电力电缆接头绝缘状态检测技术的应用研究
蒋再新 付双 唐彰蔚 周家成
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蒋再新 付双 唐彰蔚 周家成,. 电力电缆接头绝缘状态检测技术的应用研究[J]. 中国电力技术,2023.3. DOI:10.12721/ccn.2023.159665.
摘要:
电力电缆接头如果较为密集,那么不仅危险程度较高且维修风险较大,并且还会影响到土地的利用率。为确保电力电缆安全运行,需要加强对电缆接头绝缘状态检测,这样可以使故障问题快速解决。基于此,本文主要分析电力电缆接头绝缘状态检测技术的应用。
关键词: 电力电缆电缆接头绝缘状态检测技术应用分析
DOI:10.12721/ccn.2023.159665
基金资助:

电缆故障是电网事故发生的主要因素之一,而电缆接头位置特别容易出现损伤,因为电缆接头需要在现场作业,这也会增加缺陷问题的发生,进而容易出现绝缘事故。检测电缆接头故障的方式相对有限,并且维修难度也相对较大,在这一背景下,如何更好的对电缆接头进行绝缘检测是一项需要认真思考的问题。

一、 电力电缆接头绝缘故障问题出现的主要因素

(一) 绝缘层老化

电力电缆在使用一段时间之后,绝缘层就会因为多种因素的影响而降低使用效果,例如环境变化、温度变化、化学腐蚀以及外力破坏等等,这些都是导致电缆绝缘层出现老化现象的主要原因。

(二) 电缆接头制作问题

电缆接头制造对精密性要求相对较高,需要制造方依照行业标准规范来生产产品,但需要注意的是,部分制造商为了自身利益或赶工造成电缆绝缘存在不匀称、表面存在瑕疵等的问题。如果电缆接头附件密封不严谨且外部环境较差,就容易导致接头长时间暴露在空气中,这样在通电使用之后,电缆因存在缝隙就会不断的释放出微小电流,长时间就会使电缆接头被击穿,进而导致安全事故的发生[1]

(三) 发热故障

电力电缆通电是一个持续的状态,这样会使电缆发热,如果电缆绝缘层的气隙存在不匀称现象,那么就会导致电缆出现局部过热的问题。另外,铺设在一些特殊环境或较为密集区域的电缆也有电缆散热性能差与超负荷运行的现象,这样就会降低电缆的使用年限。

二、 阐述电力电缆接头绝缘状态的检测技术

(一) 预防性试验检测

在电力电缆接头绝缘状态检测过程中,运用预防性试验检测模式应依照计划来将电缆经固定周期进行停运处理,然后对其绝缘与运行模式进行检测。针对于预防性检测本质来讲,其属于一种离线检测方法,在检测阶段需要停电进行,但需要注意的是,这种检测模式存有一定的弊端,主要为以下几点:其一在进行检测的过程中,检修作业时间相对较长且过程复杂繁琐,难以快速完成检修作业,这样就会直接影响到供配电的实际需求;其二即为检测工作开展容易出现观测不直观和操作不灵活等问题;其三即为在进行现场检测的过程中,特别容易受到外界环境的干扰,例如电磁影响,这样不仅会导致检测结果不准确,同时也难以对一些特殊材质的电缆进行检测。因此,进一步说明了相关技术人员需要就电力电缆接头绝缘状态检测工作有效开展进行深入思考[2]

(二) 在线检测技术

1.直流叠加法

直流叠加法主要是将一个50V左右的直流电压加入到电压互感器的中心位置,这样就可以将低压直流电压叠加到交流高压中,进而更好的检测电缆接头绝缘电阻大小,在测定数值中就可以快速判定电缆的实际情况。在过程中如果电缆绝缘电阻数值超出1000MΩ,那么就可以确定电缆的绝缘状态相对较好,可继续使用;如果电缆绝缘电阻在100---1000MΩ之间,表面电缆绝缘电阻依然可以继续使用;如果电缆绝缘电阻数值在10---100MΩ之间,这类电缆绝缘电阻虽然可以使用,但在使用阶段需要加强重视;但如果数值已经低于10MΩ,就不可继续使用,需要马上更换这一电缆的绝缘接头。在检测阶段运用直流叠加法来测量电缆绝缘电阻可保障获取到的数值与停电直流的电缆接头绝缘状态电阻数值相似,数据信息的获取也会更加准确,这进一步说明了可以运用这种方式来对电力电缆绝缘状态进行检测。

