交聯聚乙烯電纜絕緣在線診斷技術探討

修連柱

國網綏化供電公司

交聯聚乙烯電纜絕緣在線診斷技術探討

修連柱

國網綏化供電公司

本文簡單介紹了交聯聚乙烯在國內外的發展趨勢，以及對于電纜絕緣的在線診斷技術的重要性，還對交聯聚乙烯電纜絕緣損壞的主要原因進行分析，對交聯聚乙烯電纜的在線診斷技術展開探討，對交聯聚乙烯在線診斷的意義及發展方向進行了探討和展望。

交聯聚乙烯；電纜絕緣；在線診斷；技術探討

1 引言

在高壓電網中，對電纜的要求很高，不僅需要具有絕緣性能和抗酸堿腐蝕性，還有耐高溫、耐冷凍等優良特質。針對這些要求，交聯聚乙烯問世。但是在惡劣的氣候下，交聯聚乙烯電纜絕緣會出現惡化，暴露在空氣中的電纜會在高電場下絕緣惡化，而深埋在地里的電纜，容易產生水樹使絕緣惡化。因此，相關專家要對交聯聚乙烯電纜絕緣進行定期離線和在線診斷。

2 交聯聚乙烯在國內外的發展趨勢

2.1 國內的發展趨勢

電纜的制造技術好，保證了電纜本身的質量，電纜出現問題時的診斷技術高明都能使電纜正常運行，目前，國內對于交聯聚乙烯電纜的診斷為離線診斷，通過診斷結果，從而對電纜進行維護、檢修或更新，這種離線技術就是斷電，影響了電的使用，給用電戶帶來或大或小的麻煩和經濟損失，并且離線時，電纜會因為施加的直流高壓二次損壞，還會使性能質量良好的電纜發生絕緣層擊穿等嚴重事故。而新的在線診斷技術就很好地解決了這個問題。它能在電網常規運行條件下直接進行診斷，不會對電纜造成直接或間接的經濟損失。交聯聚乙烯電纜在線診斷技術在國內正處于萌芽成長階段，而國外的這一先進的診斷技術正在被廣泛的應用中。

2.2 國外的發展趨勢

在上個世紀80年代始，日本就開始對交聯聚乙烯電纜在線診斷技術方面嶄露頭角，開發出直流分量法、疊加電壓法和電介損耗法等多種診斷技術，并在后期對應技術設計出新的裝備。

3 診斷機器及原理

在線診斷儀是由三部分組成的，保護箱、直流電壓箱、主機。

保護箱分為電壓保護裝置和低通濾波器。電壓保護裝置是當電壓高到危及人身安全的程度時，它能自動識別且將關閉輸入端開關，形成斷路，使屏蔽層屏蔽電流，保證人身安全不受傷害。過濾出所有交變信號，增大輸入度拿的阻力，使它到主機的放大器這條路不通，而留下的直流信號則可以暢通無阻的到達主機。這就是濾波器的作用。

在主變壓器的附近是直流電壓箱，它的作用就是在電網中直流電流不能通過的背景下，在主變壓器的中性點上通過電抗器將正負電壓和直流電壓疊加到一起。

主機由放大器、直流檢流計和微機系統組成。

該診斷儀對在線電纜診斷時，主要使用兩種方法：直流分量法和疊加電壓法。直流分量法對環境要求比較高，只適用于噪聲小的實驗室。比較常用的是疊加分壓法。疊加分壓法就是通過疊壓的電壓產生的電流，得到主絕緣層的絕緣電阻。根據護層絕緣測量原理，直流電流通過屏蔽層對地的絕緣電阻、電源內阻和保護箱的輸入電阻，通過讀取顯示器電流數據，就可按照公式求得所需電阻。

4 診斷技術

4.1 直流法

直流法分為三種：直流成份法、直流疊加法、電橋法。

直流成分法，就是電纜中有水樹時，尖板電極在整流過程中形成微弱的直流，可以通過納安級測量裝置測出，此裝置就是衰減交流成分，檢出直流成分，保證診斷人員人身安全。但是此裝置還會流過雜散電流，其電流值可以通過三相電纜零相電流零線形成的波形推算出，根據納安級測量裝置測得電流除去雜散電流得到準確的直流電流值。

直流疊加法，是測量通過電抗器疊加于電纜絕緣的直流電壓來進行診斷。直流電壓值要不高不低，以反映絕緣的實際情況。

電橋法，通過電橋線路測量電纜絕緣電阻。

4.2 工頻法

工頻法有兩種：tgδ法和局部放電法。

tgδ法，測得的是絕緣缺陷的平均程度，可以用靈敏度為0.01%的測量裝置來進行檢測。它是通過將電纜電壓和工頻電流的信號取出，再由數字化測量裝置測出，測量結果的影響因素就是電壓和電流互感器角差，當測得的tgδ不大于1%時，絕緣良。

局部放電法，就是通過局部放電微機在線檢測系統得出，它可以通過電樹枝長度，診斷絕緣。對現場環境要求高，測量結果不準確。

4.3 低頻法

低頻法就是通過低頻電流診斷絕緣電纜，對裝置要求也是納安級別，電纜中的電流因為水樹的作用，在產生直流電流的同時，還會產生低頻電流。低頻疊加法，就是將低頻電壓進行疊加，再由相串聯的裝置測出絕緣電阻，測量結果小于400MΩ時，電纜就應該更換了，不小于1000MΩ時，性能良好。

4.4 復合診斷法

各種診斷法在進行診斷時，往往會受到多種因素的影響，比如說環境中的噪聲等，這些會限制測量結果的準確性，因此要將幾種診斷法進行協同配合，相互統一起來，這樣測量的結果準確性高。通過不斷的試驗，分析結果，得出結論，用直流疊加法及tgδ法復合診斷結果準確率最高，結合種種因素，我國最終選擇此復合診斷法。

5 結語

交聯聚乙烯電纜絕緣在線診斷技術，對于維持電纜正常運行做了很大的貢獻，它消除了過往離線診斷技術因為離線診斷造成的電纜二次損壞問題，節約了經濟成本，還不會影響人們的正常生活，不會損害人們的切身利益，經過研究，發現tgδ法和直流疊加法復合在線診斷技術最為符合中國使用，國家相關部門已經投入大量資源在此技術研究上，交聯乙烯電纜絕緣在線診斷技術在國內逐漸成熟，穩定，其結果更加保證診斷人員的安全，提高絕緣電纜的使用壽命，會更大程度的節省經濟成本，此先進技術更是會提高中國的國際地位。

[1]卞善云.高壓交聯聚乙烯電纜絕緣老化及診斷技術探討[J].住宅與房地產,2016(6):249.

[2]屈洪鑫,孫瑤.交聯聚乙烯電纜在線絕緣診斷新方法研究[J].鐵道工程學報,2007(4):69～72.

[3]吳倩,劉毅剛.高壓交聯聚乙烯電纜絕緣老化及其診斷技術述評[J].廣東電力,2003(4):1～6.

[4]蔡丹宙,周漢亮,江斌.交聯聚乙烯電纜絕緣的在線診斷及其儀器[J].電線電纜,1996(4):23～26.

[5]談克雄,呂喬青.交聯聚乙烯電纜絕緣的在線診斷技術[J].高電壓技術,1993(3):73～77.