高壓電纜絕緣檢測方法.

1、College of Electrical & Electronic Engineering電氣與電子工程學(xué)院電氣與電子工程學(xué)院 高壓電纜絕緣檢測方法介紹高壓電纜絕緣檢測方法介紹 陳俊武陳俊武13707108251報(bào)告內(nèi)容報(bào)告內(nèi)容一、電纜在電力系統(tǒng)中的作用與地位一、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)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)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四、高壓電纜絕緣常用檢測方法及選 擇原則擇原則五、高壓電纜護(hù)套絕緣檢測的必要性五、高壓電纜護(hù)套絕緣檢測的必要性 及檢測方法

2、及檢測方法一、電纜在電力系統(tǒng)中的作用與地位一、電纜在電力系統(tǒng)中的作用與地位110kV及以上：輸電系統(tǒng)及以上：輸電系統(tǒng)35kV及以下：配電系統(tǒng)及以下：配電系統(tǒng)1.架空線路架空線路裸線（鋼芯裸線（鋼芯鋁絞線），鐵塔，避雷線，鋁絞線），鐵塔，避雷線，接地，絕緣子接地，絕緣子 。2.電纜線路電纜線路導(dǎo)體，絕緣導(dǎo)體，絕緣層，保護(hù)覆蓋層；受氣候影層，保護(hù)覆蓋層；受氣候影響小，安全耐用響小，安全耐用 。二、高壓電纜的種類及其特點(diǎn)二、高壓電纜的種類及其特點(diǎn)高壓電纜基本結(jié)構(gòu)型式高壓電纜基本結(jié)構(gòu)型式500kV電纜電纜典型典型結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu) 充油管道充油管道 (ID = 25mm) 內(nèi)內(nèi)導(dǎo)導(dǎo)體體層層 絕緣層絕緣層 電纜紙

3、電纜紙 / PPLP / 電纜紙電纜紙 鉛鉛合金防合金防護(hù)護(hù)套套層層 銅銅制回路外制回路外導(dǎo)導(dǎo)體體層層 防腐保防腐保護(hù)層護(hù)層 鋼絲鎧鋼絲鎧裝裝 (8mm) 聚乙聚乙烯烯（ （PE）套）套層層 1、按結(jié)構(gòu)特征、按結(jié)構(gòu)特征（1） 統(tǒng)包型（統(tǒng)包型（10kV及以下）。及以下）。（2） 分相型：分相屏蔽（分相型：分相屏蔽（1035kV）。）。（3） 扁平型：一般用于較長的水下和海底電纜。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。自容型：護(hù)套內(nèi)部有壓力的電纜。2、按敷設(shè)環(huán)境、按敷設(shè)環(huán)境（1）直埋式）直埋式 （2）構(gòu)架式）構(gòu)架式 （3）水下敷設(shè)）水下敷設(shè)高壓電纜分類及特點(diǎn)高

4、壓電纜分類及特點(diǎn)屏蔽型或分相鉛包型屏蔽型或分相鉛包型三芯統(tǒng)包型三芯統(tǒng)包型3 3、按絕緣材料性質(zhì)分、按絕緣材料性質(zhì)分（1 1）油紙絕緣電纜粘性浸漬紙絕緣電纜，）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，不滴流浸漬紙絕緣電纜，PPLPPPLP電纜電纜（2 2）塑料絕緣電纜）塑料絕緣電纜聚氯乙烯絕緣電纜：聚氯乙烯絕緣電纜：工藝性能好，化學(xué)穩(wěn)定工藝性能好，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。設(shè)維護(hù)簡單。聚乙烯絕緣電纜：聚乙烯絕緣電纜：有良好的介電性能；絕緣有良好的介電性能；絕緣電阻髙；工藝性能好，易于加工，耐濕性好，電阻髙；工

5、藝性能好，易于加工，耐濕性好，比重小比重小 。抗電暈及耐熱性能較差，受熱易變形?？闺姇灱澳蜔嵝阅茌^差，受熱易變形或開裂?；蜷_裂。交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜：交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜：電氣性能好，擊穿場電氣性能好，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)。髙落差與垂直敷設(shè)。（3 3）橡膠絕緣電纜）橡膠絕緣電纜三、高壓電纜絕緣故障及其產(chǎn)生的原因三、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)套絕緣電纜絕緣分為主絕緣和護(hù)套絕緣主絕緣主絕緣油紙絕緣油紙絕緣交聯(lián)聚乙烯絕

