【正文】 分析了電力電纜各種故障 的成因，依據(jù)電纜組成材料、測(cè)量方法和結(jié)構(gòu)特性等不同對(duì)電纜故障進(jìn)行了分類。試樣自由懸掛在烘箱內(nèi)，令不得轉(zhuǎn)動(dòng)。 2)試樣準(zhǔn)備 a)從成圈或成盤產(chǎn)品中切取試樣，橡皮或塑料絕緣的產(chǎn)品至少切取 10 個(gè)試樣，帶有塑料或橡皮護(hù)套的產(chǎn)品再切取 10 個(gè)護(hù)套試樣，分別進(jìn)行絕緣和護(hù)套的試驗(yàn)。對(duì)于耐熱橡皮等特殊材料則適當(dāng)延長(zhǎng)。使產(chǎn)品在可靠而又經(jīng)濟(jì)的條件下工作。在這些因素中熱與氧是材料老化的主要因素，熱氧老化將普遍發(fā)生于各種使用環(huán)境中，尤其是在大氣中，因此研究和考核產(chǎn)品的熱氧老化是極為重要的。 對(duì)于電氣裝備用電線電纜所采用得橡皮、塑料等高分子材料，促使老化得因素有 :氧氣得存在 。浸入水中試驗(yàn)時(shí)，試樣兩個(gè)端頭露出水面的長(zhǎng)度不小于 250mm，絕緣部分露出的長(zhǎng)度應(yīng)不小于 150mm。根據(jù)介質(zhì)損耗、電容值的頻譜響應(yīng)，從而診斷判定各種絕緣介質(zhì)的老化程度，區(qū)分影響絕緣的因素。 3)游離損耗 游離損耗是絕緣介質(zhì)內(nèi)部由于氣泡、油隙、凸起電極等電場(chǎng)集中處電場(chǎng)強(qiáng)度高于某一數(shù)值時(shí)產(chǎn)生游離放電引起的。介質(zhì)中的載流子一般是自由離子，它們來(lái)源于介質(zhì)本身，也有的來(lái)自外部雜質(zhì)。而施加高頻電場(chǎng)時(shí)，由于空間電荷來(lái)不及移動(dòng)，將不存在松弛極化。沒(méi)有外電場(chǎng)時(shí)，它們隨著熱運(yùn)動(dòng)隨機(jī)排列，因此整體對(duì)外不顯電極性。根據(jù)形成極化機(jī)理的不同，介質(zhì)極化可以分為以下四種 : 1)電子和離子的位移極化 分子中的電子在電場(chǎng)的作用下，電子軌道發(fā)生彈性位移，從而使得原本呈電中性的分子變成呈現(xiàn)正負(fù)極的偶極子。 Tanδ 值能夠較全面的反映在交流電場(chǎng)中絕緣的品質(zhì)，例如 :絕緣材料的分子結(jié)構(gòu)與組成 。測(cè)定電力設(shè)備的絕緣電阻。 、重量輕，便于攜帶，提高了測(cè)量的效率。 現(xiàn)在市場(chǎng)上還出現(xiàn)了一種利用電機(jī)取代手搖的搖表，其輸出電壓較手搖式的搖表準(zhǔn)確，但是仍然擺脫不了機(jī)械式儀表固有的缺點(diǎn)。傳統(tǒng)的兆歐表主要是指手搖指針式兆歐表。對(duì)于己經(jīng)投入運(yùn)行的電纜，絕緣電阻是判斷電纜品質(zhì)變化的重要依據(jù) 。 2SR2sR1/1L R I ???????? ?????????? ???? () 其中，μ R，μ S 分別為抗力和載荷效應(yīng)的均值。 直流耐壓試驗(yàn)常用于油介質(zhì)電氣設(shè)備的預(yù)防性診斷試驗(yàn)， 20 世紀(jì) 90 年代初期之前，國(guó)內(nèi)外普遍沿用油紙絕緣電纜的試驗(yàn)方法，常采取離線直流耐壓破壞性試驗(yàn)作為絕緣電力電纜竣工交接試驗(yàn)和周期性預(yù)防性試驗(yàn)的唯一手段。 橡皮、塑料電纜等浸水后施加電壓作長(zhǎng)期試驗(yàn)時(shí)，與不加電壓只浸水的情況相比較絕緣介質(zhì)特性要低。一般情況下，化學(xué)反應(yīng)的速度隨著環(huán)境溫度的升高而加快。 