【正文】 由此可知，將磁棒垂直于地面，沿著電纜的路徑左右移動時。如果此時接收線圈置于電纜位置的正上方 A 處，由于磁棒完全與磁力線垂直，沒有磁力線穿過線圈．感應(yīng)電勢接近于零 因此在耳機(jī)中聽不到聲音 j 當(dāng)線圈從電纜的正上方移向兩邊時。接通路徑儀，當(dāng)電纜線芯通過音頻電流時。感應(yīng)法主要用來聽測電纜的埋設(shè)位置，并被廣泛應(yīng)用。(5)聽測時．應(yīng)重點(diǎn)注意電纜中間的接頭部位，因中間接頭最容易損壞。一人用感應(yīng)線圈接收放電的電磁波信號進(jìn)行核對。容易造成錯誤判斷，因此不能單憑此輕微聲音進(jìn)行判斷 要確實(shí)感到電纜有振動時，才能確定故障點(diǎn)的位置。把探頭重新放在地上，能聽到的聲音就是故障點(diǎn)的放電聲。為了區(qū)別感應(yīng)放電和振動放電，可將探頭放在手上(離開地面)進(jìn)行聽測。否則在放電瞬間地線電位升高， 極易損壞同一地線上的電氣設(shè)備。注意事項(xiàng):（1）要特別注意試驗(yàn)設(shè)備接地線的連接。如在某處聲音最大 ，那么這處無疑是電纜故障聲音。(2)還可以用醫(yī)生聽診器。特別是可疑處在人多的地方，更是不容易找到。 聽測方法(1)由于火花放電所產(chǎn)生的聲波傳到地面再進(jìn)入空氣 其音量僅為 1％，其余的 90％的音量則被地面吸收。在聽測過程中，要有人監(jiān)視試驗(yàn)設(shè)備的電壓和電流表，防止設(shè)備燒壞。(4)在調(diào)整好后，即可按每 3～4s 放電一次的規(guī)律。適當(dāng)調(diào)整放電間隙，使其放電間隔為 34s。將調(diào)壓器調(diào)至零位：(3)將接地線拆除，合開關(guān) K，使調(diào)壓器均勻升壓，當(dāng)電壓升至合適電壓時。聲測法原理 如圖 所示圖 在圖 1 中．K—電源開關(guān)；T—調(diào)壓器(3kV)：T—試驗(yàn)變壓器(2～3kV)：R—限流電阻：D—硅堆(2DL75kV／1A)：C—儲能電容(2～8 u F)：G 一放電間隙：A—毫安表。此種測試方法簡便．很少出現(xiàn)判斷錯誤，因而被廣泛使用。其一般采用聲測定點(diǎn)法、感應(yīng)法和回線法。 精測定點(diǎn)精測定點(diǎn)是電纜故障測試工作的最后一步，也是至關(guān)重要的一步。對于直接埋設(shè)在地下的電纜，需要找出電纜線路的實(shí)際走向，即為探測路徑。第 21 頁 共 41 頁電力電纜絕緣試驗(yàn)與故障檢測方法研究 探測路徑或鑒別電纜故障電纜通過粗測得到的距離 Lx，然后以測試端為圓心，以 Lx 為半徑劃一個圓，圓周上的所有點(diǎn)都滿足故障點(diǎn)到測試端的距離為 Lx 的條件。二次脈沖法的優(yōu)點(diǎn)是，可以避開故障點(diǎn)閃絡(luò)時引起強(qiáng)烈的電磁干擾：低壓脈沖寬度可以調(diào)節(jié)；較長線路也能記錄到清晰的信號波形，提高測量精度。這樣，帶自動數(shù)據(jù)處理的回波儀存儲故障點(diǎn)反射波形，并將完好軌跡和故障軌跡進(jìn)行疊加，兩條軌跡將有一個清楚的發(fā)散點(diǎn)。設(shè)備高壓電容器放電，使電纜故障點(diǎn)發(fā)生閃絡(luò)，故障點(diǎn)的電弧表現(xiàn)為阻值非常低的電阻。 二次脈沖法二次脈沖法(SlM)是 20 世紀(jì) 90 年代發(fā)展的電纜故障預(yù)定位方法。捕捉到該信號就可以實(shí)現(xiàn)故障測距。沖閃法驗(yàn)電路與直閃法基本相同，只是在充電電容器與電纜之間增加一個型放電間隙。而且，故障過幾次直閃法后，故障電阻下降，不能再用該方法，所以前幾次的試非常重要。直閃法波形簡單、容易理解，準(zhǔn)確度較高。