【正文】 壽命。與吸收比K相比,用極化指數(shù)PI來衡量絕緣狀況的優(yōu)劣有其優(yōu)越性。顯然，對(duì)于不均勻試品的絕緣，如果絕緣狀況良好，則吸收現(xiàn)象明顯，Ka值遠(yuǎn)大于1，PI值也較大。當(dāng)絕緣受潮或有缺陷時(shí)，電流的吸收現(xiàn)象不明顯，總電流隨時(shí)間下降較緩慢，而試品的絕緣電阻與電流成反比。第一部分為傳導(dǎo)電流Ig，其大小與試品總的絕緣電阻（R1+R2）成反比；第二部分為吸收電流Ia，其大小與試品絕緣的均勻程度密切相關(guān)，如試品為均勻介質(zhì)，或R1C1≈R2C2,則吸收電流很小，吸收現(xiàn)象便不明顯。這種逐漸“吸收”電荷的現(xiàn)象叫作“吸收現(xiàn)象”，對(duì)應(yīng)的電流Ia稱為吸收電流。直流電壓加上瞬間，電流很大，回路電流主要由電容電流分量組成。有損介質(zhì)可用電阻、電容的串聯(lián)或并聯(lián)等效電路來表示。 損耗絕緣介質(zhì)在電場的作用下會(huì)產(chǎn)生電能的損耗，這些損耗主要來自以下三個(gè)方面：（1）電導(dǎo)損耗；（2）極化損耗；（3）游離損耗。此外，介質(zhì)在外加高壓電場的作用下，會(huì)形成一定程度的電離，使得載流子數(shù)目增多，σ下降。但是實(shí)際上，σ總會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)很小的值，就是說，介質(zhì)中有少量自由的帶電粒子存在。任何不同的絕緣材料，都可以認(rèn)為是置于電極之間的電介質(zhì)，并呈現(xiàn)電介質(zhì)的特性，極化現(xiàn)象就是其一。在絕緣設(shè)計(jì)時(shí)必須將工作場強(qiáng)選得比局部放電起始場強(qiáng)低，以保證電氣設(shè)備有足夠長的壽命。[9]固體絕緣材料的絕緣擊穿機(jī)理主要有以下兩種理論:(1).達(dá)到一定電場時(shí)，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” ；(2).在絕緣體上加上電壓后，有微電流通過，由這一電流產(chǎn)生的焦耳熱導(dǎo)致材料擊穿破壞， 這被稱為“熱擊穿”。各種高分子材料的本征擊穿場強(qiáng)都在MV/cm的數(shù)量級(jí)。它對(duì)絕緣老化的速度有很大的影響。熱氧化老化是熱和空氣中氧長期聯(lián)合作用所引起的一種老化形式。為了防止絕緣材料被氧化，減緩連鎖反應(yīng)的速度，一般都是采用添加抗氧化劑的方法。用于絕緣的高分子有機(jī)材料會(huì)在熱的長期作用下發(fā)生熱降解，主要是氧化反應(yīng)，這種反應(yīng)也被稱為自氧化游離基連鎖反應(yīng)，如聚乙烯的氧化反應(yīng)就是從CH鍵中H的脫離開始的。絕緣材料的老化原因是多樣的、復(fù)雜的，最具代表性的主要有:熱老化、機(jī)械老化、電壓老化等。這些損壞和劣化主要是由于機(jī)械力的作用、熱的作用、電場的 作用、化學(xué)腐蝕等因素綜合作用產(chǎn)生的。④閃絡(luò)性故障：試驗(yàn)電壓升至某值時(shí)，泄漏電流突然升高，監(jiān)視泄漏電流的表針間歇性擺動(dòng)。具體表現(xiàn)為電纜相間或相對(duì)地絕緣電阻達(dá)到所要求的范圍值，但工作電壓不能傳送到終端，或終端有電壓，但負(fù)載能力很差(低壓脈沖測試時(shí)，故障有反射且反射波與發(fā)射波同相)。Rf代表故障點(diǎn)處絕緣電阻，G是擊穿電壓為Ug的擊穿間隙，Cf代表局部分布電容，上述3個(gè)數(shù)值隨不同的故障情況變化很大，并且相互之問并沒有必然的聯(lián)系。串聯(lián)故障是指電纜一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體(包括鉛、鋁外皮)斷開；并聯(lián)故障是指導(dǎo)體對(duì)外皮或?qū)w之間的絕緣下降，而不能承受正常運(yùn)行電壓。另外，在大氣過電壓和電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓的作用下，使電纜絕緣層擊穿，形成故障，這種情形下?lián)舸c(diǎn)一般是由于存在材料缺陷。