【正文】 ................ 17 4 結(jié) 論 ...................................................................................................................... 19 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 20 低壓電纜絕緣狀態(tài)檢測方法及壽命評估 III 附 錄 ............................................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。此外，電纜使用環(huán)境 惡劣 加速電纜絕緣層材料的老化。而低壓電纜絕緣狀態(tài)的在線檢測可以精確評估電纜技術(shù)和運(yùn)行狀態(tài)，盡早發(fā)現(xiàn)電纜絕緣缺陷，并采取適當(dāng)?shù)木S修措施，以確保設(shè)備的安全運(yùn)行和可靠使用，而且還具有非常重要的防火功 能。燒穿方法對電纜主絕緣有不良影響 ,現(xiàn)已很少使用。其中檢測技術(shù)分為非在線式和在線式：非在線式包括反吸收電流、殘留電壓、電位衰減法、直流泄漏電流、殘留電荷、直流電壓疊加法等在線式包括直流成分、脈動(dòng)法，直流電壓疊加法等。這些殘留空間電荷積聚形成的局部電場 與外施工頻電場迭加，畸變介質(zhì)內(nèi)部電場分布，嚴(yán)重?fù)p傷電纜絕緣，往往使得試驗(yàn)合格的電力電纜在投入運(yùn)行后幾小時(shí)或幾十小時(shí)內(nèi)就發(fā)生電纜絕緣擊穿故障，甚至發(fā)生多點(diǎn)擊穿故障。 低壓電纜絕緣狀態(tài)檢測方法及壽命評估 7 2 電纜故障類型及絕緣老化的原因 電纜故障的類型 電纜故障有許多種，大致分為 : 接地故障 電纜一芯或多芯對地故障。因使用的電橋和檢流計(jì)靈敏度不同，對低阻與高阻的劃分也往往不一致。其中也可分為低阻短路或高阻短路故障，其劃分原則與接地故障相同。 閃絡(luò)性故障 這類故障絕大多數(shù)在預(yù)防性試驗(yàn)中發(fā)生，并多出現(xiàn)在電纜中間接頭和終端頭。 電纜故障是指電纜在預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)發(fā)生絕緣擊穿或在運(yùn)行中，因絕緣擊穿、導(dǎo)線燒斷等而迫使電纜線路停電的故障常見的故障有接地故障 ， 短路故障 ， 斷線故低壓電纜絕緣狀態(tài)檢測方法及壽命評估 8 障 ， 閃絡(luò)性故障和混合型故障等 。 固體絕緣材料的絕緣擊穿機(jī)理主要有以下兩種理論 : ，電子數(shù)量急劇增加，使得絕緣材料遭到擊穿破壞，由于擊穿破壞的主 要 原因是電子，因而稱為“電擊穿”。熱老化的本質(zhì)是絕緣材料在熱量的影響下發(fā)生了化學(xué)變化，所以熱老化也被稱為化學(xué)老化。例如， XLPE 材料被認(rèn)為當(dāng)拉伸率從初始的 400%一 600%降低到 1O0%時(shí)壽命終止。通常有內(nèi)導(dǎo)水樹枝化、蝴蝶水樹枝化和外導(dǎo)水樹枝化陣。水樹枝多見結(jié)晶性材料如聚乙烯和交聯(lián)聚乙烯，而在無定型材料的 PVC、丁基橡膠等聚合物中少發(fā)現(xiàn)。國家關(guān)于絕緣電力電纜 (XLPE)投運(yùn)后的試驗(yàn)方法、標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)行規(guī)程大多在 20 世紀(jì) 70 年代頒布，比較陳舊落后，有的甚至是沿用油紙絕緣電力 電纜的試驗(yàn)方法 。這些殘留空間電荷積聚形成的局部電場與外施工頻電場迭加，畸變介質(zhì)內(nèi)部電場分布，嚴(yán)重?fù)p傷電纜絕緣，往往使得試驗(yàn)合格的電力電纜在投入運(yùn)行后幾小時(shí)或幾十小時(shí)內(nèi)就發(fā)生電纜絕緣擊穿故障，甚至發(fā)生多點(diǎn)擊穿故障。到目前為止，許多國家包括中國在內(nèi)，已不再采用直流耐壓試驗(yàn)作為交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的預(yù)防性試驗(yàn)手段 。電流越大，絕緣電阻就越小，表明了絕緣體在直流電壓作用下的特性。因此，測定絕緣電阻也是研究絕緣材料的品質(zhì)和特性，研究絕緣結(jié)構(gòu)，以及產(chǎn)品在各種運(yùn)行條件下的使用性能等方面的重要手段。目前現(xiàn)場普遍是用兆歐表來進(jìn)行測量的。兆歐表是測量絕緣電阻的專用儀表，所以應(yīng)用非常廣泛。 ，刻度為非線形，測量誤差和讀數(shù)誤差都較大。 ，不便攜帶，給使用帶來不便。 ，可以根據(jù)實(shí)際測量數(shù)值進(jìn)行自動(dòng)實(shí)現(xiàn)量程切換。