低压电缆绝缘状态检测方法

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本科生毕业论文（设计）题目：低压电缆绝缘状态检测方法

内容摘要

随着低压电缆在电网供电中的越来越广泛的使用，低压电缆的使用数量、长度有了很大的发展，随之故障也增多了。为了能提前预测低压电缆绝缘发展方向，低压电缆绝缘故障检测方法的研究应运而生，并且得到了很好的发展本文首先简述了低压电缆的研究现状和低压电缆绝缘故障类型及老化原因。随后，讨论低压电缆绝缘老化及其表现形式。在文章中，对低压电缆绝缘故障检测方法进行了归纳和总结，给出了各种检测方法的原理，并对各种测试方法的优缺点进行了比较分析，给出了种种测试方法的适用范围，以期为各种低压绝缘故障的检测系统方法选择提供了各种参考方法。用上述方法通过实验对电缆检测后，达到了预期检测的目的，对电缆的绝缘状态给出了总体的评评判。

关键词：低压电缆；介质损耗；老化；漏导电流

目录

内容摘要 ........................................................................................................................... I 1 绪论 . (1)

1.1 课题的背景及意义 (1)

1.2 国内外发展现状 (1)

1.3 本文主要研究内容 (2)

2 电缆故障类型及绝缘老化的原因 (3)

2.1 电缆故障的类型 (3)

2.1.1 接地故障 (3)

2.1.2 短路故障 (3)

2.1.3断线故障 (3)

2.1.4闪络性故障 (3)

2.2 电缆老化原因 (3)

2.2.1 电气老化 (4)

2.2.2 热老化 (4)

2.2.3 机械老化 (4)

2.2.4 水老化 (5)

3 低压电缆绝缘状态检测技术分析 (6)

3.1 低压电缆绝缘电阻的测试方法 (6)

3.1.1 测试中电压与时间的选择 (6)

3.1.2 低压电缆绝缘电阻的测量 (6)

3.2 低压电缆绝缘漏导电流检测方法 (7)

3.3 低压电缆绝缘介质损耗检测方法 (8)

3.3.1 低压电缆绝缘介质损耗的测量原理 (8)

3.3.2 低压电缆绝缘介质损耗的测量方法 (9)

3.4 低压电缆绝缘在线运行检测方法 (9)

3.4.1 直流叠加法 (9)

3.4.2 低频叠加法 (10)

3.4.3 交流叠加法 (11)

4 测量数据分析与判断 (13)

4.1 低压电缆绝缘电阻实验结果的分析与判断 (13)

4.2 低压电缆绝缘泄露电流实验结果的分析与判断 (13)

4.3 低压电缆绝缘介质损耗实验结果的分析与判断 (13)

5 总结 (15)

参考文献 (16)

1 绪论

1.1 课题的背景及意义

在生产、生活中电气绝缘引起的事故比率居高不下，特别是随着我国经济的发展，人们生活水平不断的提高，用电量在大幅的增加，同时对用电安全也提出了更高的要求。

针对电缆故障，很有必要研究电缆故障应对措施，以期达到如下目的：一是使电缆可能出现故障点处能够按计划停电得到及时处理，二是：电缆出现故障后，测试人员到达现场能够以最短的时间，准确地探测出故障点，采取有效处理措施后，能够快速恢复线路供电，以保证电网的安全稳定运行。

目前，对低压电缆的检测，我们基本上还采用定期试验维修的方法，这种离线试验方法对出厂产品与将要投入使用的设备进行检测非常有效，但无法对使用中的电缆进行监测。而且电缆在试验时使用耐压试验等方法，本身就会对其造成损伤，使电缆的老化加快，电缆的绝缘特性受到影响，虽然耐压试验是一种有效发现故障的方法，但还是要寻求不会对试品有损坏的新试验方法。各种离线和在线检测方法为低压电缆的绝缘状态检测提供了新的思路。

1.2 国内外发展现状

20世纪60年代起，国外就开始了关于XLPE (交联聚乙烯）电缆绝缘弱点检测和老化检测技术的研究，时至今日，该项研究仍在不断发展。日本是较早开展XLPE电缆绝缘老化检测技术研究的国家之一，但是研发的电缆绝缘检测仪只能发现已经发生绝缘老化的电缆，无法描述被检测电缆的绝缘老化程度，而且该检测仪主要针对的是陆地所使用电缆。

国内天津大学杜伯学采用温差法对XLPE电缆老化进行评估，其研究对象为10KV的陆用电缆；上海交通大学王雅群采用等温松驰电流对XLPE电缆寿命评估，但是受到国内外电缆制造工艺差异的影响，计算所得老化因子与国外学者报道的结果相差普遍较大。其中检测技术分为非在线式和在线式：非在线式包括反吸收电流、残留电压、电位衰减法、直流泄漏电流、残留电荷、直流电压叠加法等在线式包括直流成分、脉动法，直流电压叠加法等。目前的应用绝缘监测剩余寿命评估方法都比较偏向于从定性分析的角度切入，在定量分析方面，只能给出一个比较宽泛的范围。

电力电缆试验技术严重滞后于电力电缆制造和应用技术。国家关于绝缘电力电缆(XLPE)投运后的试验方法、标准和运行规程大多在20世纪70年代颁布，比

较陈旧落后，有的甚至是沿用油纸绝缘电力电缆的试验方法。1996年修编的《电力设备预防性试验规程》中，仅用很少的篇幅提及绝缘电力电缆投运后的预试方法，不具可操作性。

据统计：在1962~1999年间，直流耐压试验合格后投入运行的电缆在短期内发生故障的次数约占电缆运行故障总次数的43.8%。这一事实再次说明了直流耐压试验不仅不能够及时发现电缆运行缺陷，反而使电力电缆的绝缘损伤较大，缩短电缆运行寿命。到目前为止，许多国家包括中国在内，已不再采用直流耐压试验作为交联聚乙烯绝缘电力电缆的预防性试验手段[1]。

介质损耗角的测量是判断绝缘故障的最有效的手段之一。它与材料特性有关，而与材料尺寸、体积无关的物理量，所以用测量介质损耗角来判断高压电气设备的绝缘情况，特别是对绝缘受潮、老化变质等分布性缺陷是卓有成效的。

1.3 本文主要研究内容

随着电力事业的迅速发展，对供电可靠性和用电安全性的要求在进一步的提高，电力设备绝缘状况检测技术的发展日益得到重视，新的检测设备和新的检测技术不断在推出。电线电缆是最常用的电力设备，同时也是出现绝缘故障的概率最高的设备，据不完全统计，电气绝缘不良引起的事故中波及的设备有近一半与电线电缆有关。在我国，针对高电压等级的电缆绝缘检测技术受到了普遍的重视，但是针对低压配电网的电线电缆绝缘检测技术的研究却进展不大。

本文的提出就是针对上述问题研究的有效补充，以低压电缆的绝缘电阻和漏电电流为主要研究手段，对电缆绝缘状态进行检测，并判断电缆的绝缘状态以及故障的类别。