電力電纜的試驗(yàn)與狀態(tài)分析

1、丹江口水力發(fā)電廠 電力電纜主要由導(dǎo)電線芯、絕緣層和護(hù)套組成，電力電纜主要由導(dǎo)電線芯、絕緣層和護(hù)套組成，規(guī)程規(guī)程將電將電力電纜分成以下三類，即紙絕緣電力電纜、橡塑絕緣電力電纜（聚力電纜分成以下三類，即紙絕緣電力電纜、橡塑絕緣電力電纜（聚氯乙烯絕緣電力電纜、交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜、乙丙橡皮絕緣電氯乙烯絕緣電力電纜、交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜、乙丙橡皮絕緣電力電纜）、電容式充油電纜，它們的預(yù)防性試驗(yàn)見(jiàn)表力電纜）、電容式充油電纜，它們的預(yù)防性試驗(yàn)見(jiàn)表10-1。表表10-1 10-1 電力電纜預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目電力電纜預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目電纜絕緣類型紙絕緣電纜橡塑絕緣電纜充油電纜絕緣電阻測(cè)量主絕緣/護(hù)套絕緣內(nèi)襯層絕緣

2、主絕緣直流耐壓試驗(yàn)/電纜護(hù)套直流耐壓試驗(yàn)銅屏蔽層電阻和導(dǎo)體電阻比/交叉互聯(lián)系統(tǒng)電纜油試驗(yàn)/注注 “”表示正常試驗(yàn)項(xiàng)目，“”表示不進(jìn)行該項(xiàng)目試驗(yàn)，“”表示大修后進(jìn)行，“”表示必要時(shí)進(jìn)行。一、絕緣電阻測(cè)量一、絕緣電阻測(cè)量 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。耐壓試驗(yàn)中暴露出來(lái)的絕緣缺陷。 對(duì)對(duì)1000V以下的電纜測(cè)量時(shí)用以下的電纜測(cè)量時(shí)用1000V兆歐表，對(duì)兆歐表，對(duì)1000V及以上的電纜及以上的電纜用用2500V兆歐表，對(duì)兆歐表，對(duì)6kV及以上電纜用及以上電纜用5000V兆歐表。兆歐

3、表。 橡塑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)橡塑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)安排檢修。實(shí)受潮時(shí)，應(yīng)安排檢修。 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)測(cè)量可以判斷絕緣是否已經(jīng)受潮。當(dāng)

4、電纜敷設(shè)在電有無(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。當(dāng)電纜敷設(shè)在電纜溝、隧道支架上時(shí)，其外護(hù)套的損傷點(diǎn)不在支點(diǎn)處且又未浸泡在水中或纜溝、隧道支架上時(shí)，其外護(hù)套的損傷點(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)，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要。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。 電纜終端或套管表面臟污、潮濕對(duì)絕緣電阻有較大的影響。除擦拭干電纜終端或套管表面臟污、潮濕對(duì)絕緣電阻有較大的影響。除擦拭干凈凈外，還應(yīng)加屏蔽環(huán)，將屏蔽環(huán)接到兆歐表的外，還應(yīng)加屏

5、蔽環(huán)，將屏蔽環(huán)接到兆歐表的“屏蔽屏蔽”端子上，當(dāng)電纜為三端子上，當(dāng)電纜為三芯芯電纜時(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10-1。圖圖 10-1 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）單芯電纜；（）單芯電纜；（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。的結(jié)果。 測(cè)量中若采用手動(dòng)兆歐表，則轉(zhuǎn)速不得低于額定轉(zhuǎn)速的測(cè)

6、量中若采用手動(dòng)兆歐表，則轉(zhuǎn)速不得低于額定轉(zhuǎn)速的80%，且，且當(dāng)兆歐表達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后才能接到被試設(shè)備上并記錄時(shí)間，讀取當(dāng)兆歐表達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后才能接到被試設(shè)備上并記錄時(shí)間，讀取15s和和60s的絕緣電阻值。兆歐表停止搖動(dòng)時(shí)，更應(yīng)進(jìn)行充分放電的絕緣電阻值。兆歐表停止搖動(dòng)時(shí)，更應(yīng)進(jìn)行充分放電，放電時(shí)間最少不少于，放電時(shí)間最少不少于2min。線路屏蔽接地ABC(a)(b)線路屏蔽接地 二、直流耐壓和泄漏電流試驗(yàn)二、直流耐壓和泄漏電流試驗(yàn) 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

