电力电缆的运行状态分析

研究表明，水树枝发展得愈长，直流分量也就愈大，而且XLPE电缆的直流分量电流I_dc与其直流泄漏电流及交流击穿电压间往往具有较好的相关性，如图8-10、图8-11。在线检测出I_dc增大时，常常说明水树枝的发展、泄漏电流的增大，这样的绝缘劣化过程会导致交流击穿电压的下降。 

　　直流分量法测得的电流极微弱，有时也不大稳定，微小的干扰电流就会引起很大误差。研究表明，这些干扰主要来自被测电缆的屏蔽层与大地之间的杂散电流，因杂散电流及真实的由水树枝引起的电流，均经过直流分量装置，以致造成很大误差。可以考虑采取旁路杂散电流或在杂散电流回路中串入电容将其阻断等方法。

　　二、直流叠加法

　　直流叠加法的基本原理是：在接地的电压互感器的中性点处加进低压直流电源（通常为50V），使该直流电压与施加在电缆绝缘上的交流电压叠加，从而测量通过电缆绝缘层的微弱的纳安级直流电流或其绝缘电阻，其测量原理如图8-12所示。

　　由于直流叠加法是在交流高压上再叠以低值的直流电压，这样在带电情况下测得的绝缘电阻与停电后加直流高压时的测试结果很相近。但绝缘电阻与电缆绝缘剩余寿命的相关性并不很好，分散性相当大。绝缘电阻与许多因素有关，即使同一根电缆，也难以仅靠测量其绝缘电阻值来预测其寿命。

　　对于中性点固定接地的三相系统，也可在三相电抗器中性点上加进低压直流电源而仍用直流叠加法在线检测电缆绝缘性能。

　　三、电缆绝缘tanδ

　　对电缆绝缘层tanδ值的在线检测方法，与电容型试品的在线检测tanδ方法很相似。对多路电缆进行tanδ巡回检测时，仍常由电压互感器处获取电源电压的相位来进行比较，其原理框图如图8-13所示。

通常认为，发现集中性的缺陷采用直流分量法较好，因为tanδ值往往反映的是普遍性的缺陷，个别的较集中的缺陷不会引起整根长电缆所测到的tanδ值的显著变化。由图8-14可见，电缆绝缘中水树枝的增长会引起tanδ值的增大，但分散性较大。同样，在线测出tanδ值的上升可反映绝缘受潮、劣化等缺陷，交流击穿电压会降低，其间的关系如图8-15的实例所示，同样具有一定的分散性。

在对已运行过的XLPE电缆进行加速老化试验，得出水树枝发生的个数以及最长的水树枝长度与电缆tan 测量值的关系，如图8-16及图10-17所示，它们的趋势是明确的，但分散性很大。如将最长的水树枝长度与每单位长度电缆中的树枝数的乘积作为横坐标，则与测得的tanδ(纵坐标)之间具有更好的相关性，说明测得的tanδ值取决于整体损耗的变化。

　　四、其他在线检测方法

　　对于发现局部缺陷，局部放电检测是很有价值的。常见的电缆局部放电方法有局部放电检测仪、接地线脉冲电流法、电磁耦合法、超声波法等，可以对电缆及其附件进行检测，但由于电缆长、电容量大，对其进行在线检测时外界干扰的影响十分严重，在现场进行检测时有效分辨率一般为100~1000pC。

　　由于交联聚乙烯电缆绝缘电阻很小，在线检测tanδ易受影响，而tanδ、击穿电压和电容增量之间有较好的相关性，因此建议改为在线检测流过接地线的电容电流增量的方法。该方法简便易行，只要在接地线上套以电流传感器即可实现，但这时另一端电缆终端接地线在测量时需要临时断开。

　　考虑到现场测量时容性电流的影响，日本提出了在电缆线路上叠加20V、7.5Hz的低频电压的方法。由于容性电流随频率降低而减少，而阻性电流则无明显变化，所以易从总电流中将阻性电流区分出来。同时由于tanδ=1/?CR，频率下降，等值tanδ增大，也易于现场测量。

　　表8-4给出了几种电缆绝缘在线检测方法的比较。通过对几种检测方法的比较，可以选择比较有效的方法。

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   关键词：直流耐压试验