電纜老化原因 電纜老化原因可分為 : 電氣老化 電 氣 老化指的是在電場(chǎng)長(zhǎng)期作用下，由于 電纜制造中的質(zhì)量缺陷，施工中機(jī)械與外力作用傷害，絕緣物中的空隙、裂紋等，造成局部電場(chǎng)不均勻，誘發(fā)局部放電，以導(dǎo)體的變異部、空隙、雜質(zhì)為起點(diǎn)，局部破壞，發(fā)展成樹(shù)枝化，漸漸地導(dǎo)致絕緣破壞。 斷線故障 電纜一芯或多芯被故障電流燒斷或受機(jī)械外力拉斷，形成完全斷線或不完全斷線，其故障點(diǎn)對(duì)地的電阻也可分為高阻或低阻故障，一般以 IMQ 為分界限，小于1M。其中又可分為低阻接地或高阻接地。目前的 應(yīng)用絕緣監(jiān)測(cè)剩余壽命評(píng)估方法都比較偏向于從定性分析的角度切入，在定量分析方面，只能給出一個(gè)比較寬泛的范圍。 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)外 低壓電纜絕緣檢測(cè)和老化檢測(cè) 發(fā)展 現(xiàn)狀 20世紀(jì) 60年代起，國(guó)外就開(kāi)始了關(guān)于 XLPE (交聯(lián)聚乙烯）電纜絕緣弱點(diǎn)檢測(cè)和老化檢測(cè)技術(shù)的研究 ， 時(shí)至今日，該項(xiàng)研究仍在不斷發(fā)展。 低壓電纜絕緣狀態(tài)檢測(cè)方法及壽命評(píng)估 4 1 緒論 課題的背景及意義 對(duì)電纜進(jìn)行狀態(tài)診斷及評(píng)估，是合理安排 電纜更換，保證電力供應(yīng)安全可靠的一個(gè)重要技術(shù)手段，也是在智能電網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜有效管理的極其重要的部分。 文首先論述了電纜的一般結(jié)構(gòu)，介紹了目前電纜檢測(cè)的方法及意義，分析了影響電纜絕緣性能的因數(shù)以及電纜運(yùn)行的等效電路。 所以 ，對(duì)一電纜目前技術(shù)狀態(tài)的確切評(píng)價(jià)不僅從保證電力設(shè)備工作可靠性的觀點(diǎn)來(lái)看是重要的，而且從預(yù)防火災(zāi)的角度來(lái)看也是很重要的。以及離線非破壞性試驗(yàn)方法，如在 、 KHz振蕩波電壓下的電纜局部放電量試驗(yàn)，并推薦上述試驗(yàn)方法和 手段作為今后電力電纜竣工交接試驗(yàn)或預(yù)防性試驗(yàn)方法 。 本 文的主要 內(nèi)容 本文研究的是 低壓電纜絕緣狀態(tài)檢測(cè)方法及壽命評(píng)估 。須要進(jìn) 行燒穿或用高壓電橋進(jìn)行的故障，稱為高阻接地。有時(shí)在特殊條件下，絕緣擊穿后又恢復(fù)正常，即使提高試驗(yàn)電壓，也不再擊穿，這種故障稱為封閉性故障。 熱老化 熱老化指的是絕緣介質(zhì)負(fù)荷電流變化及短路電流引起的熱伸縮、材料氧化、熱分解等化學(xué)變化以及硬度變化、龜裂等物理變化引起的老化和絕緣材料性能降低。這種老化主要是絕緣材料在機(jī)械應(yīng)力作用下產(chǎn)生微觀的缺陷，這些微低壓電纜絕緣狀態(tài)檢測(cè)方法及壽命評(píng)估 9 小的缺陷隨著時(shí)間的流逝和機(jī)械應(yīng)力的持續(xù)作用慢慢惡化，形成微小裂縫并逐漸擴(kuò)大，直至引起局部放電等破壞絕緣的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象也被稱為“電一機(jī) 械擊穿’。 電纜老化原因可分為 :電纜老化的因素一般涉及電、熱、機(jī)械與環(huán)境等方面 。據(jù)統(tǒng)計(jì) :在 19621999 年間，直流耐壓試驗(yàn)合格后投入運(yùn)行的電纜在短期內(nèi)發(fā)生故障的次數(shù)約占電纜運(yùn)行故障總次數(shù)的。