6、緣交聯(lián)聚乙烯絕緣護(hù)套絕緣護(hù)套絕緣 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）油紙油紙絕緣絕緣Tree-like樹枝狀樹枝狀Bush-like灌木叢狀灌木叢狀chestnut-like栗子狀栗子狀樹枝老化的一般形狀交聯(lián)聚乙烯絕緣交聯(lián)聚乙烯絕緣電介質(zhì)中的樹枝老化 交聯(lián)聚交聯(lián)聚乙烯絕緣乙烯絕緣影響因素：影響因素：1、機(jī)械損傷裂紋、機(jī)械損傷裂紋2、水分水樹枝、水分水樹枝四、高壓電纜絕緣常用檢測方法四、高壓電纜絕緣常用檢測方法 及選擇原則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預(yù)防性試驗(yàn)方法介紹高壓電纜絕緣

7、監(jiān)測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高壓電纜故障定位方法介紹高壓電纜絕緣預(yù)防性試驗(yàn)方法介紹高壓電纜絕緣預(yù)防性試驗(yàn)方法介紹交流（或諧振）耐壓試驗(yàn)交流（或諧振）耐壓試驗(yàn) XLPE直流耐壓試驗(yàn)直流耐壓試驗(yàn) 高壓油紙電纜高壓油紙電纜局部放電試驗(yàn)局部放電試驗(yàn) 各種電纜各種電纜介質(zhì)損耗角正切的測量介質(zhì)損耗角正切的測量 各種電纜各種電纜絕緣電阻試驗(yàn)絕緣電阻試驗(yàn) 各種電纜（主要是護(hù)套）各種電纜（主要是護(hù)套）高壓高壓電纜電纜預(yù)防預(yù)防性試性試驗(yàn)常驗(yàn)常用方用方法及法及其適其適應(yīng)性應(yīng)性泄漏電流法泄漏電流法 油紙電纜油紙電纜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

8、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

9、。直流耐壓試驗(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?，或在附件界面因積累電荷而沿界面滑閃。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、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；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、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)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；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、直流耐壓可同時(shí)測量泄漏電流，根據(jù)泄漏電流變化或

10、泄漏電流與試驗(yàn)電壓關(guān)系，可判斷電纜絕緣情況；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、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。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 充油電纜直流耐壓試驗(yàn)時(shí)必須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

11、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。高壓電纜絕緣監(jiān)測方法介紹高壓電纜絕緣監(jiān)測方法介紹直流疊加法直流疊加法 XLPE直流分量法直流分量法 XLPE低頻成份法低頻成份法 XLPE損耗因素法損耗因素法 各種各種局部放電法局部放電法 各種各種低頻疊加法低頻疊加法 XLPE高壓高壓電纜電纜常用常用絕緣絕緣監(jiān)測監(jiān)測方法方法及其及其適應(yīng)適應(yīng)性性化學(xué)分析法化學(xué)分析法油紙電纜油紙電纜環(huán)流法環(huán)流法 各種單芯電纜各種單芯電纜電纜應(yīng)力測量法電纜應(yīng)力測量法XLPE溫度分布測量法溫度

12、分布測量法 各種各種高壓電纜故障定位方法介紹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）電橋法定位（包括阻抗定位法等）脈沖法（行波法）脈沖法（行波法）高壓高壓電纜電纜故障故障定位定位常用常用方法方法低壓脈沖反射法低壓脈沖反射法脈沖電壓法（閃測法）脈沖電壓法（閃測法）脈沖電流法脈沖電流法精確精確定點(diǎn)定點(diǎn)方法方法脈沖法（高壓）脈沖法（高壓）聽幫或拾音器聽幫或拾音器五、高壓單芯電纜護(hù)套絕緣檢測的五、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及檢測方法金屬護(hù)套具有屏蔽干擾、防雷、保護(hù)纜芯不受損傷、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

13、組成部分。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，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

14、監(jiān)測。需要對電纜金屬護(hù)套的絕緣狀況進(jìn)行必要的監(jiān)測。原因分析：原因分析： 電纜護(hù)套發(fā)生多點(diǎn)接地電纜護(hù)套發(fā)生多點(diǎn)接地 環(huán)流增大環(huán)流增大 發(fā)熱發(fā)熱 金屬金屬 鎧裝熱脹冷縮變形鎧裝熱脹冷縮變形 產(chǎn)生空隙產(chǎn)生空隙 局部放電局部放電 影響影響 主絕緣主絕緣 電纜護(hù)套發(fā)生多點(diǎn)接地（鼠害等）電纜護(hù)套發(fā)生多點(diǎn)接地（鼠害等） 引起鎧裝損壞引起鎧裝損壞 引起充油電纜主絕緣損壞引起充油電纜主絕緣損壞 水分侵入水分侵入 在在XLPE電纜主絕緣中形成水樹枝電纜主絕緣中形成水樹枝監(jiān)測的基本方法監(jiān)測的基本方法環(huán)流法環(huán)流法溫度監(jiān)測法溫度監(jiān)測法光纖測溫光纖測溫 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