7、量試驗(yàn)電源不現(xiàn)實(shí)，所以改為直流纜具有很大的電容，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。直流耐壓試驗(yàn)一般都采用半耐壓試驗(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35kV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。安表可接在低電位端，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（如交流試通常直流試驗(yàn)所帶

8、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)分布與其介電常數(shù)成反比流真實(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)，一是，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)度約為流電壓作用下的耐電強(qiáng)度約為400600kV/cm，比交

9、流作用下約大一，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)間一般選為般選為510min。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5min內(nèi)都能暴內(nèi)都能暴露出來(lái)，露出來(lái)，GB5015091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15min。紙絕緣。紙絕緣電力電纜、橡塑絕緣電力電纜和充油電纜的直流耐壓和泄漏電流試驗(yàn)電力電纜、橡塑絕緣電力電纜和充油電纜的直流耐壓和泄漏電流試驗(yàn)電壓標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表電壓標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表10-2。電纜額定電壓U0/U紙絕緣電力電纜橡塑絕緣電力電纜充油電纜1.8

10、/31211/3.6/617或2418/6/63025/6/104025/8.7/104737/21/3510563/26/3513078/48/66/144163或17564/110/192225或275127/220/305425或475或510190/330/（直流試驗(yàn)電壓/525或590或650290/500/715或775或840表10-2 電力電纜直流耐壓和泄漏電流試驗(yàn)電壓（kV）上列各表中的U為電纜額定線電壓；U0為電纜線芯對(duì)地或?qū)饘倨帘螌娱g的額定電壓。 2、泄漏電流測(cè)量技術(shù)、泄漏電流測(cè)量技術(shù) 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)絕緣良好的電纜泄漏電流很

11、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)，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)，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。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。 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(pán)電纜可以采用如圖表、引線及電纜兩頭，應(yīng)該嚴(yán)格地屏蔽，對(duì)于整盤(pán)電纜可以采用如圖10-2所示屏蔽接線方式。這里微安表采用金屬屏蔽罩屏蔽，微安表到所示屏蔽接線方式。這里微

12、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帽和屏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。絕緣。圖 10-2 測(cè)量直流泄漏電流時(shí)的屏蔽方法1微安表屏蔽罩；2屏蔽線；3端頭屏蔽帽；4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不可行的。有的運(yùn)行單位采用借用三相

13、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，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。壓，因此采用這種方法的等效性值得研究。 一般一般 現(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10-3所示，即在非高壓所示，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端測(cè)得的泄漏電流包含電纜絕緣的泄漏電流泄漏電流、表面泄漏電流表面泄漏電流和和雜散

14、電流三雜散電流三部分部分，而另一端測(cè)量的是，而另一端測(cè)量的是表面泄漏電流表面泄漏電流和和雜散電流兩部分雜散電流兩部分，從而電纜的泄，從而電纜的泄漏電流為兩者的漏電流為兩者的差差。I1A1I2A2直 流 高 壓圖10-3 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)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。場(chǎng)分布，減小電暈的影響。3、關(guān)于交聯(lián)聚乙烯電纜直流耐壓試驗(yàn)的討論、關(guān)于交聯(lián)聚乙烯

15、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：點(diǎn)有：（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，）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。穿的可能。（2）交聯(lián)聚乙烯電纜在運(yùn)行中，在主絕緣交

16、聯(lián)聚乙烯中逐步形成水樹(shù)枝）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(shù)枝、電樹(shù)枝，這種樹(shù)枝化老化過(guò)程，伴隨著整流效應(yīng)。由于有整流效應(yīng)的存在電樹(shù)枝，這種樹(shù)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(shù)枝或電樹(shù)枝端頭積聚的電荷難以消，致使在直流耐壓試驗(yàn)過(guò)程中，在水樹(shù)枝或電樹(shù)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(shù)枝化的過(guò)程。散，并在電纜運(yùn)行過(guò)程中加劇樹(shù)枝化的過(guò)程。（3）由于）由于XLPE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，它引起電纜中原有的電場(chǎng)發(fā)生畸變，因而更易被擊穿。，它

