电缆的绝缘诊技术.doc

《电缆的绝缘诊断技术》 学号： 姓名： 学院： 专业： 电缆的绝缘诊断技术 1.1 引言 为了确保电力设备安全运行，电力设备在运行前和运行中要进行交接试验、预防性试验和在线监测。通过这些试验和监测，及早的发现绝缘缺陷，从而进行相应的维护与检修，以保证设备的正常、安全的运行，减少事故发生。 预防性试验可以分为两大类：破坏性试验和非破坏性试验。 破坏性试验又称绝缘耐压试验，是指在高于设备工作电压下进行的试验。它主要有交流耐压和直流耐压两种试验，旨在揭露危险性大的集中性绝缘缺陷，保证绝缘有一定的裕度。需要指出的是，耐压试验可能会对试品产生某些损坏，从而影响绝缘寿命。 非破坏性试验又称为绝缘特性试验，是指在较低电压下用其它不会损伤绝缘的方法来测量绝缘的各种特性，从而判断绝缘内部有无缺陷。 据日本方面的统计数据，在1985～1989年之间事故波及的设备中有47.8%与电线、电缆有关，几乎占了一半，国内的情况也是如此。此外，据日本的经验，凡敷设10年以上的电缆，绝缘不良的占10%。因此，定期对电缆进行绝缘预防性试验显得尤为重要。 据《电力设备预防性试验规程》，针对电缆的预防性试验主要有：绝缘电阻测量、直流泄漏电流测量、介质损耗角正切值测量、直流耐压试验等。 此外，根据测量、试验时电缆是否出于带电运行状态可分为停止运行诊断法和在线诊断 法两种。 2.1 电缆绝缘停止运行诊断法 2.1.1 绝缘电阻的测量 测量绝缘电阻的仪表被称为兆欧表，传统的有靠手摇动产生电压的摇表，随着数字技术的发展，出现了各种性能优良数字兆欧表。 对于采用多层绝缘的电力电缆而言，是测量线芯导体与屏蔽层之间的绝缘电阻，接线方式如图2.1所示，测量电压在1000V 以上。对于一般低压配电网各种电线而言，可以采取测量两相间或相线对地线之间的绝缘电阻的方法，测量电压为500V或者1000V。 图2.1 电缆绝缘电阻测量接线图 绝缘电阻的判定标准根据电缆种类、电压等级、应用场合等条件不同而不同，同时也因测试电压等级不同而不同。一般规定民用低压供电线路绝缘强度标准必须达到在500V电压下，绝缘电阻值不低于0.5M；对于空调回路，必须不低于1.0M。高压10kV配电线路，要求每个绝缘子绝缘电阻不应小于300M。 实践证明，通过测量绝缘电阻判断绝缘状况是简单有效的方法之一。 2.1.2 直流漏电流的测量 所谓直流漏电流的测试就是针对电流-时间曲线的测定，基于微控制器的数字兆欧表可以很好的完成这项测量，接线可以采用图2.1所示方式。需要测量的指标有吸收比K、极化指数PI、最终漏电流等。 直流漏电流曲线反映了绝缘的受潮、老化和脏污等状况，对于判断绝缘劣化程度很有参考价值。 2.1.3 介质损耗角正切值的测量 对于电力电缆，如XLPE电缆等有时要求测量介质损耗正切值。的增大一定程度上反映了绝缘老化状况，如水树枝的发生数量和程度、屏蔽层铜带被腐蚀程度等状况的加剧。 的停电测量方法研究研究得很多了，关键问题是如何从噪音中将很小的无功电流分量准确地提取出来。主要的测量方法是通过在电缆导体和屏蔽层之间施加一个理想交流电源，测量电压电流相位差来推算，或者采用西林电桥进行测量。因为有功电流分量一般很小，电流电压相位差接近90 度。对于一个电阻R和一个电容C并联的简化模型，有：，，所以， （2.1） 根据电容性无功电流与电源频率ω成正比的关系，可以通过降低测试电源频率ω的方法减小无功电流比例，从而放大。 2.1.4 电位衰减法 给电缆施加电压后，断开电源，由于电缆绝缘体的绝缘电阻作用，导体与屏蔽层之间的电位差将衰减。和电缆加电压时的电流响应一样，电位衰减的快慢和绝缘老化状况有关，其中，和水树枝的状况关系尤为密切。水树枝多、贯穿程度大的电缆样品电位衰减快，反之，则电位衰减较缓慢，如图2.2所示。 图2.2 电位衰减法判断绝缘好坏 电位衰减法优点在于测量装置简便，外部噪声小。 2．1.5 逆吸收电流法 该方法为在对电缆施加直流电压后，检测导体对屏蔽层短路时的电流。这种电流响应由于吸收现象影响了电流的衰减，所以被称为逆吸收电流。逆吸收电流的衰减情况和吸收电流一样，也反映了绝缘介质局部缺陷、发生水树枝等老化现象的程度。因为是短路放电电流，所以和充电电流方向相反，如图2.3所示。 图2.3 电缆充电和放电电流示意图 2.1.6 残余电荷法 残余电荷法是先对电缆施加直流电压一段时间（一般为10分钟），接着线芯接地（5分钟）后再在线芯和屏蔽层之间施加交