當(dāng)電容器電壓增加到一定數(shù)值時，電纜故障點(diǎn)被高壓擊穿，形成短路電弧，故障點(diǎn)電壓迅速接近于零，產(chǎn)生一個突跳電壓和突跳電流，從故障點(diǎn)向兩端傳播。直流高壓閃絡(luò)法(直閃法)適用于測量閃絡(luò)擊穿性故障，該類故障的故障電阻很高，用高壓設(shè)備把電壓升高到一定數(shù)值時就會產(chǎn)生閃絡(luò)擊穿。所以相比脈沖電壓法而言，該方法得到了更為廣泛的應(yīng)用。與脈沖電壓法比較，脈沖電流法使用線性電流耦合器，與高壓回路無直接電氣連接，這樣對試驗(yàn)儀器和試驗(yàn)人員比較安全。③故障放電時，分壓器耦合的電壓波形變化不尖銳，不易分辨。缺點(diǎn)是：①安全性差，儀器與高壓回路有電耦合，易發(fā)生高壓信號竄入，損壞儀器。缺點(diǎn)不用于測量高阻及泄露性和閃絡(luò)性故障 脈沖電壓法又稱閃測法，利用直流高壓或脈沖高壓信號擊穿電纜故障點(diǎn)，即發(fā)生閃絡(luò)放電，由放電電壓脈沖在觀察點(diǎn)與故障點(diǎn)之間往返一次的時間來測距，適用于高阻和閃絡(luò)故障?？赏ㄟ^公式L XtL XLL障距離LXt。設(shè)脈沖電波在電纜中的傳播速度為 V (m / ms)，則電纜故障距離 LX (m) /計算式為：12在電纜故障測試工作中，無論遇到那種性質(zhì)的故障，一般都先用低壓脈沖法測量故障電纜的長度 L ,若測得的故障距離 L X 大 L ，顯然不符合邏輯。己知脈沖電纜中的波速度 v，則阻抗不匹配到測量點(diǎn)的距離就是：L =nDt2 低壓脈沖反射法低壓脈沖反射法又稱為雷達(dá)法。低壓脈沖反射法：用于電纜的低阻、短路及斷路故障。行波測距法，就是確定行波傳播速度后，通過測量行波的傳播間來確定故障位置。它可具體地分為低壓脈沖反射法 3 脈沖反射電壓取樣法和脈沖反射電流取樣法，后兩類又可細(xì)分為直閃法和沖閃法。在用電橋法測量故障距離前，需要高壓設(shè)備將故障點(diǎn)燒穿，使其故障電阻值降到可以用電橋法進(jìn)行測量的范圍，十分不便，有時會第 18 頁 共 41 頁= 1電力電纜絕緣試驗(yàn)與故障檢測方法研究出現(xiàn)故障點(diǎn)燒斷，故障電阻反而升高的現(xiàn)象，或是故障電阻燒得太低，呈永久短路，以至不能用放電聲測法進(jìn)行最后定點(diǎn)。則 R2 可用（ L0 + L全長 ） R0 代替。測試時仔細(xì)調(diào)節(jié) R2 值，使電橋平衡，CD 間點(diǎn)位為零。下面具體介紹的是經(jīng)典電橋法。人們總結(jié)出經(jīng)典法和現(xiàn)代法。 粗測距離確定故障性質(zhì)后，接著才能選擇適當(dāng)?shù)臏y試方法測出故障點(diǎn)到測試端或末端的距離，這項(xiàng)工作稱為粗測距離。其方法的測量方式如下圖 。該方法可以用不同電壓等級的電纜線上，根據(jù)電力電網(wǎng)的實(shí)際接線方式，不同的電壓等級需要不同的部位疊加低頻信號，10kv 電纜可以采用類似于直流疊加法，即通過消弧線圈的零序 PT 疊加：110kv/220kv 電纜可以在電網(wǎng) PT 二次測開口三角端注入變頻恒流信號。近來，有研究發(fā)現(xiàn)在同時對含水樹枝 XLPE 電纜施加兩個頻率相近或相似呈倍數(shù)關(guān)系的正弦電壓時，檢測回路中會有超低頻水樹劣化特征電流信號產(chǎn)生，據(jù)此可對電纜絕緣的水樹枝老化狀態(tài)進(jìn)行在線診斷，這就是差頻監(jiān)測技術(shù)的理論基礎(chǔ)。因而，交流疊加法不失為在線檢測電纜的一個新方法。圖 交流疊加法檢測原理圖與直流疊加法相比，交流疊加法所需要的電源的幅值較小，通常疊加 5v 的交流電壓就可得到明顯的特征電流，這使得交流疊加法能更容易地檢測出電纜老化信號。這樣所得出的關(guān)系式為：檢測電流頻率 =疊加電壓頻率 –工頻頻率180。 