17、引起電纜中原有的電場(chǎng)發(fā)生畸變，因而更易被擊穿。（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）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。運(yùn)行后，在正常工作電壓作用下也會(huì)發(fā)生絕緣故障。三、其它試驗(yàn)方法三、其它試驗(yàn)方法(基于電力電纜的吸收過(guò)程基于電力電纜的吸收過(guò)程,研究電纜的劣化、老化研究電纜的劣化、老化) 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)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)的的停電試驗(yàn)方法，如殘余電壓法、反向吸收電流法、電位衰減法等，這些停電試驗(yàn)方法，如殘余電壓法、

18、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.1、殘余電壓法測(cè)量（、殘余電壓法測(cè)量（電纜劣化越嚴(yán)重殘余電壓越高電纜劣化越嚴(yán)重殘余電壓越高）原理如圖原理如圖10-4所示。測(cè)量時(shí)將開(kāi)關(guān)所示。測(cè)量時(shí)將開(kāi)關(guān)K2打開(kāi)，打開(kāi)，K3打到接打到接地側(cè)，開(kāi)關(guān)地側(cè)，開(kāi)關(guān)K1合向試驗(yàn)電源，使被試電纜充上直流電壓。一般可按每毫合向試驗(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米絕緣厚度上的電壓為1kV來(lái)施加電壓。約經(jīng)來(lái)施加電壓。約經(jīng)10min充電后，將充電后，將K1及及K2先先后打到接地側(cè)，經(jīng)

19、約后打到接地側(cè)，經(jīng)約10s后打開(kāi)后打開(kāi)K1、K2，將開(kāi)關(guān)，將開(kāi)關(guān)K3合向試驗(yàn)電源，以測(cè)合向試驗(yàn)電源，以測(cè)量電纜絕緣上的殘余電壓，對(duì)量電纜絕緣上的殘余電壓，對(duì)XLPE電纜測(cè)得的殘余電壓與其電纜測(cè)得的殘余電壓與其tan值的相值的相關(guān)關(guān)性較好。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。同，電纜劣化越嚴(yán)重殘余電壓越高。試 品K3K2K1V圖10-4 殘余電壓法測(cè)量原理2、反向吸收電流法（、反向吸收電流法（吸收電荷與電纜交流擊穿電壓吸收電荷與電纜交流擊穿電壓U 相關(guān)，以此監(jiān)測(cè)某電纜整體劣化）相關(guān)，以

20、此監(jiān)測(cè)某電纜整體劣化） 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10-5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)K2閉合，閉合，K1打到電源側(cè)，讓電纜加上打到電源側(cè)，讓電纜加上1kV直流電壓直流電壓10min，然后將，然后將K1打到接地側(cè)打到接地側(cè)讓電纜放電；讓電纜放電；3 min后打開(kāi)后打開(kāi)K2，由電流表測(cè)量反向吸收電流。而，由電流表測(cè)量反向吸收電流。而“吸收吸收電電荷荷”Q在這里定義為在這里定義為3min到到33min，30min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10-5 反向吸收電流法測(cè)量原理反向吸收電流法測(cè)量原理 圖圖10-6給出了運(yùn)行中因老化而退下的給出了運(yùn)

21、行中因老化而退下的6.6kV XLPE電纜的吸收電荷、電纜的吸收電荷、絕緣電阻及絕緣電阻及tan與該電纜交流擊穿電壓與該電纜交流擊穿電壓U的關(guān)系，可見(jiàn)其的關(guān)系，可見(jiàn)其Q-U的相關(guān)性比的相關(guān)性比tan-U還要好，而絕緣電阻與還要好，而絕緣電阻與U的相關(guān)性最差。由此可見(jiàn)當(dāng)監(jiān)測(cè)某電纜整的相關(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)量體劣化時(shí)，以測(cè)量Q及及tan為宜。因兩者均取決于絕緣的整體特性，而測(cè)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。殘余電荷時(shí)外界干擾也較小，測(cè)量比較準(zhǔn)確。試 樣1 0 0 0 VK 1K 2A102030405060102030405

22、010810910101011101210130交 流 擊 穿 電 壓 (kV)絕緣電阻(歐姆)tg坐標(biāo)10圖10-6 吸收電荷、絕緣電阻、tan和交流擊穿電壓相關(guān)性 電位衰減法（電纜絕緣品質(zhì)下降，則放電電壓下降速度很快） 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10-7所示。試驗(yàn)時(shí)先對(duì)電纜絕緣充電，再打開(kāi)開(kāi)關(guān)K1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，則放電電壓下降速度很快，如圖10-8所示的曲線。(在不使用的情況下，逐漸失去電量的現(xiàn)象叫自放電 )試樣VK1電壓充電電壓絕緣優(yōu)良判斷電壓絕緣不良時(shí)間

