通過一般電氣性能檢測LXPE電力電纜的方法

點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本四、耐壓試驗三、損耗因數tanδ五、局部放電一、絕緣電阻一般電氣性能試驗二、泄漏電流電力電纜檢測和診斷方法點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本一、絕緣電阻在線測量原理

對于電纜絕緣電阻的測試，屬于非破壞性的測試，測試電壓相對比較低(我們采用低壓48V)，不會引起局部放電和電暈效應。另外，對于電纜材料而言，大多數采用夾層絕緣，絕緣結構很不均勻，松馳極化過程明顯，吸收電流衰減緩慢，其容性負載分量較大，故通常將電纜的等效電路表示為一個電阻和和一個電容的并聯，即下圖中的Rx

和Cx。目前廣泛采用電壓電流法測量絕緣電阻，原理如圖1所示。如果不考慮分布電容Cx的影響，由圖1可知

式中————取樣電阻

————限流電阻————電源內阻

點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本當Us為近似理想電壓源，即Ri

約等于0，可以忽略，R0與R∞為固定電阻，則絕緣電阻Rx與電壓U0

為單值函數關系，測出U0

的大小即可得到Rx的阻值。但是由于電容Cx

的影響，電纜的松馳極化過程明顯，吸收電流衰減緩慢，只有在充電和極化過程完成之后，電容充電電流和吸收電流分量為零，即過渡過程結束時，這時才能測量出僅由泄漏電流分量所決定的真實絕緣電阻值Rx。由圖1可知，過渡過程時間常數τ與電容Cx及測量回路總電阻：RS=R0+R∞+Ri

有關，其大小如下式：當電纜線路較長時，Cx比較大，可達到μF級，如果測量回路電阻RS

也較大，則充電時間將很長，這不利于實時測量。另外，針對電纜絕緣電阻的在線測量，即對有源電纜進行絕緣測量時，應將電纜本身的有源信號對測量回路造成的影響盡可能減小。二、泄露電流

電纜交流泄漏電流由容性電流和阻性電流組成，在正常運行情況下，XLPE電力電纜流過的主要是容性電流，阻性電流僅占較小的一部分，其兩者之比一般在4--10倍之間，兩者的相角差為90度，因而阻性電流的變化對泄漏電流有效值的影響較小。但是，在有絕緣缺陷的情況下，阻性電流的變化很大，容性電流與正常情況下相比變化很小，阻性電流的變化對泄漏電流的變化影響很大，阻性電流的大小能準確地反映電纜絕緣劣化的情況。為了有效地測量阻性電流，以電容電流補償法為例進行說明。

電容電流補償法的基本原理電容電流補償法是將施加在電纜兩端的與阻性電流同相位的電壓信號u進行微分，得到一個與泄漏電流的容性電流Ic波形相同的補償信號，將泄漏電流信號i經由電流傳感器、放大器環(huán)節(jié)后，再與補償電流信號分別送到差動放大器的同相和反相輸入端，使泄漏電流中的Ic被抵消掉。補償的過程就是將與容性電流波形相同的補償信號，經增益可調放大器自動反饋控制，得到與電纜的容性電流幅值相等的補償電流信號的過程，經容性電流全補償即全抵消處理就可得到阻性電流Ir，原理框圖如圖下圖所示。

電流測試儀的原理接線圖如下圖所示，差動放大器DFA的兩個輸入端分別輸入將總泄漏電流i信號經過i/u轉換后的電壓信號u和容性電流補償信號Aus,A是放大器的增益。取樣電壓信號ucs經過微分電路DF，得到與容性電流波形相同的信號ucs1，再經自動增益電路GCA放大得Aucs1，即:A(du/dt),依靠自動調節(jié)電路達到

的平衡條件時，即可得到阻性電流。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本三、損耗因數tanδ在線測量過零鑒相法

這種方法主要原理是：在一定的頻率下，正弦函數的電壓和電流，在幅值過零之后的時間是與相位一一對應的。對電流和電壓波形進行取樣，通過比較施加于介質上的電壓U和電流I波形過零時刻t1和t2，從而得到時間差Δt=t1-t2，然后根據波形頻率將此時間差轉換為相角差，求得兩者之間的相位差?=（2π*Δt）／T（T為工頻周期），從而求得介損角δ=π/2-?。此種方法的最大問題是對過零點測量要求極高，故波形畸變對測量精度影響極大。另外對過零檢測器的穩(wěn)定性有很高的要求，容易受外界環(huán)境的干擾，從而限制了此種方法的應用。點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本四、耐壓試驗

耐壓試驗法是判斷絕緣性最直接的方式，它屬于破壞性試驗。迄今，鑒于工程實踐中對高壓XLPE電纜絕緣老化檢測有效性方法極為有限，因而可能仍需依賴耐壓試驗做出判斷。耐壓試驗不僅有較高準確性，還需顧及在施加電壓下對絕緣性能危害的評估。由于長電纜的電容量很大，用工頻交流做耐壓試驗，需要大容量高壓試驗變壓器，在現場做試驗是不現實的。過去都是用直流高壓來替代交流，近年來發(fā)現直流高場強對XLPE絕緣會帶來嚴重損害，現已基本不用?，F在常用的一些耐壓試驗有：振蕩電壓試驗、諧振耐壓試驗、變頻串聯諧振耐壓試驗等。人們正在試用某種超低頻高壓，0.1Hz來做耐壓試驗，但它與工頻高壓的等效性，還有待進一步研究和積累經驗。五、局部放電測量XLPE電纜中的局部放電造成的危害，要比油紙電纜的嚴重得多。XLPE電纜允許的放電量很?。ǔ鰪S時要求小于10pC），同時長電纜的電容很大，測量局部放電的靈敏度又低，再加上現場干擾大，在現場測量電纜的局部放電是很困難的，目前只能測到比較嚴重的放電。對于允許的放電量尚無標準規(guī)定，一般認為放電量為上百pC，或雖只有幾十pC的放電量但還在不斷增長的，都應做為異常處理。差分法

差分法的基本原理就是將兩塊金屬箔通過耦合劑分別貼在XLPE電纜中間接頭兩側的金屬屏蔽筒上，通過這些電極進行局部放電信號的采集。差分法局部放電在線檢測如圖1所示。圖中C3與C4為金屬箔與金屬屏蔽之間的等效電容，C3與C4基本認為是相等的。C1、C2為兩段電纜絕緣的等效電容（其電容值基本認為相等）。檢測阻抗為Zd。差分法檢測電纜局部放電不必加入專門的高壓源和耦合電容，也無需改變電纜的連接方式。

采用差分法檢測電纜局部放電，當絕緣連接盒一側的電纜發(fā)生局部放電時，另一側的電纜可以充當耦合電容，將局部放電脈沖耦合至高阻抗Zd上，耦合的信號經放大后輸入示波器、頻譜分析儀等儀器進行分析處理。在差分法檢測過程中，信號采集、檢測的頻率范圍約為3-12MHz。若頻率高于12M