第11讲电力电缆在线检测.pptxVIP

第11讲电力电缆的

在线检测与故障诊断唐志国Telhp);o)办公室：教5楼D325Email：tangzhyguo@163.com高电压与电磁兼容研究所

主要内容电力电缆基本知识电力电缆发展背景、结构特点，分类，运行情况等电力电缆的绝缘特征量、劣化机理电力电缆的检测与故障诊断技术直流泄漏电流检测技术局部放电在线检测技术介质损耗角正切tgδ的在线检测技术其他检测方法电力电缆的故障定位

电力电缆基本知识背景电力电缆主要用于发电厂、变电所、工矿企业的动力引入/出线过海、过江、过铁路等特殊部位，多采用电缆20世纪80年代初，随着XLPE电缆的广泛应用，电力电缆与GIS一起成为城网改造的两项重要举措。电力电缆与架空线路相比，优点是受气候影响小，节省空间、安全可靠、隐蔽耐用，但成本较高

电力电缆基本知识类型油浸纸绝缘电力电缆由木纤维纸和浸渍剂组成的复合绝缘。生产和运行中均不可避免产生气隙。耐电强度降低。橡皮绝缘电力电缆合成橡胶：丁苯橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯耐臭氧差，在电晕作用下会发生开裂，击穿场强较低。

电力电缆基本知识聚氯乙烯绝缘电力电缆聚氯乙稀树脂为基础，配以增塑剂、稳定剂、防老剂等极性材料，介损大，耐热性低，耐电强度低，燃烧时产生有毒气体。加工简单、生产率高、成本低、耐油、耐腐蚀、化学稳定性好。

电力电缆基本知识交联聚乙烯绝缘电力电缆（简称XLPE电缆）通过物理或化学方法将聚乙烯进行交联而成性能优良、工艺简单、安装方便、载流量大、耐热性好；目前在配电网、输电线中应用广泛并逐渐取代了传统的油纸绝缘电缆，电压等级已高达500kV.2km-220kV线路的造价可达上亿元。

电力电缆基本知识XLPE油纸橡皮聚氯乙烯温度（正常/短路）90/25075-80/22065-70/160绝缘电阻（欧×米）1014101510111012介电常数2.34.03.0-4.58.0介损正切0.00060.010.04-0.050.1不同电缆的参数对比

电力电缆基本知识交联聚乙烯绝缘电力电缆结构线芯、半导体屏蔽层、XLPE绝缘、铠甲、护套等

电力电缆基本知识交联聚乙烯绝缘电力电缆结构

电力电缆基本知识电缆终端图

电力电缆基本知识GIS终端电缆图

电力电缆基本知识中间接头类型

北京市高压XLPE电缆的应用情况截止到2001年6月，北京地区投运的高压电缆线路情况：220千伏电源电缆线路16路63.225公里220千伏联络电缆线路15路0.949公里110千伏电源电缆线路114路283.422公里110千伏联络电缆线路82路4.722公里（其中110千伏及以上充油电缆60多公里）XLPE电缆最早投运于1988年9月，至今已运行近20年。

电力电缆基本知识电缆敷设在隧道内电缆敷设在砖槽内

电力电缆基本知识高压XLPE电缆的一些事故情况随着高压电缆线路的逐年增加和投运时间的逐年增长，XLPE电缆存在的一些问题已逐渐显现出来，事故也开始不断增加。特别是发生在电缆接头中的绝缘击穿事故呈上升趋势。自从1997年北京发生了第一起超高压电缆运行故障以来，到目前共发生各类故障15起，其中电缆接头、终端故障13起，占87%。

故障统计

1、1997年花家地110千伏电缆投运一年时应力锥击穿情况

电缆表面爬电痕迹图

2、1999年11月紫竹院110千伏电缆应力锥击穿情况

应力锥击穿解剖情况图

击穿点绝缘表面图

3、2001年6月八里电缆本体击穿情况图

电力电缆基本知识XLPE电力电缆劣化机理热劣化：电缆运行温度超过材料允许温度时，材料发生氧化分解等化学反应，从而使电缆绝缘电阻和耐压性能下降电气劣化：绝缘内部气隙、绝缘和屏蔽层之间的空隙部位的电晕放电、屏蔽层上的尖状突起等引发局部放电，并产生电树枝，引起耐电强度下降

XLPE电力电缆劣化机理水树枝劣化：有机材料在长时间受水浸渍将吸潮，在强电场作用下水分将呈树枝状侵蚀电缆，生成水树枝化学性劣化：有机材料溶胀、溶解、龟裂、化学树枝状裂化。这些电缆的劣化都可以通过检测直流泄漏电流和交流电压下的tgδ和局部放电来判断其绝缘状况

电缆绝缘的在线监测技术直流法电缆绝缘层中产生的微量直流泄漏电流是内部存在水树的一个重要信息，电流大小和水树长度之间有一定相关性，以此可判断水树或绝缘的劣化程度。

直流成分法：将微电流测量装置串接在电缆接地线中，该装置的分辨率为0.2nA。护层电阻下降时，杂散电流会影响测量。直流成分法测量电路

1nA，良好1-100nA