23、圖10-7 自放電法測(cè)量原理 圖10-8 自放電電壓的下降曲線目前預(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)，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)，表流耐壓試驗(yàn)，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)，表10-3給出了現(xiàn)在較常見(jiàn)的試驗(yàn)方法的給出了現(xiàn)在較常見(jiàn)的試驗(yàn)方法的對(duì)比。對(duì)比。表表10-3 10-3 常見(jiàn)電纜老化檢測(cè)方法比較常見(jiàn)電纜老化檢測(cè)方法比較方法試驗(yàn)電源檢測(cè)效果存在的問(wèn)題絕緣電阻測(cè)量低壓直流可測(cè)量絕緣電阻、終端受潮終端表面泄漏的影響直流耐壓試驗(yàn)高壓直流可測(cè)出施工缺陷及絕緣劣化可能引起交聯(lián)聚乙烯絕緣損傷直流泄漏測(cè)量高壓直流可測(cè)出吸潮、樹(shù)枝劣化電暈

24、、電源波動(dòng)的影響局部放電測(cè)量交流工頻可檢測(cè)內(nèi)部氣隙、外傷要消除干擾、提高靈敏度超低頻、三角波專用電源設(shè)計(jì)、制造tan?測(cè)量交流工頻對(duì)檢測(cè)受潮、水樹(shù)枝有效需要大容量電源超低頻高壓要消除干擾反向吸收電流高壓直流對(duì)檢測(cè)水樹(shù)枝等有效要消除局部電流或終端臟污殘余電壓法高壓直流對(duì)檢測(cè)水樹(shù)枝等有效要消除表面泄漏 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)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)聚乙烯電纜于交聯(lián)聚乙烯電纜(XLPE)普遍認(rèn)為不適合進(jìn)行高壓直流試驗(yàn)，所以針對(duì)交普遍認(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)展了多種在線檢測(cè)方法。聯(lián)聚乙烯

25、電纜發(fā)展了多種在線檢測(cè)方法。一、直流分量法一、直流分量法 由于交聯(lián)聚乙烯電纜中存在著樹(shù)枝化（水樹(shù)枝、電樹(shù)枝）絕緣缺陷，它們由于交聯(lián)聚乙烯電纜中存在著樹(shù)枝化（水樹(shù)枝、電樹(shù)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)間交流在交流正、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(shù)枝的前端積聚了大量的負(fù)電荷，樹(shù)枝前端所工作電壓的反復(fù)作用下，水樹(shù)枝的前端積聚了大量的負(fù)電荷，樹(shù)枝前端所積聚的負(fù)電荷逐漸向?qū)Ψ狡疲@種現(xiàn)象稱為整流效應(yīng)。由于積聚的負(fù)電荷逐漸向?qū)Ψ狡?，這種現(xiàn)象稱為整流效應(yīng)。由于“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

26、流便含有微弱的直流成分，檢測(cè)出這的作用，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)出這種直流成分即可進(jìn)行劣化診斷。用圖種直流成分即可進(jìn)行劣化診斷。用圖10-9所示的測(cè)量回路可在交聯(lián)聚乙烯所示的測(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。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。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 線圖10-9 直流分量在線監(jiān)測(cè)回路電樹(shù)枝:主要是由于絕緣內(nèi)部放電產(chǎn)生的細(xì)微開(kāi)裂，形成細(xì)小的通道，其通道內(nèi)空，管壁上有放電產(chǎn)生的碳粒痕跡。分枝少而清晰，呈冬天

27、的樹(shù)枝狀。 樹(shù)枝:主要是由于水分浸入交聯(lián)聚乙烯絕緣，在電場(chǎng)作用下形成樹(shù)枝狀物.誘發(fā)水樹(shù)枝的外施電壓比誘發(fā)電樹(shù)枝的電壓低得多 . 研究表明，水樹(shù)枝發(fā)展得愈長(zhǎng)，直流分量也就愈大，而且研究表明，水樹(shù)枝發(fā)展得愈長(zhǎng)，直流分量也就愈大，而且XLPE電纜的直流分量電流電纜的直流分量電流Idc與其直流泄漏電流及交流擊穿電壓間往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，如圖往具有較好的相關(guān)性，如圖10-10、圖、圖10-11。在線檢測(cè)出。在線檢測(cè)出Idc增增大時(shí)，常常說(shuō)明水樹(shù)枝的發(fā)展、泄漏電流的增大，這樣的絕緣劣大時(shí)，常常說(shuō)明水樹(shù)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。