如果絕緣存在貫通的集中性缺陷，例如開(kāi)裂、臟污，特別是受潮以后，絕緣體的導(dǎo)電離子數(shù)要急劇增加，電導(dǎo)電流明顯上升，絕緣電阻大大下降。本實(shí)驗(yàn)用兆歐表的方式來(lái)對(duì)電纜進(jìn)行測(cè)量，儀器采用數(shù)字式絕緣測(cè)試器和數(shù)字高阻 計(jì) 。 ，不小心會(huì)損壞指針。 、準(zhǔn)確的測(cè)量試品的吸收比和極化系數(shù)。以防發(fā)生人身和設(shè)備事故。 介質(zhì)損耗測(cè)量的意義 絕緣 介質(zhì)損耗是作為絕緣材料的電介質(zhì)在較高電壓電 場(chǎng)作用下，由于介質(zhì)電導(dǎo)和介質(zhì)極化的滯后效應(yīng)，在其內(nèi)部引起的能量損耗。 絕緣介質(zhì)在電場(chǎng)作用下，除了會(huì)出現(xiàn)電老化、水樹(shù) 枝、擊穿等老化現(xiàn)象外，還呈現(xiàn)出極化、電導(dǎo)、損耗等其它重要特性。 這種極化受到分子熱運(yùn)動(dòng)的限制，溫度越高，熱運(yùn)動(dòng)越活躍，極化越困難。 這種電荷移動(dòng)和積聚，稱為夾層極化過(guò)程。等于 0，介質(zhì)是不導(dǎo)電的。 3 損耗 絕緣介質(zhì)在電場(chǎng)的作用下會(huì)產(chǎn)生電能的損耗，這些損耗主要來(lái)自以下 三個(gè)方面 ： 1)電導(dǎo)損耗 低壓電纜絕緣狀態(tài)檢測(cè)方法及壽命評(píng)估 15 如前文所述，絕緣介質(zhì)存在一定的值，于是電流在介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生焦耳熱現(xiàn)象電能轉(zhuǎn)化為熱量散發(fā)。它的好處是只與絕緣材料的性質(zhì)有關(guān)，而與它的結(jié)構(gòu)、形狀、幾何尺寸等無(wú)關(guān)，這樣便于不同設(shè)備之間進(jìn)行比較。測(cè)量時(shí)儀器對(duì)試品施加相同幅值不同頻率的交流電壓，自動(dòng)計(jì)算被測(cè)試品的有功功率和無(wú)功功率，最后給出不同頻率下被測(cè)試品的介質(zhì)損耗角正切值 。 非金屬護(hù)套電纜，非屏蔽電纜或無(wú)愷裝的電纜試樣，應(yīng)浸入水中，單芯者測(cè)量整個(gè)電纜的介質(zhì)損耗 (從 0. 01Hz 到 )。材料的裂解或聚合。聚氯乙稀塑料的熱老化性能主要與穩(wěn)定體系有關(guān)。 臨界溫度與材料品種有關(guān)，與試樣厚度也有明顯關(guān)系。產(chǎn)品的絕緣老化時(shí)應(yīng)帶導(dǎo)體進(jìn)行，以保證導(dǎo)體對(duì)材料老化的影響因素和絕緣內(nèi)表面空氣流通的程度與實(shí)際相接近。 3)試驗(yàn) 過(guò)程 a)取一組未老化的試樣，在 23℃士 5℃的溫度下進(jìn)行拉力試驗(yàn)，并計(jì)算得出每一試樣的抗拉強(qiáng)度 (MPa)和伸長(zhǎng)率 (%)。 低壓電纜絕緣狀態(tài)檢測(cè)方法及壽命評(píng)估 19 4 結(jié) 論 本文是結(jié)合低壓電纜電性能參數(shù)測(cè)試和機(jī)械性能參數(shù)測(cè)試，首先積累數(shù)據(jù)，給出正在使用中低壓電纜運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估結(jié)果 。 低壓電纜絕緣狀態(tài)檢測(cè)方法及壽命評(píng)估 20 參考文獻(xiàn) [1] 鐘勇 .絕緣電阻及其測(cè)量的探討檢驗(yàn)