–现场中电缆铜屏蔽层常常接地–为了测量直流分量，得把铜屏蔽层与接地断开，而把直流分量检测装置串连在铜屏蔽层与大地之间。–在电缆的一端铜屏蔽层的接地线装有一个开关，不测量时开关闭合，测量是开关打开。电缆在线检测技术直流分量法–问题是：直流成份十分微弱，可能在1nA数量级，检测时易受干扰直流叠加法–由于直流成分法检测时的直流电流很小，采用一种具有等效性的方法，在电缆绝缘上叠加一定的直流电压（15～50V）–检测通过电缆绝缘层上通过的直流电流信号，从而计算出绝缘电阻电缆在线检测技术电缆在线检测技术介质损耗法–电流电压夹角余弦的正切值–反映绝缘老化状况–介质损耗的大小随着水树枝老化的程度而增加，在0.1Hz~50Hz之间的损耗因素与水树枝老化的程度具有很好的相关性–典型的介损在线检测是测量两个正弦波通过零点的时间差，由频率和时间差来计算出角差，算出正切值。电缆在线检测技术电缆在线检测技术局部放电检测技术–电磁耦合法电缆在线检测技术局部放电检测技术–电容传感器法–该方法需要将电缆金属护套切一个100mm厂的环形口，将40mm款的锡箔缠于露出的电缆外半导电屏蔽层上作为耦合传感器电缆在线检测技术超高频法–优点：抗干扰能力强局部放电信号分析技术–统计参量分析–单次波形分析电缆在线检测技术电缆在线检测技术电缆在线检测技术其它新技术超导电缆交流叠加法–交流叠加法是在电缆屏蔽层上叠加一个交流电压（2倍工频+1Hz）。–在电缆绝缘上叠加交流电压时，会产生一个比较大的特征电流，此特征电流只在老化的电缆上产生，对于新电缆并不产生特征电流。其它新技术其它新技术谐波分量法–原理是根据由水树枝引起老化的XLPE电缆会在损耗电流中产生谐波分量–谐波分量能很好地表征电缆的老化程度–谐波分量是由于水树枝的非线性伏安特性二产生的–随着电缆老化程度的增加，损耗电流会越来越畸变，也就是说含有的谐波分量会越来越大–谐波分量本身就包含了更多的水树枝信息其它新技术谢谢大家