28、化過(guò)程會(huì)導(dǎo)致交流擊穿電壓的下降。直流泄漏電流I(nA)直 流 成 分 Idc(nA)10-1100101102103104100101102103104圖10-10 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，這些干擾主要平自被測(cè)電纜的屏蔽就會(huì)引起很大誤差。研究表明，這些干擾主要平自被測(cè)電纜的屏蔽層與大地之間的雜散電流，因雜散電流及真實(shí)的由水樹(shù)枝引起的電層與大地之間的雜散電流，因雜散電流及真實(shí)的由水樹(shù)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

29、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。10直流泄漏電流I(nA)直 流 成 分 Idc(nA)20030405060701010101010-10123(35kV)(17kV)(10.35kV)圖10-11 交流擊穿電壓與直流分量的相關(guān)性二、直流疊加法二、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（通常為壓直流電源（通常為50V），使該直流電壓與施加在電纜絕緣上），使該直流電壓與施加在

30、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)量原理如圖電流或其絕緣電阻，其測(cè)量原理如圖10-12所示。所示。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)圖10-12 直流疊加法測(cè)量原理圖三、電纜絕緣三、電纜絕緣tan（PT加壓，檢測(cè)電纜外殼接地線上的電流加壓，檢測(cè)電纜外殼接地線上的電流 ） 對(duì)電纜絕緣層對(duì)電纜絕緣層tan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)tan方方法法很相似。對(duì)多路電纜進(jìn)行很相似。對(duì)多路電纜進(jìn)行

31、tan巡回檢測(cè)時(shí)，仍常由電壓互感器處獲取電源巡回檢測(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，其原理框圖如圖電壓的相位來(lái)進(jìn)行比較，其原理框圖如圖10-13所示。所示。 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CPU警報(bào)接點(diǎn)RS232-CLCDRAM鍵盤(pán)圖10-13 多路巡回檢測(cè)tan測(cè)量原理 通常認(rèn)為，發(fā)現(xiàn)集中性的缺陷采用直流分量法較好，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an值往往反映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t

32、an值的顯著變化。由圖值的顯著變化。由圖10-14可見(jiàn)，電纜絕緣中水樹(shù)枝的增長(zhǎng)會(huì)引起可見(jiàn)，電纜絕緣中水樹(shù)枝的增長(zhǎng)會(huì)引起tan值的值的增大，但分散性較大。同樣，在線測(cè)出增大，但分散性較大。同樣，在線測(cè)出tan值的上升可反映絕緣受潮、劣化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，其間的關(guān)系如圖等缺陷，交流擊穿電壓會(huì)降低，其間的關(guān)系如圖10-15的實(shí)例所示，同樣具的實(shí)例所示，同樣具有一定的分散性。有一定的分散性。圖10-14 水樹(shù)枝長(zhǎng)度與電纜tan的關(guān)系 圖10-15 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(shù)枝發(fā)生的電纜進(jìn)行加速

33、老化試驗(yàn)，得出水樹(shù)枝發(fā)生的個(gè)數(shù)以及最長(zhǎng)的水樹(shù)枝長(zhǎng)度與電纜個(gè)數(shù)以及最長(zhǎng)的水樹(shù)枝長(zhǎng)度與電纜tan測(cè)量值的關(guān)系，如圖測(cè)量值的關(guān)系，如圖10-16及圖及圖10-17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(shù)枝所示，它們的趨勢(shì)是明確的，但分散性很大。如將最長(zhǎng)的水樹(shù)枝長(zhǎng)度與每單位長(zhǎng)度電纜中的樹(shù)枝數(shù)的乘積作為橫坐標(biāo)，則相關(guān)性增強(qiáng)，長(zhǎng)度與每單位長(zhǎng)度電纜中的樹(shù)枝數(shù)的乘積作為橫坐標(biāo)，則相關(guān)性增強(qiáng)，說(shuō)明測(cè)得的說(shuō)明測(cè)得的tan值取決于整體損耗的變化。值取決于整體損耗的變化。1 0- 2水 樹(shù) 枝 樹(shù) ( 個(gè) )tan(%)11 01 021 031 0- 1最 大 長(zhǎng) 度 ( m m )tan(%)圖10