2 +1）檢測出 1Hz的特征電流信號，從而判斷電纜的老化程度，交流疊加法檢測原理圖如圖 所示。絕緣電阻與許多因素有關(guān)，即使同一根電纜，也難以僅靠測量其絕緣電阻值來預(yù)測其壽命。誤差分析：由于直流疊加法是在交流高壓上再疊以低值的直流電壓，這樣在帶電情況下測得的絕緣電阻與停電后加直流高壓時的測試結(jié)果很相近。第 13 頁 共 41 頁電力電纜絕緣試驗(yàn)與故障檢測方法研究 直流疊加法直流疊加法的基本原理是在接地的電壓互感器的中性點(diǎn)處加進(jìn)低壓直流電源(通常為 50V )，使該直流電壓與施加在電纜絕緣上的交流電壓疊加，從而測量通過電纜絕緣層的微弱的納安級直流電流或其絕緣電阻，其測量原理如圖 所示。圖 直流分量法原理圖誤差分析：直流分量法測得的電流極微弱，有時也不大穩(wěn)定，微小的干擾電流就會引起很大誤差。由于“整流效應(yīng)”的作用，流過電纜接地線的交流電流便含有微弱的直流成分，檢測出這種直流成分即可進(jìn)行劣化診斷。近些年來，針對含水樹 XLPE 電纜的特性（如整流效應(yīng)，極性效應(yīng)，諧波效應(yīng)，超低頻響應(yīng)等），XLPE電纜水樹在線檢測技術(shù)在理論上得到了發(fā)展，目前國內(nèi)外己采用的或較有前途的幾種在線檢測法主要有:直流分量法、直流疊加法、交流疊加法、差頻法等在線檢測方法。以上三種水樹中，成為事故主要原因的是內(nèi)導(dǎo)水樹，而其它水樹引起的事故與內(nèi)導(dǎo)水樹引起的事故相比是非常稀少的。（2） 外導(dǎo)水樹：以電纜中的外部半導(dǎo)電層作為起點(diǎn)的一種水樹。當(dāng)內(nèi)半導(dǎo)電層是擠出結(jié)構(gòu)的情況下，此類水樹幾乎不會發(fā)生。 水樹枝水樹枝是指水分侵入電纜后，在電場作用下從電場不均勻處和電應(yīng)力集中處開始形成的樹枝狀現(xiàn)象，按其產(chǎn)生的起點(diǎn)可將水樹分為三種情況：（1） 內(nèi)導(dǎo)水樹：這是以電纜中半導(dǎo)電層處作為起點(diǎn)的水樹。通道愈延伸，電極間絕緣距離愈縮短，短至應(yīng)有擊穿場強(qiáng)時，絕緣就被迅速擊穿。在絕緣中注入電子部分被吸引成為空間負(fù)荷，間負(fù)荷逐漸積集，在無隙絕緣中產(chǎn)生電樹枝就是突然釋放這部分積集空間負(fù)荷的結(jié)果。這種樹枝是不可恢復(fù)的，發(fā)展到一定程度，會在絕緣中形成一條導(dǎo)電通道，造成擊穿。電樹枝的放電多數(shù)從材料的非連續(xù)界面（氣隙、雜質(zhì)仙百、內(nèi)外半導(dǎo)體屏蔽界面等）上開始的，也有從水樹枝上導(dǎo)發(fā)的。 電樹枝電樹枝是有絕緣體系內(nèi)部種種缺陷所產(chǎn)生的局部放電所導(dǎo)致。它是絕緣在老化中，受電場影響，產(chǎn)生介質(zhì)較弱部位的枝狀放電或枝狀結(jié)集。 絕緣老化主要表現(xiàn)樹枝化近十幾年的運(yùn)行和研究表明，聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯和一些其它聚合物的絕緣破壞主要先經(jīng)過樹枝老化過程。 環(huán)境老化環(huán)境老化是指在水分、氧氣、陽光輻射、化學(xué)塵埃等自然環(huán)境條件下和在高海拔地理?xiàng)l件下導(dǎo)致的絕緣系統(tǒng)表面老化，特別是當(dāng)有機(jī)高聚物表面沉淀污穢后，在水和強(qiáng)電場的作用下將產(chǎn)生強(qiáng)烈的污穢放電，導(dǎo)致絕緣表面產(chǎn)生破壞。這種老化過程要是絕緣材料在機(jī)械應(yīng)力作用下產(chǎn)生微觀的缺陷發(fā)生規(guī)則運(yùn)動，形成微小裂縫并逐漸擴(kuò)大而導(dǎo)致的。