例如在安裝過程中，不小心碰傷電纜；機(jī)械牽引力過大而拉傷電纜；或電纜過度彎曲而損傷電纜，經(jīng)過長時(shí)間運(yùn)行后就有可能發(fā)展成故障。必須及時(shí)分清故障原因，準(zhǔn)確判斷故障點(diǎn)，從而消除故障。（2）重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。（3）介質(zhì)損失大，且溫度升高時(shí)其電氣性能和機(jī)械性能明顯下降，因此限制其使用電壓在6KV及以下電壓等級(jí)，且運(yùn)行溫度不得超過65KV。 聚氯乙烯電纜聚氯乙烯電纜構(gòu)造與油浸絕緣紙電纜基本相同，它的絕緣層是采用聚氯乙烯材料，內(nèi)填充也是采用不吸潮的麻繩等材料，外面再包纏內(nèi)襯層將線芯固定，最后再擠壓上外護(hù)套層。橡皮電纜也可以采用聚氯乙烯或氯丁橡皮作為密封層。（3）電纜內(nèi)部無間隙存在，使絕緣強(qiáng)度大為增強(qiáng)。當(dāng)電纜溫度下降時(shí)，浸漬劑收縮，供油箱內(nèi)的油回流到電纜芯油道，保持電纜線芯內(nèi)部始終無間隙，不會(huì)發(fā)生游離現(xiàn)象使絕緣層遭到破壞，同時(shí)也避免了電纜溫度上升發(fā)生熱膨脹時(shí)使內(nèi)部壓力增大，損傷絕緣層和外護(hù)套。分相式電纜散熱性能好，可以增加線芯的載流量。 分相鉛包電纜分相鉛包電纜又稱為單芯電纜。在強(qiáng)電場的作用下，電纜芯空間的氣體就要發(fā)生游離現(xiàn)象，使電纜絕緣遭到破壞（2）散熱能力差，絕緣容易老化，因此載流量受到一定的限制。統(tǒng)包紙不但滿足了線芯與外防護(hù)層的絕緣要求，而且還起到纏緊各個(gè)線芯的作用。因此，為了更加準(zhǔn)確、可靠、方便的測量到反映電纜絕緣系統(tǒng)劣化程度的特征量，及早發(fā)現(xiàn)絕緣隱患，避免事故的發(fā)生，不斷研究先進(jìn)的絕緣檢測技術(shù)和開發(fā)出合適的絕緣檢測裝置是十分必要和迫切的。這是本課題的關(guān)鍵所在；（3）根據(jù)所選參數(shù)，制作實(shí)物，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。根據(jù)我國煤礦6KV電網(wǎng)對(duì)地絕緣電阻的測量現(xiàn)狀，對(duì)對(duì)地絕緣參數(shù)檢測技術(shù)進(jìn)行研究。電纜在運(yùn)行過程中，因機(jī)械損傷、操作過電壓和水分的逐漸滲入，在電場長期作用下內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)局部放電，引起老化和絕緣電阻下降。而我國在線監(jiān)測技術(shù)目前尚處于起步階段，不少學(xué)者和研究單位對(duì)國外的監(jiān)測技術(shù)和方法進(jìn)行跟蹤研究。雖然耐壓試驗(yàn)仍然是一種有效的發(fā)現(xiàn)故障的方法，但為了保障電力電纜的安全運(yùn)行，電力電纜絕緣在線監(jiān)測技術(shù)得到了長足的發(fā)展。這種測試方法不足之處：其一，需要設(shè)備退出運(yùn)行，進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)還必須設(shè)置臨時(shí)試驗(yàn)線路，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，受人為因素影響，甚至使測量發(fā)生錯(cuò)誤，且試驗(yàn)電壓不是實(shí)際運(yùn)行電壓，所測結(jié)果也不是系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下的絕緣情況。國內(nèi)外的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)也證明了這一點(diǎn)：制造敷設(shè)良好的電纜，如有事故則大多是由于外力破壞或地下污水的腐蝕等所引起的。