34、-16 樹(shù)枝數(shù)對(duì)tan影響圖 10-17 最大樹(shù)枝長(zhǎng)度與tan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局部放電檢測(cè)儀、接地線脈沖電流法、電磁耦合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)電纜及其附件進(jìn)行檢測(cè)，但由于電纜長(zhǎng)、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)外界干擾的影響十分嚴(yán)重，在現(xiàn)場(chǎng)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)有效分辨率一般為進(jìn)行檢測(cè)時(shí)

35、有效分辨率一般為1001000pC。 由于交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣電阻很小，在線檢測(cè)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，易受影響，而而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、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)。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考

36、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)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)由于分出來(lái)。同時(shí)由于tan=1/CR，頻率下降，等值，頻率下降，等值tan增大，也易于現(xiàn)增大，也易于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。場(chǎng)測(cè)量。 表表10-4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。檢測(cè)方法的比較，可以選擇比較有效的方法。表

37、表10-4 電纜絕緣在線檢測(cè)方法的比較電纜絕緣在線檢測(cè)方法的比較圖10-18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。方法特征在線檢測(cè)特點(diǎn)使用情況直流疊加法測(cè)得反映劣化的絕對(duì)量,可能監(jiān)測(cè)局部損壞常在中性點(diǎn)PT處疊加以低壓直流,宜用于在線檢測(cè)應(yīng)用較廣泛局部放電法能檢測(cè)出缺陷處發(fā)生的局部放電理論上可在線檢測(cè),關(guān)鍵是消除干擾在線檢測(cè)困難較大法在運(yùn)行電壓下能檢測(cè)劣化在線檢測(cè)儀需要特殊設(shè)計(jì)應(yīng)用較多直流分量法直流分量有可能反映劣化的絕對(duì)量因電流小更要排除雜散電流的影響已開(kāi)始應(yīng)用分 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

38、 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 纜圖10-18 直流疊加法、直流分量法和tan測(cè)量的聯(lián)合裝置 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，特別是交聯(lián)聚乙烯電纜近年來(lái)已運(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

39、近年來(lái)已經(jīng)成為中高壓輸電系統(tǒng)中的主要品種。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)有漏油和引起火災(zāi)的危險(xiǎn)，因此受到用戶廣泛度落差的限制，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。歡迎。 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（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)層絕緣所用的材料及制

40、造工藝）、運(yùn)行條件合適（包包括纜芯絕緣、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），而且不受外力等因素的破壞，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，制造、敷設(shè)良好的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，制造、敷設(shè)良好的電纜，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。由于電纜材料本身和電纜制造、敷設(shè)工程中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

41、陷，受運(yùn)行中的電、熱、化學(xué)、環(huán)境等因子的影響，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)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。表程及形態(tài)也不同。表10-5給出了交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣老化的原因和表現(xiàn)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(shù)枝化老化是交聯(lián)聚乙烯電纜所特有的。所謂水樹(shù)枝和電樹(shù)形態(tài)，其中樹(shù)枝化老化是交聯(lián)聚乙烯電纜所特有的。所謂水樹(shù)枝和電樹(shù)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(shù)枝狀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(shù)

42、枝狀生長(zhǎng)，最終導(dǎo)致絕緣擊穿；所謂化學(xué)樹(shù)枝是指絕緣層中的硫化物與銅導(dǎo)生長(zhǎng)，最終導(dǎo)致絕緣擊穿；所謂化學(xué)樹(shù)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(shù)枝狀生長(zhǎng)。呈樹(shù)枝狀生長(zhǎng)。表表10-5 10-5 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)老化原因老化形態(tài)老化原因老化形態(tài)電效應(yīng)運(yùn)行電壓、過(guò)電壓、過(guò)負(fù)荷、直流負(fù)荷局部放電老化電樹(shù)枝老化水樹(shù)枝老化化學(xué)效應(yīng)化學(xué)腐蝕、油浸泡化學(xué)腐蝕化學(xué)樹(shù)枝機(jī)械效應(yīng)機(jī)械沖擊、擠壓外傷機(jī)械損傷、變形電-機(jī)械復(fù)合老化熱效應(yīng)溫度異常、冷熱循環(huán)

43、熱老化熱-機(jī)械老化生物效應(yīng)動(dòng)物啃咬微生物腐蝕成孔、短路 像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，而像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)量兆歐表測(cè)量時(shí)為時(shí)為0.5M。 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)讀取取1min及及5min的泄漏電流值，耐壓的泄漏電流值，耐壓5min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1min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