2.直流分量法

电缆树枝化绝缘缺陷通常都会形成一种整流效应,这种效应主要就是在重复流过交流电压的过程中,水树枝会在正半周时注入少量的正电荷,负半周则会注入大量的负电荷,这样就会造成放电不匀称,并且也会使正电荷被中和而出现诸多负电荷,如果负电荷在电力电缆接头绝缘层中不断积累,那么就会对电力电缆使用带来较大的影响。从实际角度分析,在一段时间之后,负电荷会不断运动,这时就容易出现直流电流出现泄露现象。因此,可以运用直流分量法来对电力电缆接头绝缘状态进行检测,主要是对泄露的直流电流实施检测,这种方式可以实现电力电缆运行阶段的在线检测,不仅检测结果十分准确,并且还可以进一步提升检测效率[3]

3.局部放电法

其一即为电磁耦合法。这种方式可以很好的对电力电缆局部放电情况,局部放电信号会借助垂直方式来穿越电磁耦合圈,然后在通过电磁转换模式来保障回路感应到局部放电信号。在过程中可以将局部放电传感器设置在电力电缆接头处,在随之应用局部传感器来采集电力电缆接头处产生的放电信号,最后利用数模转换与采样分析来掌握数据信息。这种方式的优势特点即为抗干扰性强且占地空间较小等,已经被运用到了电力电缆接头绝缘状态检测中,但在运用阶段需要注意局部放电传感器只能在电缆施工阶段安装,其对电力电缆接头区域的电场分布情况具有一定的要求,所以说这种方式在运用阶段也具有一定的局限性。

其二即为超声波检测法。电力电缆接头绝缘故障在局部放电区会生成超声波,因此可以运用超声波检测方式来对其进行检测,借助超声波传感器来对放电辐射信号来进行检测,这样不仅可以捕捉到一些较小的火花放电,还可以通过信号处理技术来检测到故障位置。另外,在运用超声波检测法的过程中,可以向电缆发送信号频率与超声波,借助回传反射波强弱就可以快速确定故障发生原因与位置,目前,超声波检测方式在诸多领域都得到了运用,应用效果也相对较好。针对于电力电缆接头绝缘状态检测运用超声波检测技术来讲,其作用和优势主要体现以下几个方面:1)超声波检测方式属于非入侵检测法,其不会对电力电缆运行带来影响,并且检测还可以在通电的情况下完成,可以很好的规避离线检测带来的各种问题和影响;2)超声波的传播速度相对较快且定性较强,这种检测技术可以提升检测效率,最为重要的是可以降低检测时间[4];3)检测效果较高且成本低,可以很好的降低检测数据误差。
结束语:

结合全文,电力电缆既可以应用于地下输电供电,还可以在诸多行业与领域中运用,例如飞机电缆与船舶电缆等等。从这一角度分析,电力电缆绝缘故障的研究与探索并不仅限于此,由于电力电缆绝缘故障问题难以全面规避,所以,为进一步降低和减少损失,电力电缆接头绝缘状态检测随之成为了研究的关键。因为电缆接头较为特殊,需要运用有效的检测技术来对其开展检测,如直流分量法、局部放电法以及直流叠加法等等,这些在线检测方式可以全面提升检测的有效性,最为重要的是快速检测出故障问题可以确保电力电缆安全稳定运行。

参考文献:
[1]周凯, 电力电缆绝缘状态检测与寿命延长技术应用. 四川省,国网四川省电力公司电力科学研究院,2019-04-20.

[2]曹俊平,蒋愉宽,王少华,周象贤,李特,周路遥,杨勇.XLPE电力电缆接头缺陷检测关键技术分析与展望[J].高压电器,2018,54(07):87-97.

[3]吴春喜,卢恩贵.一种电缆盒内放电故障的检测方法[J].河北能源职业技术学院学报,2016,16(01):49-51.

[4]陈显富,苏毅,兰国良,康海云.一起典型振荡波诊断电缆放电故障实例分析[J].电气应用,2014,33(14):89-92+108.

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