熱老化使得絕緣材料的電氣和機(jī)械性能同時產(chǎn)生劣化，絕緣壽命減少，但是最顯著的表現(xiàn)還是材料的伸長率、拉伸強(qiáng)度等機(jī)械特性的變化。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。隨著溫度的上升，絕緣的熱老化速度迅速增加，不同的絕緣材料受溫度的影響程度不一樣。 熱老化熱老化是指在熱的長期作用下電力設(shè)備絕緣系統(tǒng)中發(fā)生的老化。但是，實(shí)際所以中絕緣材料的絕緣擊穿強(qiáng)度比本征擊穿強(qiáng)度要小很多。一般可以用絕緣材料的本征擊穿場強(qiáng)表示絕緣材料耐強(qiáng)電場的性能。電老化機(jī)理很復(fù)雜，它包含因?yàn)榻^緣擊穿產(chǎn)生的放電引起的一系列物理和化學(xué)效應(yīng)。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、電老化等。其存在的問題是要消除局部電流或終端臟污，外部感應(yīng)、雜音、氣溫、濕度等對該測試影響大并且測試時間較長。該電荷與電纜交流擊穿電壓有較好的相關(guān)性,從而可以判斷電纜裂化狀態(tài)。測量時先將開關(guān) K2 閉合，K1 打到電源側(cè)，讓電纜加上 1kV 直流電壓 10 min，然后將 K1 打到接地側(cè)讓電纜放電；3min 后打開 K2，由電流表測量反向吸收電流。其存在的問題是測定時間長，沿面帶電、終端的影響較大。研究表明交聯(lián)聚乙烯電纜不同老化過程階段其殘余電壓明顯不同，電纜劣化越嚴(yán)重，殘余電壓越高。一般可按每毫米絕緣厚度上的電壓為 1kV 來施加電壓。 其它試驗(yàn)方法 殘余電壓法殘余電壓法的測量原理如圖 所示。這時高壓電源端測得的泄漏電流包含電纜絕緣的泄漏電流和表面泄漏電流、雜散電流，而另一端測量的是表面泄漏電流和雜散電流，從而電纜的泄漏電流為兩者的差。在實(shí)際測量中應(yīng)盡量將微安表接在高電位端的接線，這時對測量微安表、引線及電纜兩頭，應(yīng)該嚴(yán)格屏蔽。誤差分析：直流試驗(yàn)沒有交流試驗(yàn)真實(shí)、嚴(yán)格，串聯(lián)介質(zhì)在交流試驗(yàn)中場強(qiáng)分布與其介電常數(shù)成反比，而施加直流時卻與其電導(dǎo)率成反比，因此在直流耐壓試驗(yàn)時，一要第 7 頁 共 41 頁電力電纜絕緣試驗(yàn)與故障檢測方法研究適當(dāng)提高試驗(yàn)電壓，二要延長外施電壓的時間。通常直流試驗(yàn)所帶來的剩余破壞也比交流試驗(yàn)小的多。 直流耐壓試驗(yàn)交流電力電纜之所以用直流來進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，主要是由于電力電纜具有很大的電容，現(xiàn)場采用大容量的試驗(yàn)電源不現(xiàn)實(shí)，以顯著減小試驗(yàn)電源的容量。除擦拭干凈外，還應(yīng)加屏蔽環(huán)，將屏蔽環(huán)接到兆歐表的“屏蔽”端子上，當(dāng)電纜為三芯電纜時，可利用非測量相作為兩端屏蔽環(huán)的連線。當(dāng)電纜敷設(shè)在電纜溝、隧道支架上時，其外護(hù)套的損傷點(diǎn)不在支點(diǎn)處且又未浸泡在水中或置于特別潮濕的環(huán)境中，則外護(hù)套的損傷很難通過測量絕緣電阻來發(fā)現(xiàn)，此時測量銅屏蔽層對鋼鎧甲的絕緣電阻則更為重要。當(dāng)電纜埋于地下后，測量鋼鎧甲對地的絕緣電阻，可檢查出外護(hù)套有無損傷；同理，測量銅屏蔽層對鋼鎧甲間的絕緣電阻也可以檢查出內(nèi)護(hù)套有無損傷。第 6 頁 共 41 頁電力電纜絕緣試驗(yàn)與故障檢測方法研究3 電力電纜絕緣預(yù)防性試驗(yàn) 絕緣電阻測量測量電力電纜的主絕緣電阻可以檢查電纜絕緣是否老化、受潮，以及耐壓試驗(yàn)中暴露出來的