44、1（極化比定義為（極化比定義為1min/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)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)。準(zhǔn)參照制造廠的相關(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：經(jīng)出現(xiàn)明顯缺陷： （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）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。受潮。 （2）泄漏電流不應(yīng)

45、隨試驗(yàn)電壓升高而急劇上升。如果發(fā)現(xiàn)泄漏電流）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)致?lián)舸?。，電壓進(jìn)一步升高，則很可能導(dǎo)致?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)）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。明電纜有局部孔隙性缺陷。 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)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?yè)?jù)，表10-6給出了日本

46、目前通用的直流疊加法絕緣電阻的判斷標(biāo)準(zhǔn)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)。表表10-6 10-6 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)測(cè)定對(duì)象測(cè)量數(shù)據(jù)（M）評(píng)價(jià)處理建議電纜主絕緣電阻10001001000良好繼續(xù)使用1001000輕度注意繼續(xù)使用10100中度注意密切關(guān)注下使用10高度注意更換電纜電纜護(hù)套絕緣電阻1000良好繼續(xù)使用1000不良繼續(xù)使用、局部修補(bǔ) 用測(cè)電纜絕緣用測(cè)電纜絕緣tan方法時(shí)，從在線檢測(cè)方法時(shí)，從在線檢測(cè)tan值可估計(jì)整體絕緣的狀值可估計(jì)整體絕緣的狀況況，目前給出了在線監(jiān)測(cè)，目前給出了在線監(jiān)測(cè)tan的參考標(biāo)準(zhǔn)，如表的參考

47、標(biāo)準(zhǔn)，如表10-7所示。所示。表表10-7 10-7 在線檢測(cè)在線檢測(cè)tantan的參考標(biāo)準(zhǔn)的參考標(biāo)準(zhǔn)參考標(biāo)準(zhǔn)0.2%0.2%5%5%狀態(tài)分析絕緣良好有水樹(shù)枝形成水樹(shù)枝明顯增多 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。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)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。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故

48、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。泄較大，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)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)，泄漏電流突然增大的故障。壓

49、升高到一定值時(shí)，泄漏電流突然增大的故障。 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：電纜脫離供電系統(tǒng)，并按下列步驟測(cè)量： （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）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；表或雙臂電橋進(jìn)行測(cè)量，以判斷是高阻還是低阻接地； （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）將另一端三相短路，測(cè)量其線芯直流電阻，

50、以判斷是否有開(kāi)路故。）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。1、電纜故障探測(cè)技術(shù)、電纜故障探測(cè)技術(shù) 早期的電纜故障探測(cè)方法有電橋法、脈沖法、駐波法等，這些方法早期的電纜故障探測(cè)方法有電橋法、脈沖法、駐波法等，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。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。 低壓脈沖法可測(cè)量電纜中出現(xiàn)的開(kāi)路故障、相間或相對(duì)地低阻故障低壓脈沖法可測(cè)量電纜中出現(xiàn)的開(kāi)路故障、相間或相對(duì)地低阻故障；高壓閃絡(luò)法可用于

51、探測(cè)高阻故障。；高壓閃絡(luò)法可用于探測(cè)高阻故障。 低壓脈沖法測(cè)量原理是依據(jù)均勻傳輸線中波傳輸與反射的原理。將低壓脈沖法測(cè)量原理是依據(jù)均勻傳輸線中波傳輸與反射的原理。將被測(cè)電纜看作是一均勻傳輸線，它每一點(diǎn)的特性阻抗是相等的，當(dāng)從電纜被測(cè)電纜看作是一均勻傳輸線，它每一點(diǎn)的特性阻抗是相等的，當(dāng)從電纜一端發(fā)射一低壓脈沖波時(shí)，由于故障點(diǎn)的阻抗發(fā)生了變化，電磁波傳播到一端發(fā)射一低壓脈沖波時(shí)，由于故障點(diǎn)的阻抗發(fā)生了變化，電磁波傳播到該點(diǎn)處就發(fā)生折反射現(xiàn)象，反射電壓該點(diǎn)處就發(fā)生折反射現(xiàn)象，反射電壓Ue與入射電壓與入射電壓Ui滿足關(guān)系式滿足關(guān)系式 其中：其中：Zc為電纜的特性阻抗，為電纜的特性阻抗，Z為電纜故障點(diǎn)的等效波阻抗。對(duì)于為電纜故