關(guān)鍵字：絕緣參數(shù), 仿真, 附加直流電源, 倍壓整流電路Subject : The Coal mine 6 kV Electric Cable To Ground The Researches Which Insulate A Parameter Examination A TechniqueSpecialty : Electrical Engineering And AutomationName : (Signature): Instructor : (Signature): ABSTRACTWith the development of electrical engineering and the further demand on the service reliability and safety of power systems, the insulation monitoring technique has been paid much attention, at the same time，advanced methods and devices has been in constantly emerge. The electric wire electric cable is the most in mon use electric power equipments, also is to appear to insulate to break down all a rate the tallest equipments in the meantime. Because coal bed mostly the places underground be several 100 meters, cold and humid environment on the cable even more severe test, so as to prevent the incident, the cable insulation testing even more important.The first part of the thesis has a reviewlike character. It makes a brief introduction of the characteristic of dielectric, and than the mechanisms of insulation ageing and the circuit model are introduced. Some methods for insulation monitoring are also analyzed based on the circuit model. Second, focus on the design for the times the pressure of the circuit. The use of simulation software EWB for line simulation, select circuit parameters, the final production of physical and verification experiment.KEY WORDS: insulation parameters, simulation, additional DC power supply, voltagedoubling circuit 由于煤層大多身處地下幾百米，陰冷潮濕的環(huán)境對(duì)電纜的考驗(yàn)更加嚴(yán)峻，因此為防止發(fā)生事故，對(duì)電纜的絕緣檢測更加重要。電線電纜是最常用的電力設(shè)備，同時(shí)也是出現(xiàn)絕緣故障的概率最高的設(shè)備。使用仿真軟件EWB進(jìn)行線路仿真，選擇電路參數(shù)，最后制作實(shí)物并進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。如果電纜的制作質(zhì)量好、運(yùn)行條件合適，而且不受外力等破壞，則電纜絕緣的壽命相當(dāng)長。 課題研究背景及意義目前煤礦電氣設(shè)備檢修，大多采用常規(guī)性的試驗(yàn)方法，即定期停電對(duì)設(shè)備進(jìn)行絕緣特性試驗(yàn)。而電氣設(shè)備的可靠運(yùn)行，在很大程度上取決于長期工作電壓下設(shè)備絕緣的可靠性。