同時(shí)還具有同微機(jī)的接口，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳以及儀器參數(shù)的下載。綜合考慮測量的準(zhǔn)確性和實(shí)用性，本實(shí)驗(yàn)采用數(shù)字兆歐表來對電纜進(jìn)行測量。 ③被測物的表面應(yīng)擦干凈。 ②放置點(diǎn)注意遠(yuǎn)離大電流的導(dǎo)體和有外磁場的場合。介質(zhì)損耗角正切 (tanδ )值表示。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理 (如外屏蔽層與絕緣接觸是否良好，導(dǎo)線表面有否均勻電場的屏蔽層 )，以及運(yùn)行中的產(chǎn)品絕緣是否老化等。極化是指置于電場中的電介質(zhì)，沿著電場方向產(chǎn)生偶極矩、在電介質(zhì)表面產(chǎn)生束縛電荷的現(xiàn)象。這種極化過程中沒有能量損耗，故稱為無損極化或彈性極化。 低壓電纜絕緣狀態(tài)檢測方法及壽命評估 14 3)偶極子極化 在介質(zhì)中存在一種特殊的分子，即使沒有電場的作用，它 本身也呈現(xiàn)為一個(gè)偶極子。 4)夾層極化 絕緣介質(zhì)中的自由離子和電子在外電場的作用下沿著電場方向遷移，改變分布狀況，在遷移過程中被介質(zhì)中的電極或缺陷捕獲，不能及時(shí)放電或復(fù)合，于是在某一空間產(chǎn)生宏觀感應(yīng)電偶極矩，形成空間電荷極化。 在施加低頻交變電場時(shí)，松弛極化和彈性極化都會(huì)發(fā)生。此外，水分有增塑作用，介質(zhì)受潮后，松弛極化時(shí)間縮短，同樣時(shí)間長度內(nèi)建立的極化強(qiáng)度將增大。帶電粒子在電場的作用下會(huì)定向運(yùn)動(dòng)，形成微弱的電流，這就是平時(shí)所說絕緣漏電流。下降。隨著交變電場頻率的增加，電荷往復(fù)運(yùn)動(dòng)更加頻繁，極化損耗也越大。在交流電壓下，除電導(dǎo)損耗外，還存在由于周期性的極化而引起的能量損耗。頻率范圍從。 圖 IDA200 的測試原理圖 此儀器測量介損的同時(shí)，也能得到試品的電容量。試樣應(yīng)在試驗(yàn)環(huán)境中放置足夠長的時(shí)間，使試樣溫度與試驗(yàn)溫度平衡，并保持穩(wěn)定。 金屬護(hù)套電纜、屏蔽型電纜或愷裝電纜試樣，單芯者，應(yīng)測量整個(gè)電纜的介質(zhì)損耗 (從 0. 01Hz 到 )。 熱老化性能概述 電線電纜產(chǎn)品在正常使用條件下，性能緩慢地變壞直至喪失其工作性能 得過程稱為“老化”。臭氧的作用 。受油或溶劑的侵蝕等等。低壓電纜絕緣狀態(tài)檢測方法及壽命評估 17 因此產(chǎn)品所采用的橡塑材料的熱老化與材料的品質(zhì)、配方工藝有很大的關(guān)系、如橡皮的熱老化除了與橡膠品種有關(guān)外，還取決于防老體系和硫化體系。 熱壽命評定試驗(yàn)的目的就是要通過一系列的試驗(yàn)研究得出產(chǎn)品的壽命與使用溫度之間的關(guān)系曲線 (稱為壽命曲線 )，這樣就可以得出在各個(gè)使用溫度下相應(yīng)的工作壽命，從而根據(jù)使用的要求合理的選擇產(chǎn)品的工作溫度。但試驗(yàn)溫度高過某一臨界溫度時(shí)，吸氧與擴(kuò)散的過程就會(huì)不平衡，以造成試品表面加速強(qiáng)力老化，生成一種硬膜，阻止氧往里滲入，使老化不均勻，影響試驗(yàn)的效果。 2)試驗(yàn)時(shí)間 長期的試驗(yàn)表明， 96h 的熱老化試驗(yàn)已能反映出材料機(jī)械性能的明顯變化，也反映了橡皮護(hù)套中游離硫?qū)^緣橡皮遷移的影響，因此一般選 96h。 4)試驗(yàn)中要求自然通風(fēng)以保證氧的濃度。 b)250kg ()拉力試驗(yàn)機(jī)，夾具空載時(shí)移動(dòng)速度為 250mm/min 士50mm/min。如因試樣太小不能采用標(biāo)距為 20mm 啞鈴試片時(shí)，則采用較小的 10mm 啞鈴試片。 b)將準(zhǔn)備進(jìn)行老化試驗(yàn)的試樣，放在熱老化試驗(yàn)的烘箱中，按產(chǎn)品規(guī)定的溫度與時(shí)間進(jìn)行加速熱老化。 c)按規(guī)定時(shí)間熱老化后，取出試樣，在 23℃士 5℃下至少放置 3h，但不能超過 96h,進(jìn)行試樣的拉力試驗(yàn)。主要研究了以下幾方面內(nèi)容 : (1)在閱讀和分析大量文獻(xiàn)資料后，對現(xiàn)有低壓電纜狀態(tài)檢測技術(shù)進(jìn)行了歸納和比較。 低壓電纜絕緣狀態(tài)檢測方法及壽命評估 20 參考文獻(xiàn) [1] 鐘勇 .絕緣電阻及其測量的探討檢驗(yàn) .檢疫科學(xué)， 1999:2930. [2] 周輝 .談電線電纜絕緣電阻的測試 .測量與控制， 20xx:62. [3]