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，2022年，5月20日，18點(diǎn)0分，星期六報(bào)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，2022年，5月20日，18點(diǎn)0分，星期六一、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，2022年，5月20日，18點(diǎn)0分，星期六二、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，2022年，5月20日，18點(diǎn)0分，星期六高壓電纜基本結(jié)構(gòu)型式第5頁，共29頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)0分，星期六500kV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，2022年，5月20日，18點(diǎn)0分，星期六1、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，2022年，5月20日，18點(diǎn)0分，星期六屏蔽型或分相鉛包型三芯統(tǒng)包型第8頁，共29頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)0分，星期六3、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(jià)格低廉，敷設(shè)維護(hù)簡單。第9頁，共29頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)0分，星期六■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?！鼋宦?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，2022年，5月20日，18點(diǎn)0分，星期六三、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，2022年，5月20日，18點(diǎn)0分，星期六

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，2022年，5月20日，18點(diǎn)0分，星期六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，2022年，5月20日，18點(diǎn)0分，星期六電介質(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，2022年，5月20日，18點(diǎn)0分，星期六四、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(yàn)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，2022年，5月20日，18點(diǎn)0分，星期六高壓電纜絕緣預(yù)防性試驗(yàn)方法介紹交流（或諧振）耐壓試驗(yàn)→

XLPE直流耐壓試驗(yàn)→高壓油紙電纜局部放電試驗(yàn)→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(yàn)→各種電纜（主要是護(hù)套）高壓電纜預(yù)防性試驗(yàn)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，2022年，5月20日，18點(diǎn)0分，星期六★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(yàn)時(shí)不被擊穿，反過來，在直流試驗(yàn)時(shí)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(yàn)的原因第17頁，共29頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)0分，星期六★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(yàn)時(shí)，會加速水樹枝的發(fā)展，甚至轉(zhuǎn)變?yōu)殡姌渲?。即直流試?yàn)會導(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?yàn)過程中．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蛟诟郊缑嬉蚍e累電荷而沿界面滑閃。第18頁，共29頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)0分，星期六1、電力電纜電容大，進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)需要容量大的試驗(yàn)變壓器；2、交流耐壓試驗(yàn)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(shí)測量泄漏電流，根據(jù)泄漏電流變化或泄漏電流與試驗(yàn)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(yàn)的原因第19頁，共29頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)0分，星期六

充油電纜直流耐壓試驗(yàn)時(shí)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(yàn)時(shí)，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(shí)提高10％。這些還與電力電纜絕緣厚度、溫度及電壓作用時(shí)間有關(guān)。因此，對電力電纜進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)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，2022年，5月20日，18點(diǎn)0分，星期六高壓電纜絕緣監(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，2022年，5月20日，18點(diǎn)0分，星期六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，2022年，5月20日，18點(diǎn)0分，星期六五、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，2022年，5月20日，18點(diǎn)0分，星期六原因分析：▲

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，2022年，5月20日，18點(diǎn)0分，星期六監(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，2022年，5月20日，18點(diǎn)0分，星期六環(huán)流法第26頁，共29頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)0分，星期六溫度監(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(shí)僅根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)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，2022年，5月20日