值得一提的是，日本在交聯(lián)電纜的在線監(jiān)測技術(shù)和方法上投入了大量人力和物力，開發(fā)了一些診斷設(shè)備，并提出了電纜老化程度的判據(jù)。[3]我國煤礦井下多采用變壓器中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)供電，電力的傳輸主要靠電纜。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在供電事故中，電纜事故占2 /3左右，故預(yù)防及減少電纜事故至關(guān)重要。 論文的主要內(nèi)容（1）電力電纜的分類，電纜絕緣故障的原因及特性分析，絕緣診斷技術(shù)的研究通過查閱大量文獻(xiàn)，總結(jié)找出電纜發(fā)生故障的原因及故障類型，工作量大，并對(duì)上述進(jìn)行研究；（2）對(duì)采用附加直流電源絕緣檢測法的直流電源進(jìn)行細(xì)致研究通過采用EWB仿真軟件，對(duì)直流高壓發(fā)生器的參數(shù)選擇進(jìn)行仿真，選出參數(shù)。在我國，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，居民、廠礦用電量近幾年在飛速的增加，但是對(duì)人們對(duì)低壓配電網(wǎng)絕緣狀況的監(jiān)測卻還沒得到足夠的重視，并因此造成了相當(dāng)?shù)娜藛T傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，給人民群眾的生產(chǎn)、生活帶來了很大的負(fù)面影響。[4][5] 油浸紙絕緣統(tǒng)包電纜[6]油浸紙絕緣電纜是將電纜線芯先分相包纏上油浸絕緣紙，在線芯之間的空隙內(nèi)填充油浸麻繩或紙帶，然后再用油浸絕緣紙將幾個(gè)線芯統(tǒng)包起來。統(tǒng)包電纜具有如下缺點(diǎn)：（1）統(tǒng)包電纜線芯之間的空隙內(nèi)有大量的電纜油存在，當(dāng)使用溫度發(fā)生變化時(shí)，電纜油和其他填充物就會(huì)出現(xiàn)一定的空間。為避免電纜油流動(dòng)引起損傷，電纜浸漬劑應(yīng)選用電纜工作的正常溫度下不會(huì)發(fā)生流動(dòng)的浸漬劑，我們稱此種類型的電纜為不滴流統(tǒng)包電纜。分相式單芯電纜采用圓形線芯，分相屏蔽絕緣性能好，內(nèi)部無油浸漬填充料存在，不會(huì)發(fā)生電纜油外漏現(xiàn)象。當(dāng)電纜溫度升高時(shí)，內(nèi)部的浸漬劑受熱脹，多余的浸漬劑通過油道流到供油箱內(nèi)。（2）運(yùn)行時(shí)不受溫度變化影響，保持內(nèi)壓在穩(wěn)定狀態(tài)，不會(huì)造成護(hù)套層損傷故障。再擠壓一層鉛包層，最外層包上防腐用的鋼帶作為外護(hù)套。（3）橡皮電纜電氣性能和化學(xué)性能穩(wěn)定，防水、防腐性能好。（2）化學(xué)性能穩(wěn)定，安裝維護(hù)方便。交聯(lián)聚乙烯電纜具有如下特點(diǎn)：（1）耐熱性能和絕緣性能好，載流量大。[4][5][7]電力電纜經(jīng)過敷設(shè)和長時(shí)間的運(yùn)行使用，可能會(huì)發(fā)生故障，影響電力網(wǎng)的安全運(yùn)行。機(jī)械損傷引起的電纜故障占電纜故障事故的比例較大。電纜密封不嚴(yán)，絕緣層進(jìn)入水分而受潮，使電纜絕緣性能下降，甚至造成樹枝狀放電或直接貫穿性擊穿，導(dǎo)致電纜出現(xiàn)故障。電力電纜故障的分類方法比較多，通常有以下幾種方法：(1)從故障形式上可分為串聯(lián)與并聯(lián)故障。電纜故障點(diǎn)可用圖21所示的電路來等效。①開路(斷路)故障：電纜的各線芯絕緣良好，但有一芯或數(shù)芯導(dǎo)體斷開。③高阻故障：按照過去工程慣例，把電纜故障點(diǎn)的殘余絕緣電阻大于10倍電纜特性阻抗的故障均稱為高阻故障(低壓脈沖測試時(shí)反射不明顯)。 絕緣老化的原因及類型對(duì)于固體絕緣材料在使用一定的年限以后，絕緣性能都會(huì)呈現(xiàn)一定程度的劣化，這被稱為“絕緣老化”。絕緣材料老化的表現(xiàn)主要有絕緣電阻下降、介質(zhì)損耗增大等，對(duì)老化了的絕緣材料進(jìn)行顯微觀察，可